[发明专利]一种超声波电源电路

权利要求书

1.一种超声波电源电路，其特征在于，包括功率变换模块、驱动控制与显示模块以及采样与保护模块；所述采样与保护模块对超声波换能器的电压和电流实时进行采样并发送到所述驱动控制与显示模块；所述驱动控制与显示模块对接收到的采样信号进行处理得到超声波换能器实时的输出功率以及振动频率，并发送到所述功率变换模块；

所述功率变换模块根据接收到的超声波换能器的输出功率，对超声波电源的输出电压实时进行控制，将超声波换能器的输出功率调整为恒定状态；所述功率变换模块对接收到的超声波换能器的振动频率，实时进行补偿与修正，使超声波换能器保持工作在谐振状态。

2.如权利要求1所述的超声波电源电路，其特征在于，所述功率变换模块包括单相全桥可控整流单元、滤波器、IGBT高频全桥逆变单元以及网络匹配单元，经过单相全桥可控整流单元的直流通过滤波器滤波得到稳定的直流，IGBT高频全桥逆变单元对稳定的直流进行处理得到所需要的超声频率的方波，再通过网络匹配单元与超声波换能器进行匹配，以满足超声波电源与超声波换能器之间的功率及谐振匹配。

3.如权利要求2所述的超声波电源电路，其特征在于，所述功率变换模块还包括保护电路RCD以及设置在网络匹配单元与超声波换能器之间的波形变换单元，所述保护电路RCD对IGBT高频全桥逆变单元进行保护；所述波形变换单元将方波变换成弦波。

4.如权利要求2所述的超声波电源电路，其特征在于，所述驱动控制与显示模块包括隔离型DAC、IGBT驱动放大单元和DSP控制器；

所述DSP控制器发出的不同电平控制信号经过隔离型DAC输出稳压，用来控制所述单相全桥可控整流单元的输出电压大小；

所述DSP控制器发出的PWM波经过IGBT驱动放大单元放大后，用来控制所述IGBT高频全桥逆变单元的IGBT开通与关断；其中，所述DSP控制器发出的PWM波的频率通过采样与保护模块采样处理后计算得到。

5.如权利要求4所述的超声波电源电路，其特征在于，所述驱动控制与显示模块还包括PC通讯单元、人机交互单元和报警指示灯，所述DSP控制器通过PC通讯单元实现与PC的通讯；通过人机交互单元实现人机交互的功能；当电路故障时，点亮报警指示灯向操作人员发送报警信号。

6.如权利要求5所述的超声波电源电路，其特征在于，所述采样与保护模块包括高频电压或电流采样跟踪单元和真有效值转换器，高频电压或电流采样跟踪单元对超声波换能器的电压和电流实时进行采样，并将采样信号发送到真有效值转换器进行转换，将获取到的超声波换能器的输出功率大小输入到DSP控制器。

7.如权利要求6所述的超声波电源电路，其特征在于，所述采样与保护模块还包括电路保护单元和鉴相器，所述电路保护单元根据真有效值转换器的转换结果判断电路是否正常工作并进行相应保护；鉴相器对采样信号进行分析处理，判断超声波换能器的电压与电流是否同相位，并将结果反馈给DSP控制器以控制PWM波的发送。

8.如权利要求7所述的超声波电源电路，其特征在于，还包括为所述驱动控制与显示模块以及采样与保护模块供电的辅助电源模块，所述辅助电源模块包括整流滤波单元和反激式变压器，所述整流滤波单元对市电进行整流滤波后发送到所述反激式变压器；所述反激式变压器采用多路输出，为所述隔离型DAC、DSP控制器、IGBT驱动放大单元、人机交互单元、真有效值转换器、鉴相器以及高频电压或电流采样跟踪单元进行供电。