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超声波发生器主板


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大功率超声波发生器电路图大全(四款大功率超声波发生器电路设计原理图详解)


  主电路原理如图2所示。高频逆变器中的功率开关管采用目前国际上最先进的电力电子器件IGBT(绝缘栅双极型晶体管。它是将MOSFET和GTR的优点集于一体的新型复台器件,具有MOSFET的高输入阻抗,GTR的低通态功耗的特点。

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  来自电网的220V50HZ的电压经电网滤波器C1、C2、L1L2、可控硅半控全桥整流D1~D4、p型滤波后得到0~220V连续可调的直流电压U1,该直流电压加到半桥式的逆变器上,功率开关管T1和T2在一对互差180’的方波脉冲触发下轮流导通和截止,将直流电压变换成交变的高频方波电压,经高频变压器B(采用铁基非晶高颡磁性材料)变换后输出U3加到超声换能器上,根据超声换能器的谐振频率和阻抗,选择变压器的变比和U2的大小,U2的大小还可以通过调节整流可控硅导通角予以调节。

大功率超声波发生器电路图大全(四款大功率超声波发生器电路设计原理图详解)

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这个基本的超声波发生器既容易做,又不费时。只需一个NE555,用来驱动扬声器。频率范围是12-50kHz。SPKRI是一个压电高频扬声器。

 为了遥控幻灯投影机常需要有4个不同频率的通道信号,即“前进”、“后退”、“向前聚焦”和“向后聚焦”,此时可采用如图所示发送器电路。其中由晶体管T1构成振荡电路,在电感L1保持不变时通过接入不同电容产生四种不同频率的信号。图中“V”表示前进,“S”表示后退,S+和S-分别表示向前和向后聚焦。

电感量:L1 5~3=35mH,L1 3~6=79uH L2 5~6=5.1mH,L2 6~4=480uH。匝数:n1 5~3=1150匝,0.06mm铜漆包线;n1 5~6=55匝,0.06mm铜漆包线;n2 5~6=440匝,0.1mm铜漆包线;n2 6~4=140匝,0.1mm铜漆包线。

大功率超声波发生器电路图大全(四款大功率超声波发生器电路设计原理图详解)


  超声波电源系统主要由220V电源、整流滤波、高频逆变单元、匹配网络、检测电路、PWM产生电路和驱动电路组成,如图1所示。

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   220V单相交流电经过二极管不可控整流电路得到直流电压,然后经过由MOSFET组成的高频逆变电路得到满足换能器要求的高频电压。为减少高频工作条件下MOSFET的开关损耗,高频逆变电路采用带辅助网络的全桥结构,如图2所示。此电路结构解决了传统零电压开关(ZVS)PWM电路变压器漏感小且滞后桥臂难于实现ZVS的问题。同时,根据电流增强原理,此电路结构可在任意负载和输入电压范围内实现零电压开关,大大减少了占空比丢失。超声波电源与换能器匹配的好坏将决定整个电路的控制效果。因此,应该对匹配网络每个参量(高频变压器匝比K,输出匹配电感Lf)进行严格的计算。匹配主要指为使发生器输出额定电功率,进行阻抗变换匹配。以及为使发生器输出最高效率进行调谐匹配。

大功率超声波发生器电路图大全(四款大功率超声波发生器电路设计原理图详解)


  采用56F803型DSP作为控制电路的核心处理器.它内置2 KB SRAM,31.5 KB FLASH,同时,其40 MHz的CPU时钟频率比其他单片机具有更强的处理能力。6路PWM信号可以实现高频逆变电路开关管MOSFET的移相控制。12位A/D转换器采集可以实现电压和电流采样并满足采样数据精度的要求。利用56F803型DSP中定时器的捕获功能可以精确计算相位差大小,实现系统的频率跟踪控制。串行外设接口SPI与MCl4489配合使用可以实现对5位半数码管的控制.从而实现系统频率和功率的显示。另外,56F803还支持C语言与汇编语言混合编程的SDK软件开发包.可以实现在线调试。