一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路制造技术

本实用新型专利技术涉及超声波驱动电源技术领域，尤其是一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路，包括整流电路、功率控制电路、电源变压电路和超声换能器，所述整流电路的输入端连接外部市电，整流电路的输出端上并联有补偿电容，功率控制电路的电源输入端与整流电路的输出端连接，电源变压电路包括变压器和电感线圈，功率控制电路包括控制器、采样电路和逆变控制电路，本实用新型专利技术能够在负载谐振频率改变时自动跟踪频率，具有功率大、效率高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路
本技术涉及超声波驱动电源
，具体领域为一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路。
技术介绍
传统的超声波口罩焊接电源采用振荡器产生高频信号，经功率放大后产生超声波，把换能器视为电容性负载，不计换能器在正常工作时压电陶瓷的伸缩产生的充放电过程以及其他动态特性对电源的不良影响。晶体管工作在非线性区，损耗大、频率不能很高、工作稳定性差、启动能力差，不能实现频率跟踪、不能适应负载因发热、损耗能引起的变化，导致换能器不再处于谐振状态，不能实现大功率，效率和精度都较差。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路，能够在负载谐振频率改变时自动跟踪频率，具有功率大、效率高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等优点。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路，包括整流电路、功率控制电路、电源变压电路和超声换能器，所述整流电路的输入端连接外部市电，整流电路的输出端上并联有补偿电容，补偿电容的正极端连接整流电路的正极输出端，补偿电容的负极端连接整流电路的负极输出端；功率控制电路的电源输入端与整流电路的输出端连接；电源变压电路包括变压器和电感线圈，变压器的输入侧与功率控制电路的电源输出端侧连接，变压器的输出侧与超声换能器的电源端连接，且电感线圈串联在变压器的输出侧与超声换能器的电源端之间；功率控制电路包括控制器、采样电路和逆变控制电路，逆变控制电路的电源输入端与整流电路的输出端连接，逆变控制电路的电源输出端与变压器的输入侧连接，采样电路的采样端与超声换能器的电源端连接，采样电路的输出端与控制器的输出端连接，控制器的输出端与逆变控制电路的控制端连接。优选的，所述整流电路为单相桥式整流器。优选的，所述逆变控制电路包括IGBT晶体管一、IGBT晶体管二、IGBT晶体管三、IGBT晶体管四、二极管一、二极管二、二极管三、二极管四、谐振电容一、谐振电容二、谐振电容三和谐振电容四，IGBT晶体管一上并联有二极管一和谐振电容一，且二极管一的正极端与IGBT晶体管一的输出端连接，二极管一的负极端与IGBT晶体管一的输入端连接；IGBT晶体管二上并联有二极管二和谐振电容二，且二极管二的正极端与IGBT晶体管二的输出端连接，二极管二的负极端与IGBT晶体管二的输入端连接；IGBT晶体管三上并联有二极管三和谐振电容三，且二极管三的正极端与IGBT晶体管三的输出端连接，二极管三的负极端与IGBT晶体管三的输入端连接；IGBT晶体管四上并联有二极管四和谐振电容四，且二极管四的正极端与IGBT晶体管四的输出端连接，二极管四的负极端与IGBT晶体管四的输入端连接；IGBT晶体管一和IGBT晶体管三的输入端与整流电路的正极输出端连接，IGBT晶体管二和IGBT晶体管四的输出端与整流电路的负极输出端连接，IGBT晶体管一的输出端与IGBT晶体管二的输入端连接，IGBT晶体管三的输出端与IGBT晶体管四的输入端连接；IGBT晶体管一的输出端与变压器的负极输入端连接，IGBT晶体管三的输出端与变压器的正极输入端连接。优选的，所述采样电路为电压电流采样器，电压电流采样器的采样端与超声换能器的电压输入端连接。优选的，所述控制器包括鉴相器、压控振荡器、滤波器、DSP控制器，采样电路的采样信号输出端和压控振荡器的信号输出端分别与鉴相器的输入端连接，鉴相器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与压控振荡器的输入端连接，DSP控制器的输入端分别与鉴相器、压控振荡器和采样电路的信号输出端连接，DSP控制器的输出端分别与IGBT晶体管一、IGBT晶体管二、IGBT晶体管三和IGBT晶体管四的控制端连接。优选的，所述控制器还包括有显控模块，所述显控模块包括显示屏和输入按键，DSP控制器的信号输出端与显示屏的输入端连接，输入按键与DSP控制器的输入端连接。优选的，所述补偿电容为电解电容。优选的，所述DSP控制器为TMS320F2812型DSP处理器。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的电源电路能够在负载谐振频率改变时自动跟踪频率，具有功率大、效率高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等优点；采用全桥逆变的拓扑结构，以IGBT晶体管为逆变桥臂，依靠晶体管的反并联二极管的导通实现功率器件零电压开通，通过功率谐振电容的充电过程实现功率器件的零电压关断，使场效应管工作在软开关状态，具有功率器件损耗小、效率高，可以承受大功率输出、便于数字化控制的特点；采用在换能器端串联一个电感Ls的方法对换能器电路进行容抗补偿，以使超声波电源的负载接近于纯阻性，增大了电路的功率因数；采用移相控制策略，以DSP产生带有死区控制的互补PWM波，移相角连续变化时，输出电压的脉宽随之改变，实现对超声波电源输出功率的连续调节；采用调节移相角α的方式实现超声波电源的恒功率输出，在超声波电源稳定工作时，对负载电压和电流采样，通过DSP计算得到反馈功率，与给定的功率进行比较得到功率差，功率控制器根据功率差对输出功率进行调整，并最终把输出功率稳定在给定功率周围，实现超声波电源的恒功率控制。附图说明图1为本技术的系统原理框图；图2为本技术的电路原理图；图3为本技术的流程框图。图中：1、整流电路；2、功率控制电路；3、电源变压电路；4、超声换能器；5、控制器；6、采样电路；7、逆变控制电路；8、鉴相器；9、压控振荡器；10、滤波器；11、DSP控制器；12、显控模块；13、显示屏；14、输入按键；15、补偿电容；16、电感线圈；17、IGBT晶体管一；18、IGBT晶体管二；19、IGBT晶体管三；20、IGBT晶体管四；21、二极管一；22、二极管二；23、二极管三；24、二极管四；25、谐振电容一；26、谐振电容二；27、谐振电容三；28、谐振电容四；29、变压器。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至3，本技术提供一种技术方案：一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路，包括整流电路、功率控制电路、电源变压电路和超声换能器，所述整流电路的输入端连接外部市电，整流电路的输出端上并联有补偿电容，补偿电容的正极端连接整流电路的正极输出端，补偿电容的负极端连接整流电路的负极输出端；功率控制电路的电源输入端与整流电路的输出端连接；电源变压电路包括变压器和电感线圈，变压器的输入侧与功率控制电路的电源输出端侧连接，变压器的输出侧与超声换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路，其特征在于：包括整流电路、功率控制电路、电源变压电路和超声换能器，/n所述整流电路的输入端连接外部市电，整流电路的输出端上并联有补偿电容，补偿电容的正极端连接整流电路的正极输出端，补偿电容的负极端连接整流电路的负极输出端；/n功率控制电路的电源输入端与整流电路的输出端连接；/n电源变压电路包括变压器和电感线圈，变压器的输入侧与功率控制电路的电源输出端侧连接，变压器的输出侧与超声换能器的电源端连接，且电感线圈串联在变压器的输出侧与超声换能器的电源端之间；/n功率控制电路包括控制器、采样电路和逆变控制电路，逆变控制电路的电源输入端与整流电路的输出端连接，逆变控制电路的电源输出端与变压器的输入侧连接，采样电路的采样端与超声换能器的电源端连接，采样电路的输出端与控制器的输出端连接，控制器的输出端与逆变控制电路的控制端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路，其特征在于：包括整流电路、功率控制电路、电源变压电路和超声换能器，
所述整流电路的输入端连接外部市电，整流电路的输出端上并联有补偿电容，补偿电容的正极端连接整流电路的正极输出端，补偿电容的负极端连接整流电路的负极输出端；
功率控制电路的电源输入端与整流电路的输出端连接；
电源变压电路包括变压器和电感线圈，变压器的输入侧与功率控制电路的电源输出端侧连接，变压器的输出侧与超声换能器的电源端连接，且电感线圈串联在变压器的输出侧与超声换能器的电源端之间；
功率控制电路包括控制器、采样电路和逆变控制电路，逆变控制电路的电源输入端与整流电路的输出端连接，逆变控制电路的电源输出端与变压器的输入侧连接，采样电路的采样端与超声换能器的电源端连接，采样电路的输出端与控制器的输出端连接，控制器的输出端与逆变控制电路的控制端连接。


2.根据权利要求1所述的一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路，其特征在于：所述整流电路为单相桥式整流器。


3.根据权利要求1所述的一种有效改善超声波口罩焊接效果的电源电路，其特征在于：所述逆变控制电路包括IGBT晶体管一、IGBT晶体管二、IGBT晶体管三、IGBT晶体管四、二极管一、二极管二、二极管三、二极管四、谐振电容一、谐振电容二、谐振电容三和谐振电容四，
IGBT晶体管一上并联有二极管一和谐振电容一，且二极管一的正极端与IGBT晶体管一的输出端连接，二极管一的负极端与IGBT晶体管一的输入端连接；
IGBT晶体管二上并联有二极管二和谐振电容二，且二极管二的正极端与IGBT晶体管二的输出端连接，二极管二的负极端与IGBT晶体管二的输入端连接；
IGBT晶体管三上并联有二极管三和谐振电容三，且二极管三的正极端与IGBT晶体管三的输出端连接，二极管三的负极端与IGBT晶体管三的输入端连接；
IGBT晶体管四上并联有二...

【专利技术属性】
技术研发人员：余剑云，王钊利，黄建强，易向阳，张学鑫，
申请(专利权)人：杭州瑞利超声科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33