[发明专利]一种基于混合级联9电平的大功率超声波电源装置

权利要求书

1.一种基于混合级联9电平的大功率超声波电源装置，其特征在于,包括工频整流单元、直流斩波单元、方波逆变单元、高频变压器单元、高频整流单元、混合级联9电平逆变单元、匹配网络单元、换能器单元；

所述的工频整流单元、直流斩波单元、方波逆变单元、高频变压器单元依次串联连接；所述的高频变压器单元、高频整流单元、混合级联9电平逆变单元、匹配网络单元、换能器单元依次串联连接。

2.根据权利要求1所述的基于混合级联9电平的大功率超声波电源装置，其特征在于，所述工频整流单元采用三相二极管整流桥，将配电网交流电压整流成直流电压。

3.根据权利要求1所述的基于混合级联9电平的大功率超声波电源装置，其特征在于，所述直流斩波单元采用Buck电路，对所述工频整流单元输出的直流电压进行斩波，实现从0到最大值的连续无极调节。

4.根据权利要求1所述的基于混合级联9电平的大功率超声波电源装置，其特征在于，所述方波逆变单元采用单相H桥结构，将所述直流斩波单元输出的直流电压逆变成高频交流方波电压。

5.根据权利要求1所述的基于混合级联9电平的大功率超声波电源装置，其特征在于，所述高频变压器单元包含原边绕组、第一副边绕组以及第二副边绕组，第一副边绕组与第二副边绕组的匝数比为1:3；

高频交流方波电压通过原边绕组、第一副边绕组输出第一高频交流方波电压；

高频交流方波电压通过原边绕组、第二副边绕组输出第二高频交流方波电压。

6.根据权利要求1所述的基于混合级联9电平的大功率超声波电源装置，其特征在于，所述高频整流单元由第一高频整流模块和第二高频整流模块构成,用于生成第一直流电压以及第二直流电压；

所述第一高频整流模块以及所述第二高频整流模块均采用单相二极管整流桥，所述第一高频整流模块将第一高频交流方波电压整流成第一直流电压，所述第二高频整流模块将第二高频交流方波电压整流成第二直流电压。

7.根据权利要求1所述的基于混合级联9电平的大功率超声波电源装置，其特征在于，所述混合级联9电平逆变单元由第一H桥逆变模块和第二H桥逆变模块构成,所述第一H桥逆变模块和所述第二H桥逆变模块的输出侧级联，将第一直流电压与第二直流电压通过多电平控制信号生成9电平高频交流电压波形，改变周期可以实现频率的自动跟踪。

8.根据权利要求1所述的基于混合级联9电平的大功率超声波电源装置，其特征在于，所述匹配网络单元采用串联电抗器，用于将9电平高频交流电压波形进行滤波得到滤波后交流电压，并通过阻抗匹配将滤波后交流电压输出至所述换能器单元，所述匹配网络单元还用于补偿所述换能器单元的静态电容。

9.根据权利要求1所述的基于混合级联9电平的大功率超声波电源装置，其特征在于，所述换能器单元将滤波后交流电压的电能转化为机械能。