高頻超聲波發(fā)生器電源在特殊形狀物體清洗過程中,超聲清洗是一種新型的清洗方法.超聲波發(fā)生器作為超聲清洗電源,是超聲波清洗設(shè)備的重要組成部分.針對超聲波發(fā)生器研制中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題,分別對主回路,聲學(xué)系統(tǒng)諧振頻率自動跟蹤系統(tǒng)和輸出功率控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和設(shè)計,并且進(jìn)行了實驗驗證與分析.主回路是超聲波發(fā)生器功率傳輸系統(tǒng),它的可靠性對整個系統(tǒng)十分關(guān)鍵.

高頻超聲波發(fā)生器電源主要對EMI濾波電路,APFC,逆變橋,高頻脈沖變壓器和匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究和設(shè)計.在超聲波發(fā)生器中,聲學(xué)系統(tǒng)諧振頻率自動跟蹤技術(shù)是保證輸出效率的關(guān)鍵因素.論文在分析壓電陶瓷換能器在諧振點附近等效電路的基礎(chǔ)上,采用相位控制頻率調(diào)制技術(shù),利用數(shù)字鎖相環(huán)建立了一種新型的包含鑒相,低通濾波,壓控振蕩器,調(diào)節(jié)器的動態(tài)頻率自動跟蹤系統(tǒng),使超聲波發(fā)生器工作在最佳狀態(tài).當(dāng)被清洗物件放入清洗槽中之后,由于超聲波發(fā)生器的負(fù)載發(fā)生了變化,導(dǎo)致其輸出功率隨之降低.這樣就會影響到清洗的效果,為了解決這個問題就必須對輸出功率進(jìn)行控制.

高頻超聲波發(fā)生器電源利用了APFC電壓反饋網(wǎng)絡(luò)可以調(diào)節(jié)輸出電壓的特性,采用單片機(jī)控制數(shù)字電位器的方法調(diào)節(jié)APFC的電壓反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù),從而達(dá)到控制輸出功率的目的.在理論分析和電路設(shè)計的基礎(chǔ)上,研制了一臺500W超聲波發(fā)生器樣機(jī).本樣機(jī)基本實現(xiàn)了聲學(xué)系統(tǒng)諧頻率自動跟蹤,顯著提高了換能器的轉(zhuǎn)換效率;同時實現(xiàn)了功率控制,降低了超聲波發(fā)生器功率損耗,減少了體積,增加了輸出功率監(jiān)控,促進(jìn)了較大功率超聲波發(fā)生器的發(fā)展.