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）

超声波发生器的输入是一个固定频率的信号，该信号波形不定，可正弦、可脉冲，但其频率固定为换能器的频率，一般为20、25、28、33、40、60KHz等。经由超声波发生器的内部转换，其输出为功率信号、频率跟踪信号等。

由于随输入信号的变化，输出信号呈现出不稳定的状态，因此在部分超声波发生器内部还含有反馈部分，其反馈作用主要体现在两个方面：

　　一方面，输入信号的变化导致输出功率的不稳定，使得换能器机械振动不规律，造成清洗效果不佳等后果，加入反馈部分后，功率反馈信号对输出功率进行调节，使得其不随输入信号的变化而变化，呈现出稳定的状态，换能器进行规律的机械振动使得清洗效果变好。

　　另一方面，换能器频率处于谐振频率点时效率最高，但在实际情况中，由于各种原因无法使得其始终工作在最佳状态下，因此反馈部分发挥其作用，提供频率跟踪信号，控制信号发生器发出的信号始终在换能器的谐振点处，使其一直工作于最佳状态下。

图1是系统电路原理框图，它由电网滤波器、工频整流及滤波、高频逆变、高频变压器、超声换能器以及PWM电路组成。

　　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。

　　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）

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。

　　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。

   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。

　　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。