[发明专利]实验室超声波生物处理系统

权利要求书

1.一种实验室超声波生物处理系统，为以系统的信号处理、控制部作为核心环节、超声波处理执行部h作为执行环节的全闭环控制系统；其特征是：

超声波生物处理系统的电源部a将220V交流电变换为三个等级恒定直流电压；并通过系统的母线电源正极接线端E_V、系统驱动电路工作电源正极接线端E₁和控制电路工作电源正极接线端E输出；超声波生物处理系统的调功部b在系统的调功、模式控制信号P_C控制下输出所需母线电压及其连续时长；系统的PWM驱动部c在正弦占空比PW控制信号Dsin控制下输出PWM驱动控制信号Dr；系统的PWM逆变部d在PWM驱动控制信号Dr控制下截切母线电压时长，形成母线电压正弦波PW序列；超声波生物处理系统的功率匹配部e、系统的频带切换部f和超声波生物处理系统的频带匹配部g在频带匹配控制信号F_C控制下切换、匹配输出功率、电感值段和换能器；同时，从超声波生物处理系统的功率匹配部e产生功率匹配电压反馈信号v输出，从超声波生物处理系统的频带匹配部g产生频带匹配电流反馈信号i输出；系统的超声波处理执行部h在所产生超声波作用下处理生成目标物，并通过所配传感器产生处理槽目标物浓度反馈信号De输出；系统的信号处理、控制部i分别从超声波生物处理系统的功率匹配部e、超声波生物处理系统的频带匹配部g和系统的超声波处理执行部h接收功率匹配电压反馈信号v、频带匹配电流反馈信号i和处理槽目标物浓度反馈信号De反馈，分别向超声波生物处理系统的调功部b、系统的PWM驱动部c和系统的频带切换部f输出系统的调功、模式控制信号P_C、正弦占空比PW控制信号Dsin和频带匹配控制信号F_C；系统的人机交互部j从系统的信号处理、控制部i接收频率显示数据f_S、功率显示数据P_S和效率显示数据Ef予以显示，通过屏幕操作向系统的信号处理、控制部i输出处理工作脉振次数数据K_R、处理工作模式选择数据M_R、频率设置数据F_R和功率设置数据P_R。

2.根据权利要求1所述的实验室超声波生物处理系统，其特征是：

超声波生物处理系统的工作电源电路为以SD4842型PWM控制器芯片U_P作为核心器件的三路AC-DC电路；

220V市电通过电源开关K_p引入整流桥Br的两交流输入端；整流桥Br的正极输出端连接到系统的母线电源正极接线端E_V，同时与第一滤波电容C_P1的正极连接；整流桥Br的负极输出端接执行电路地；第一滤波电容C_P1的负极接执行电路地；吸收电容C_P2与吸收电阻R_P1并联，该吸收电容C_P2与吸收电阻R_P1的并联支路的一端与第一滤波电容C_P1的正极连接，另一端与吸收二极管D_P1的负极连接；吸收二极管D_P1的正极与电源电路PWM控制器芯片U_P的6、7、8脚连接；电源电路PWM控制器芯片U_P的1、2脚接执行电路地；电源电路PWM控制器芯片U_P的3脚与第二滤波电容C_P3的正极连接，第二滤波电容C_P3的负极接执行电路地；电源电路PWM控制器芯片U_P的4脚通过缓冲电容C_P4接执行电路地；电源电路PWM控制器芯片U_P的5脚悬空；分压电阻R_P2跨接在第一滤波电容C_P1的正极与电源电路PWM控制器芯片U_P的3脚之间；

输出变压器T_rP的输出变压器原绕组W₁同名端连接到第一滤波电容C_P1的正极，其异名端连接到电源电路PWM控制器芯片U_P的6、7、8脚；输出变压器T_rP的输出变压器检测绕组W₂同名端通过限流电阻R_P3与整流二极管D_P2的正极连接，整流二极管D_P2的负极连接到电源电路PWM控制器芯片U_P的3脚；输出变压器T_rP的输出变压器检测绕组W₂异名端接执行电路地；输出变压器T_rP的输出变压器第一副绕组W₃异名端和输出变压器第二副绕组W₄异名端均接地；输出变压器T_rP的输出变压器第一副绕组W₃同名端和输出变压器第二副绕组W₄同名端分别与控制电路工作电源整流二极管D_P3的正极和系统驱动电路工作电源整流二极管D_P4的正极连接；控制电路工作电源整流二极管D_P3的负极同时与控制电路工作电源第一滤波电容C_P5的正极及控制电路工作电源滤波电感L_P1的一端连接；控制电路工作电源第一滤波电容C_P5的负极接地；控制电路工作电源滤波电感L_P1的另一端与控制电路工作电源第二滤波电容C_P6的正极连接，该控制电路工作电源滤波电感L_P1另一端与控制电路工作电源第二滤波电容C_P6正极的连接点连接到工作电源正极接线端E；控制电路工作电源第二滤波电容C_P6的负极接地；系统驱动电路工作电源整流二极管D_P4的负极同时与系统驱动电路工作电源第一滤波电容C_P7的正极及系统驱动电路工作理电源滤波电感L_P2的一端连接；系统驱动电路工作电源第一滤波电容C_P7的负极接地；系统驱动电路工作理电源滤波电感L_P2的另一端与系统驱动电路工作电源第二滤波电容C_P8的正极连接，该系统驱动电路工作理电源滤波电感L_P2另一端与系统驱动电路工作电源第二滤波电容C_P8正极的连接点连接到信号处理电源正极接线端E₁；系统驱动电路工作电源第二滤波电容C_P8的负极接地；

反馈限流电阻R_P4的一端连接到信号处理电源正极接线端E₁，另一端与TLP521-1型反馈光耦器件LC_P的1脚连接；反馈分压第一电阻R_P5的一端连接到信号处理电源正极接线端E₁，另一端与反馈分压第二电阻R_P6的一端连接；反馈分压第二电阻R_P6的另一端接地；TL431型基准电压源器件U₆的负极与反馈光耦器件LC_P的2脚连接，基准电压源器件U₆的正极接地，基准电压源器件U₆的控制极连接到与反馈分压第一电阻R_P5与反馈分压第二电阻R_P6的连接点；自激吸收电容C_P9跨接在基准电压源器件U₆的负极与控制极之间；反馈光耦器件LC_P的3脚接执行电路地，反馈光耦器件LC_P的4脚与电源电路PWM控制器芯片U_P的4脚连接。