一种触摸控制的多频超声波电源及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种触摸控制的多频超声波电源，包括输入电路、整流滤波电路、斩波电路、逆变电路、匹配电路和采样电路；还包括单片机，所述单片机，分别与所述输入电路、整流滤波电路、斩波电路、逆变电路和匹配电路电连接，用来接收和发送电信号来控制上述各电路；所述输入电路、整流滤波电路、斩波电路、逆变电路、匹配电路依次串联；所述匹配电路的输出端还连接有采样电路和换能器；所述采样电路将采样信号反馈到所述单片机。本发明专利技术通过单片机来控制其他电路，根据单片机接收或者输出的电信号，相应的电路对电信号进行处理后进行输出，从而实现匹配不同频段的换能器和对谐振点的准确判定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械设备领域，属于电源设备方面，尤其涉及一种触摸控制的多频超声波电源及其控制方法。
技术介绍
目前的超声波电源技术主要有自激式发生器和他激式发生器。自激式发生器利用换能器自身的电容与匹配电路组成谐振电路，每个换能器均需人工仔细调整匹配电路参数才能正常工作，工作频率范围较窄；随着电路的工作，器件的热效应一直在变动，这样就会导致频率和能量极其不稳定；能量大小的控制需要专门的控制模块，并且跟上位机无法连接。他激式超声波电源根据其控制方式可分为锁相式和单片机控制的超声波电源。锁相式超声波电源采用专用的锁相环芯片，通过调整芯片的外围器件参数确定电源的工作频段，工作频率范围一般在1KHz左右。由于采用了锁相技术，频率相对稳定。但是随着外围电路电容电阻等元器件的热效应，工作一段时间后，工作状态会发生较大变化，并且，能量大小控制也需要独立的模块进行控制。由于上述发生器没有跟上位机交流的接口，如果需要显示电流值和频率值，都需要专门的电流计和频率计来测量和显示。目前的单片机控制的他激式超声波电源多采用51系列单片机，由于其数据处理能力有限，因而单片机多用来作为显示控制及一些简单的通断控制，其核心的频率扫描、跟踪等功能依然使用锁相环芯片来完成，其工作原理与锁相式他激电源相同。上述几种目前常见的超声波电源，由于其电路工作频率都是依靠调整电阻、电容等元器件的参数来实现调节，工作频率范围一般不超过1KHz，无法实现多种频率换能器的驱动，如需使用多种频率的换能器，则需要电源生产厂家的专业人员对电源硬件参数重新进行调整，一般最终使用用户无法实现简单快速的调节，而电源参数一旦调整，则原来匹配的换能器则无法使用，这直接导致很多用户只能选择重新购买一台电源，这大大增加了超声波设备的使用成本，限制了超声波电源的使用推广。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的以上技术缺陷，提供了一种触摸控制的多频超声波电源及其控制方法，通过单片机来控制其他电路从而实现多种换能器的使用；同时，还能够通过判断采样电路接收到的电信号的峰值和波形，更加准确地判断谐振点从而实现最大能量的输出。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种触摸控制的多频超声波电源，包括输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5、匹配电路6和采样电路8；还包括单片机1，所述单片机1，分别与所述输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5和匹配电路6电连接，用来接收和发送相应的信号控制上述各电路；所述输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5、匹配电路6依次串联；所述匹配电路6的输出端还连接有采样电路8和换能器7；所述采样电路8将采样信号反馈到所述单片机1。优选地，所述输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5和匹配电路6均受单片机1控制；所述单片机1控制所述输入电路2将交流电信号传输到所述整流滤波电路3，经整流滤波处理后转换为直流电信号发送给所述斩波电路4，再经所述斩波电路4处理转换为可调电压的直流电信号，最后经逆变电路5转换为多路交流电再输出给所述匹配电路6。优选地，所述匹配电路6在单片机1的控制下接收逆变电路5发送的多路交流电信号，并在所述单片机1的控制下对所述多路交流电信号进行选择，以输出相应大小的电流与换能器7的工作频段相匹配。优选地，所述单片机1接收所述采样电路8的反馈信号，通过分析、计算、比较所述采样电路8接收到的电信号的峰值和波形的方式判断得到谐振点，控制所述匹配电路6向所述换能器7实现最大能量的输出。优选地，所述单片机1为DSP和MCU集于一体的超高速单片机。优选地，所述斩波电路4为采用PWM控制方式的直流斩波电路。优选地，还包括外部电源9、触控显示屏10和显示控制板11；所述显示器控制板11分别与单片机1和触控显示屏10电连接；所述外部电源9分别为触摸显示屏10、显示器控制板11和单片机1供电。一种触摸控制的多频超声波电源的控制方法，包括：A：向单片机1发出操作指令控制输入电路2为整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5、匹配电路6提供电源；B：通过所述单片机1分别控制所述整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5和匹配电路6的输出，并通过所述单片机1对所述匹配电路6输出的多路交流电信号进行选择，以输出相应大小的电流与换能器7的工作频段相匹配。优选地，所述步骤B具体包括：B1：通过所述单片机1控制所述输入电路2将交流电信号传输到所述整流滤波电路3；B2：将所述交流电信号传送到所述整流滤波电路3经整流滤波处理后转换为直流电信号；B3：将所述直流电信号发送给所述斩波电路4经斩波处理后转换为可调电压的直流电信号；B4：将所述可调电压的直流电信号发送到逆变电路5转换为多路交流电信号，再传送给所述匹配电路6。优选地，所述步骤B之后进一步包括：C：通过所述单片机1接收采样电路8采集的反馈信号，并对所述接收到的反馈信号的频率、波形进行计算、分析和对比得到谐振点，然后控制所述匹配电路6向所述换能器7进行最大能量的输出。与现有技术相比，本专利技术触摸控制的多频超声波电源至少具有以下优点：本专利技术通过单片机来控制其他电路，根据单片机接收或者输出的电信号，相应的电路对电信号进行处理后进行输出，从单片机根据接收的电信号判断换能器的频段，单片机根据换能器频段的不同控制其他各个电路，输出与换能器相匹配的电信号，从而实现匹配不同频段的换能器；还能够通过单片机判断采样电路接收到的电信号的峰值和波形，计算电流最大值对应的频率和对电流对应的波形进行分析，然后与标准波形进行对比，误差在一定范围内即可准确判断谐振点，这样更加准确地判断谐振点从而实现最大能量的输出。附图说明图1为本专利技术提供的一种触摸控制的多频超声波电源的内部电路模块示意图；图2为本专利技术提供的一种触摸控制的多频超声波电源的整体结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。图1为本专利技术触摸控制的多频超声波电源的内部电路模块示意图。如图1所示，本专利技术的触摸控制的多频超声波电源，包括单片机1、输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5、匹配电路6和采样电路8。其中：所述单片机1控制输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5、和匹配电路6。单片机1为DSP和MCU集成于一体的超高速单片机，计算和控制集于一体。单片机1通过接收采样电路8的反馈信号判断换能器7的阻值从而判断换能器7的工作频段,然后输出不同的控制信号给相应的各电路，从而实现控制换能器7进行不同工作频段切换的目的。单片机1从采样电路8接收到反馈信号后，通过计算、分析从采样电路8接收到的所述反馈信号，并对接收到的电信号中电流的波形和峰值进行计算、分析和对比处理，控制输出频率，然后确定谐振点以输出最大频率电信号。避免了因谐振点判断不准、错判而导致换能器损坏的情况。所述输入电路2受单片机1的控制，单片机1发送电信号给输入电路2，控制输入电路2的开闭，从而控制电信号是否传输到整流滤波电路3。所述整流滤波电路3采用PWM控制方式的直流斩波电路，可以方便的控制输出能量的大小，不需要其他的附加功能电路进行能量控制；整流滤波电路3受单片机1的控制，并接收输入电路2输出的电信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸控制的多频超声波电源，包括输入电路(2)、整流滤波电路(3)、斩波电路(4)、逆变电路(5)、匹配电路(6)和采样电路(8)；其特征在于，还包括单片机(1)，所述单片机(1)，分别与所述输入电路(2)、整流滤波电路(3)、斩波电路(4)、逆变电路(5)和匹配电路(6)电连接，用来接收和发送相应的信号控制上述各电路；所述输入电路(2)、整流滤波电路(3)、斩波电路(4)、逆变电路(5)、匹配电路(6)依次串联；所述匹配电路(6)的输出端还连接有采样电路(8)和换能器(7)；所述采样电路(8)将采样信号反馈到所述单片机(1)。

【技术特征摘要】
1.一种触摸控制的多频超声波电源，包括输入电路(2)、整流滤波电路(3)、斩波电路(4)、逆变电路(5)、匹配电路(6)和采样电路(8)；其特征在于，还包括单片机(1)，所述单片机(1)，分别与所述输入电路(2)、整流滤波电路(3)、斩波电路(4)、逆变电路(5)和匹配电路(6)电连接，用来接收和发送相应的信号控制上述各电路；所述输入电路(2)、整流滤波电路(3)、斩波电路(4)、逆变电路(5)、匹配电路(6)依次串联；所述匹配电路(6)的输出端还连接有采样电路(8)和换能器(7)；所述采样电路(8)将采样信号反馈到所述单片机(1)。2.根据权利要求1所述的触摸控制的多频超声波电源，其特征在于，所述输入电路(2)、整流滤波电路(3)、斩波电路(4)、逆变电路(5)和匹配电路(6)均受单片机(1)控制；所述单片机(1)控制所述输入电路(2)将交流电信号传输到所述整流滤波电路(3)，经整流滤波处理后转换为直流电信号发送给所述斩波电路(4)，再经所述斩波电路(4)处理转换为可调电压的直流电信号，最后经逆变电路(5)转换为多路交流电再输出给所述匹配电路(6)。3.根据权利要求1或2所述的触摸控制的多频超声波电源，其特征在于，所述匹配电路(6)在单片机(1)的控制下接收逆变电路(5)发送的多路交流电信号，并在所述单片机(1)的控制下对所述多路交流电信号进行选择，以输出相应大小的电流与换能器(7)的工作频段相匹配。4.根据权利要求1所述的触摸控制的多频超声波电源，其特征在于，所述单片机(1)接收所述采样电路(8)的反馈信号，通过分析、计算、比较所述采样电路(8)接收到的电信号的峰值和波形的方式判断得到谐振点，控制所述匹配电路(6)向所述换能器(7)实现最大能量的输出。5.根据权利要求1所述的触摸控制的多频超声波电源，其特征在于，所述单片机(1)为DSP和MCU集于一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何光宝，王超，
申请(专利权)人：济南辉腾机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37