[发明专利]一种基于有源电感的超声波焊接系统及焊接电源匹配方法

权利要求书

1.一种基于有源电感的超声波焊接系统，其特征在于，包括：超声波发生器、有源电感、换能器和焊接工具头，所述换能器和所述有源电感并联连接，且所述换能器和所述有源电感均与所述超声波发生器连接，所述换能器与所述焊接工具头连接。

2.根据权利要求1所述的基于有源电感的超声波焊接系统，其特征在于，所述有源电感包括阻抗和运算放大器，所述阻抗包括第一阻抗、第二阻抗、第三阻抗、第四阻抗和第五阻抗，所述运算放大器包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述第一阻抗的第二端与所述第二阻抗的第一端连接，所述第二阻抗的第二端与所述第三阻抗的第一端连接，所述第三阻抗的第二端与所述第四阻抗的第一端连接，所述第四阻抗的第二端与所述第五阻抗的第一端连接，所述第五阻抗的第二端接地；所述第一阻抗的第一端和所述第五阻抗的第二端分别与所述换能器的两端连接；所述第一运算放大器的反向端与所述第一阻抗的第一端连接，所述第一运算放大器的同相端分别与所述第二阻抗的第二端和所述第三阻抗的第一端连接，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第三阻抗的第二端和所述第四阻抗的第一端连接；所述第二运算放大器的反向端分别与所述第二阻抗的第二端和所述第三阻抗的第一端连接，所述第二运算放大器的同相端分别与所述第四阻抗的第二端和所述第五阻抗的第一端连接，所述第二运算放大器的输出端分别与所述第一阻抗的第二端和所述第二阻抗的第一端连接。

3.根据权利要求2所述的基于有源电感的超声波焊接系统，其特征在于，所述阻抗包括电容或电阻的至少一种。

4.根据权利要求1所述的基于有源电感的超声波焊接系统，其特征在于，所述超声波发生器为输出频率在15kHz-40kHz内可调的交流电信号的发生器。

5.一种应用于权利要求1-4任意一项权利要求所述的基于有源电感的超声波焊接系统的焊接电源匹配方法，其特征在于，包括：

获取换能器的谐振频率；

通过所述谐振频率计算等效电感值；

根据所述等效电感值选定有源电感的阻抗值；

根据所述有源电感的阻抗值设计有源电感电路。

6.根据权利要求5所述的基于有源电感的超声波焊接系统的焊接电源匹配方法，其特征在于，所述测量换能器的谐振频率，具体包括：

通过阻抗分析仪测量换能器的谐振频率。

7.根据权利要求5所述的基于有源电感的超声波焊接系统的焊接电源匹配方法，其特征在于，所述通过所述谐振频率计算等效电感值，具体包括：

通过所述谐振频率采用公式计算等效电感值；

其中，f_s为谐振频率，Cs为静态电容，L_E为等效电感值。

8.根据权利要求5所述的基于有源电感的超声波焊接系统的焊接电源匹配方法，其特征在于，所述根据所述等效电感值选定有源电感的阻抗值，具体包括：

根据所述等效电感值采用公式L_E＝Z₁Z₂Z₃Z₅/Z₄，选定有源电感的阻抗值；

其中，L_E为等效电感值，Z₁、Z₂、Z₃、Z₄和Z₅分别为有源电感的阻抗值。