一种超声电源频率跟踪电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超声电源频率跟踪电路，包括芯片U1、芯片U2、芯片U3、芯片U4、电阻R1和三极管VT1。本实用新型专利技术直接通过单片机两个同级中断(电压超前电流或电压滞后电流)，实施频率自动跟踪，简化了逻辑和电路，提高了系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种跟踪电路，具体是一种超声电源频率跟踪电路。
技术介绍
超声加工是将超声振动能量能使物质的某些物理、化学特性或状态发生瞬间变化的原理应用到材料加工中的一种新技术。该技术与磨削技术相结合形成的超声磨削在硬脆材料加工上应用较广泛。超声发生器(超声电源)是超声加工装置中一个重要组成部分，由它产生的超声信号向超声换能器提供超声能量，换能器能否正常工作与超声电源的信号输出是否稳定，反馈控制是否精确有密切的关系，最终会影响材料加工的质量。超声振动系统一般工作在谐振状态，因为此时能量转换效率较高。但是，由于负载变化、工具磨损、换能器发热等影响因素，换能器的机械共振频率会发生漂移，压电陶瓷换能器和铁氧体磁致伸缩换能器对负载变化尤为敏感。这将导致换能器端面的振幅下降，能量传输受阻，甚至损坏整个系统。因此，必须对振动系统进行自动频率跟踪控制。目前超声电源的频率跟踪方式主要以电反馈为主，电反馈法包括电流反馈法、差动变量器电桥法、锁相法等，其中由于前两种在频率跟踪时会出现灵敏度不高、稳定性差等问题，因此锁相法运用较广泛。锁相环(PLL)法的原理就是检测出两个相较信号相位差的大小和符号，用此偏差信号去调节振荡器的频率，使相位差减小，直至被锁定在零上。它主要由3个基本单元构成:相位比较器H)、压控振荡器VCO和外接的R、C无源低通滤波器LPF。运用锁相法实现频率自动跟踪，在一般的超声电源上是使用锁相CD4046来实现的，CD4046包含前面2个单元，使用时外接低通滤波器，从而形成完整的锁相环运用CD4046实施频率跟踪，它受电磁干扰较大，且在跟踪串联谐振频率时易造成死锁现象。运用单片机进行频率自动跟踪，单片机要对电压电流反馈信号的超前与滞后实施判断，然后才跟踪实况频率以达到谐振，这样就增加了程序编写的复杂性，加大了调试周期，降低了系统的稳定性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种不需单片机判断反馈信号超前与滞后问题的超声电源频率跟踪电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案:一种超声电源频率跟踪电路，包括芯片U1、芯片U2、芯片U3、芯片U4、电阻Rl和三极管VTl，所述芯片Ul引脚D分别连接电压反馈信号A和芯片U3引脚CLK，芯片Ul引脚S分别连接电源VCC和芯片Ul引脚R，芯片Ul引脚CLK分别连接电流反馈信号B和芯片U2引脚CLK，芯片Ul引脚Q通过电阻R6连接三极管VT2基极，芯片U2引脚S接地，芯片U2引脚D分别连接电源VCC和芯片U3引脚D，芯片U2引脚R连接芯片U3引脚Q，芯片U2引脚Q连接三极管VTl集电极，芯片U2引脚-Q分别连接芯片U3引脚R和三极管VT2集电极，芯片U3引脚S接地，所述三极管VTl发射极分别连接电阻R2和电阻R3，电阻R3另一端连接芯片U4引脚4，所述电阻R2另一端分别连接电阻R5和芯片U4引脚6，电阻R5另一端分别连接芯片U4引脚5和电阻R4，电阻R4另一端分别连接电阻R10、电阻Rl1、电源VCC和芯片U4引脚11，电阻RlO另一端分别连接芯片U4引脚12和信号C，芯片U4引脚9分别连接电阻Rll另一端和信号D，芯片U4引脚2分别连接电阻R7和电阻R9，电阻R9另一端连接芯片U4引脚8，芯片U4引脚7连接电阻R8，电阻R8另一端分别连接电阻R7另一端和三极管VT2发射极。作为本技术进一步的方案:所述芯片Ul?U3均为D触发器。作为本技术再进一步的方案:所述芯片U4型号为⑶4046。与现有技术相比，本技术的有益效果是:本技术直接通过单片机两个同级中断(电压超前电流或电压滞后电流)，实施频率自动跟踪，简化了逻辑和电路，提高了系统的稳定性。【附图说明】图1为超声电源频率跟踪电路的电路图。【具体实施方式】 下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术实施例中，一种超声电源频率跟踪电路，包括芯片U1、芯片U2、芯片U3、芯片U4、电阻Rl和三极管VTl，芯片Ul引脚D分别连接电压反馈信号A和芯片U3引脚CLK,芯片Ul引脚S分别连接电源VCC和芯片Ul引脚R，芯片Ul引脚CLK分别连接电流反馈信号B和芯片U2引脚CLK，芯片Ul引脚Q通过电阻R6连接三极管VT2基极，芯片U2引脚S接地，芯片U2引脚D分别连接电源VCC和芯片U3引脚D，芯片U2引脚R连接芯片U3引脚Q，芯片U2引脚Q连接三极管VTl集电极，芯片U2引脚-Q分别连接芯片U3引脚R和三极管VT2集电极，芯片U3引脚S接地，三极管VTl发射极分别连接电阻R2和电阻R3，电阻R3另一端连接芯片U4引脚4，电阻R2另一端分别连接电阻R5和芯片U4引脚6，电阻R5另一端分别连接芯片U4引脚5和电阻R4，电阻R4另一端分别连接电阻R10、电阻R11、电源VCC和芯片U4引脚11，电阻RlO另一端分别连接芯片U4引脚12和信号C，芯片U4引脚9分别连接电阻Rll另一端和信号D，芯片U4引脚2分别连接电阻R7和电阻R9，电阻R9另一端连接芯片U4引脚8，芯片U4引脚7连接电阻R8，电阻R8另一端分别连接电阻R7另一端和三极管VT2发射极。芯片Ul?U3均为D触发器。芯片U4型号为CD4046。本技术的工作原理是:通过霍尔电压电流传感器采集换能器两端的电压电流信号，经过整形电路得到电压电流反馈信号A和B，经检相电路输出两列反映A和B相位差的信号，当A超前B时，D输出A与B的相位差信号C输出为O ;反之，C输出相位差信号，而D没输出，A、B反馈信号经过检相电路得到C，D相位差信号，然后把这两列信号送至单片机PIC18F458，通过单片机的中断，运行相应的中断服务程序进行频率加减，以适应换能器在工作时的频率变化，实现频率自动跟踪，使换能器工作在谐振状态，以达到最佳效果。【主权项】1.一种超声电源频率跟踪电路，包括芯片U1、芯片U2、芯片U3、芯片U4、电阻Rl和三极管VTl，其特征在于，所述芯片Ul引脚D分别连接电压反馈信号A和芯片U3引脚CLK，芯片Ul引脚S分别连接电源VCC和芯片Ul引脚R，芯片Ul引脚CLK分别连接电流反馈信号B和芯片U2引脚CLK，芯片Ul引脚Q通过电阻R6连接三极管VT2基极，芯片U2引脚S接地，芯片U2引脚D分别连接电源VCC和芯片U3引脚D，芯片U2引脚R连接芯片U3引脚Q，芯片U2引脚Q连接三极管VTl集电极，芯片U2引脚-Q分别连接芯片U3引脚R和三极管VT2集电极，芯片U3引脚S接地，所述三极管VTl发射极分别连接电阻R2和电阻R3，电阻R3另一端连接芯片U4引脚4，所述电阻R2另一端分别连接电阻R5和芯片U4引脚6，电阻R5另一端分别连接芯片U4引脚5和电阻R4，电阻R4另一端分别连接电阻R10、电阻R11、电源VCC和芯片U4引脚11，电阻RlO另一端分别连接芯片U4引脚12和信号C输出端，芯片U4引脚9分别连接电阻Rll另一端和信号D输出端，芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声电源频率跟踪电路，包括芯片U1、芯片U2、芯片U3、芯片U4、电阻R1和三极管VT1，其特征在于，所述芯片U1引脚D分别连接电压反馈信号A和芯片U3引脚CLK，芯片U1引脚S分别连接电源VCC和芯片U1引脚R，芯片U1引脚CLK分别连接电流反馈信号B和芯片U2引脚CLK，芯片U1引脚Q通过电阻R6连接三极管VT2基极，芯片U2引脚S接地，芯片U2引脚D分别连接电源VCC和芯片U3引脚D，芯片U2引脚R连接芯片U3引脚Q，芯片U2引脚Q连接三极管VT1集电极，芯片U2引脚‑Q分别连接芯片U3引脚R和三极管VT2集电极，芯片U3引脚S接地，所述三极管VT1发射极分别连接电阻R2和电阻R3，电阻R3另一端连接芯片U4引脚4，所述电阻R2另一端分别连接电阻R5和芯片U4引脚6，电阻R5另一端分别连接芯片U4引脚5和电阻R4，电阻R4另一端分别连接电阻R10、电阻R11、电源VCC和芯片U4引脚11，电阻R10另一端分别连接芯片U4引脚12和信号C输出端，芯片U4引脚9分别连接电阻R11另一端和信号D输出端，芯片U4引脚2分别连接电阻R7和电阻R9，电阻R9另一端连接芯片U4引脚8，芯片U4引脚7连接电阻R8，电阻R8另一端分别连接电阻R7另一端和三极管VT2发射极。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梅鲁海，
申请(专利权)人：浙江机电职业技术学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33