追踪并匹配振子频率的超声波系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种追踪并匹配振子频率的超声波系统，包括采样电路、电压跟随电路、信号变换电路、整形电路、鉴相电路、微处理器、驱动电路及超声波电源逆变电路，所述采样电路与所述电压跟随电路电连接，所述电压跟随电路与所述信号变换电路电连接，所述信号变换电路与所述整形电路电连接，所述整形电路与所述鉴相电路电连接，所述鉴相电路与所述微处理器电连接，所述微处理器与所述驱动电路电连接，所述驱动电路与所述超声波电源逆变电路电连接。本实用新型专利技术具有提高效率、提高超声加工精度的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
追踪并匹配振子频率的超声波系统


[0001]本技术涉及超声波
，特别涉及一种追踪并匹配振子频率的超声波系统。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，超声焊接技术在各行各业都得到广泛的引用，在超声波焊接中，超声振动系统设计的好坏直接影响到超声加工能否稳定顺利地进行，只要超声波电源输出信号的工作频率等于超声振子的谐振频率才能保证振动系统处于效率最高、最稳定的工作状态。在实际应用中，由于受超声振子发热、工具磨损、负载变化等因素的影响，会使超声振子的谐振频率发生漂移，导致振动系统失谐，如果超声波电源不能及时随之改变其输出信号的工作频率，超声振子将工作于失谐状态而使效率降低，影响超声加工精度。因此，如何开发一种追踪并匹配振子频率的超声波系统已成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本技术解决的技术问题是，提供一种能够提高效率及超声加工精度的追踪并匹配振子频率的超声波系统。
[0004]本技术提供一种追踪并匹配振子频率的超声波系统，包括采样电路、电压跟随电路、信号变换电路、整形电路、鉴相电路、微处理器、驱动电路及超声波电源逆变电路，所述采样电路与所述电压跟随电路电连接，所述电压跟随电路与所述信号变换电路电连接，所述信号变换电路与所述整形电路电连接，所述整形电路与所述鉴相电路电连接，所述鉴相电路与所述微处理器电连接，所述微处理器与所述驱动电路电连接，所述驱动电路与所述超声波电源逆变电路电连接。
[0005]在一个实施例中，所述采样电路包括电流传感器、电容、第一电阻、第二电阻及第三电阻，所述电流传感器的第一端与所述第一电阻的第一端电连接，所述电流传感器的第二端与所述电容的第一端电连接，所述电流传感器的第三端及第四端接地；所述第一电阻的第一端与所述电压跟随电路电连接，所述第一电阻的第二端接地；所述第二电阻的第一端用于与电源及所述电容的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第一端与所述电压跟随电路电连接，所述第三电阻的第二端接地。
[0006]在一个实施例中，所述电流传感器为霍尔电流传感器。
[0007]在一个实施例中，所述电压跟随电路包括第一运算放大器及第二运算放大器，所述第一运算放大器的正向输入端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第一运算放大器的反向输入端与所述第一运算放大器的输出端电连接，所述第一运算放大器的输出端与所述信号变换电路电连接；
[0008]所述第二运算放大器的正向输入端与所述第一电阻的第一端电连接，所述第二运算放大器的反向输入端与所述第二运算放大器的输出端电连接，所述第二运算放大器的输
出端与所述信号变换电路电连接。
[0009]在一个实施例中，所述信号变换电路包括第一比较器、第二比较器、第一二极管及第二二极管，所述第一比较器的正向输入端与所述第一运算放大器的输出端电连接，所述第一比较器的反向输入端接地，所述第一比较器的输出端与所述第一二极管的阳极电连接，所述第一二极管的阴极与所述整形电路电连接；
[0010]所述第二比较器的正向输入端与所述第二运算放大器的输出端电连接，所述第二比较器的反向输入端接地，所述第二比较器的输出端与所述第二二极管的阳极电连接，所述第二二极管的阴极与所述整形电路电连接。
[0011]在一个实施例中，所述第一二极管及所述第二二极管均为快速恢复二极管。
[0012]在一个实施例中，所述整形电路包括第一与非门及第二与非门，所述第一与非门的第一信号输入端及第二信号输入端均与所述第一二极管的阴极电连接，所述第一与非门的信号输出端与所述鉴相电路电连接；
[0013]所述第二与非门的第一信号输入端及第二信号输入端均与所述第二二极管的阴极电连接，所述第二与非门的信号输出端与所述鉴相电路电连接。
[0014]在一个实施例中，所述鉴相电路为D触发器。
[0015]本技术具有如下有益效果：本技术通过采样电路、电压跟随电路、信号变换电路、整形电路、鉴相电路、微处理器、驱动电路及超声波电源逆变电路之间的配合，工作时采样电路对超声振子的电压与电流进行取样，然后通过信号变换与整形后进行鉴相，以鉴相出超声振子的电压与电流的相位关系，最后微处理器根据所述相位关系信息控制驱动电路，从而使驱动电路改变逆变电路的工作频率，进而实现匹配振子频率。因此，本技术具有提高效率、提高超声加工精度的优点。
附图说明
[0016]图1为本技术的追踪并匹配振子频率的超声波系统的电路图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本技术进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本技术实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。
[0018]请参阅图1，本技术提供一种追踪并匹配振子频率的超声波系统，包括采样电路1、电压跟随电路2、信号变换电路3、整形电路4、鉴相电路5、微处理器6、驱动电路7及超声波电源逆变电路8。所述采样电路1与所述电压跟随电路2电连接，所述电压跟随电路2与所述信号变换电路3电连接，所述信号变换电路3与所述整形电路4电连接。所述整形电路4与所述鉴相电路5电连接，所述鉴相电路5与所述微处理器6电连接，所述微处理器6与所述驱动电路7电连接。所述驱动电路7与所述超声波电源逆变电路8电连接。
[0019]所述采样电路1包括电流传感器T、电容C、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3，所述电流传感器T的第一端与所述第一电阻R1的第一端电连接，所述电流传感器T的第二端与所述电容C的第一端电连接，所述电流传感器T的第三端及第四端接地。所述第一电阻R1的第一端与所述电压跟随电路2电连接，所述第一电阻R1的第二端接地。所述第二电阻R2的
第一端用于与电源及所述电容C的第一端电连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第三电阻R3的第一端电连接，所述第三电阻R3的第一端与所述电压跟随电路2电连接，所述第三电阻R3的第二端接地。在本实施例中，所述电流传感器T为霍尔电流传感器T。霍尔电流传感器T是一种快速检测电流的元件，其具有功耗低，精度高的优点。
[0020]所述电压跟随电路2包括第一运算放大器A1及第二运算放大器A2，所述第一运算放大器A1的正向输入端与所述第三电阻R3的第一端电连接，所述第一运算放大器A1的反向输入端与所述第一运算放大器A1的输出端电连接，所述第一运算放大器A1的输出端与所述信号变换电路3电连接。
[0021]所述第二运算放大器A2的正向输入端与所述第一电阻R1的第一端电连接，所述第二运算放大器A2的反向输入端与所述第二运算放大器A2的输出端电连接，所述第二运算放大器A2的输出端与所述信号变换电路3电连接。在本实施例中，所述第一运算放大器A1及第二运算放大器A2为型号为LM358的运算放大器芯片。通过所述电压跟随电路2来隔离缓冲电压与电流采样信号。
[0022]所述信号变换电路3包括第一比较器A3、第二比较器A4、第一二极管D1及第二二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种追踪并匹配振子频率的超声波系统，其特征在于，包括采样电路、电压跟随电路、信号变换电路、整形电路、鉴相电路、微处理器、驱动电路及超声波电源逆变电路，所述采样电路与所述电压跟随电路电连接，所述电压跟随电路与所述信号变换电路电连接，所述信号变换电路与所述整形电路电连接，所述整形电路与所述鉴相电路电连接，所述鉴相电路与所述微处理器电连接，所述微处理器与所述驱动电路电连接，所述驱动电路与所述超声波电源逆变电路电连接。2.如权利要求1所述的追踪并匹配振子频率的超声波系统，其特征在于，所述采样电路包括电流传感器、电容、第一电阻、第二电阻及第三电阻，所述电流传感器的第一端与所述第一电阻的第一端电连接，所述电流传感器的第二端与所述电容的第一端电连接，所述电流传感器的第三端及第四端接地；所述第一电阻的第一端与所述电压跟随电路电连接，所述第一电阻的第二端接地；所述第二电阻的第一端用于与电源及所述电容的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第一端与所述电压跟随电路电连接，所述第三电阻的第二端接地。3.如权利要求2所述的追踪并匹配振子频率的超声波系统，其特征在于，所述电流传感器为霍尔电流传感器。4.如权利要求2所述的追踪并匹配振子频率的超声波系统，其特征在于，所述电压跟随电路包括第一运算放大器及第二运算放大器，所述第一运算放大器的正向输入端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第一运算放大器的反向输入端与所述第一运算放大器的输出端电连接，所述第一运算放大器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗弋寒，
申请(专利权)人：深圳嘉宝康科技有限公司，
类型：新型
国别省市：