本申请提供一种超声波发生器调节装置、超声波发生器和超声波焊接设备，涉及超声波技术领域，装置包括：第一定时器、PID控制器及第二定时器，PID控制器连接第一定时器，第二定时器与第一定时器连接；第一定时器用于确定电流过零信号和电压过零信号的相位偏移；PID控制器用于根据电流过零信号和电压过零信号的相位偏移的大小，生成相位调整信号；第二定时器用于生成超声波发生器的第一桥臂上管的驱动信号和超声波发生器的第一桥臂下管的驱动信号，以减小电流过零信号和电压过零信号的相位偏移。本申请具有的技术效果是：有效消除电流信号和电压信号之间的相位偏移，使超声波发生器稳定工作在谐振状态，从而提高了超声波焊接性能和质量。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及超声波，具体涉及一种超声波发生器调节装置、超声波发生器和超声波焊接设备。
技术介绍
1、超声波焊接技术在工业焊接领域广泛应用，其中超声波发生器是实现超声波焊接的核心装置。超声波发生器通过将电能转换为高频电能，然后通过换能器将高频电能转换为同等频率的机械振动，将这种机械振动传递到焊接部位，使之熔化形成焊接结合，实现金属材料的超声波焊接。但现有的超声波发生器的电流信号和电压信号之间存在相位偏移的问题，这会使超声波发生器工作在非稳定状态，影响超声波焊接质量。
技术实现思路
1、本申请提供一种超声波发生器调节装置，用于有效消除电流信号和电压信号之间的相位偏移，使超声波发生器稳定工作在谐振状态，从而提高了超声波焊接性能和质量。
2、第一方面，本申请提供了一种超声波发生器调节装置，所述装置包括：第一定时器、pid控制器及第二定时器，其中，所述pid控制器连接所述第一定时器，所述第二定时器与所述第一定时器连接；所述第一定时器用于，获取超声波发生器的电流过零信号和电压过零信号，并确定所述电流过零信号和所述电压过零信号的相位偏移，所述第一定时器的复位端口用于接收所述电流过零信号；所述pid控制器用于，根据所述电流过零信号和所述电压过零信号的相位偏移的大小，生成相位调整信号并输出至所述第一定时器；所述第二定时器用于，根据所述调整信号生成所述超声波发生器的第一桥臂上管的驱动信号和所述超声波发生器的第一桥臂下管的驱动信号，以减小所述电流过零信号和所述电压过零信号的相位偏移。
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p>3、通过采用上述技术方案，采用第一定时器、pid控制器和第二定时器实现对超声波发生器的数字闭环控制，以消除电流过零信号和电压过零信号之间的相位偏移，使超声波发生器稳定工作在谐振状态。第一定时器获取超声波发生器的电流过零信号和电压过零信号，并计算两者之间的相位偏移；pid控制器根据相位偏移的大小输出相位调整信号到第一定时器；第一定时器根据相位调整信号控制第二定时器；第二定时器最终生成超声波发生器桥臂上下管道的驱动信号。通过这种级联控制，可以动态调节超声波发生器的驱动信号，逐步减小电流过零信号和电压过零信号之间的相位偏移，直至接近零，实现频率锁定。有效消除电流信号和电压信号之间的相位偏移，使超声波发生器稳定工作在谐振状态，从而提高了超声波焊接性能和质量。4、可选的，所述pid控制器用于，当所述电流过零信号和所述电压过零信号的相位偏移大于0时，减小所述相位调整信号的取值，以增大所述第一桥臂上管的驱动信号和所述电流过零信号之间的相位偏移；当所述电流过零信号和所述电压过零信号的相位偏移小于0时，增大所述相位调整信号的取值，以减小所述第一桥臂上管的驱动信号和所述电流过零信号之间的相位偏移。
5、通过采用上述技术方案，当检测到电流过零信号与电压过零信号存在正的相位偏移时，pid控制器会相应减小输出的相位调整信号的取值；而当检测到负的相位偏移时，则会增加相位调整信号的取值。该相位调整信号对第一桥臂管路的驱动信号形成调节作用，从而改变第一桥臂上管驱动信号与电流过零信号之间的相位关系。在正的相位偏移情况下，增加上管驱动信号与电流过零信号的相位差；而在负的相位偏移情况下，减小上管驱动信号与电流过零信号的相位差。通过pid控制器的相位闭环控制，能够精确生成相位调整信号，从而有效调节超声波发生器的相位偏移，提高相位控制的精确程度，是该发生器调节装置实现超声波发生器精确调控的关键技术之一。
6、可选的，所述第一定时器还用于，确定所述电流过零信号的周期；所述第二定时器还用于，根据所述电流过零信号的周期，将所述第一桥臂上管的驱动信号的周期和所述第一桥臂下管的驱动信号的周期设为所述电流过零信号的周期的一半。
7、通过采用上述技术方案，第二定时器将第一桥臂上管和下管的驱动信号周期，设定为第一定时器检测到的电流过零信号周期的一半。这相当于将桥臂管路的驱动信号频率设定为电流信号频率的两倍。采用与电流信号周期同步的驱动信号，可以保证驱动信号与电流信号之间的同步性，从而提高驱动桥臂管路的控制精度。相位闭环控制的效果依赖于准确的驱动时间，增加根据电流信号周期生成驱动时间的设计，可以进一步提升相位闭环控制的精确程度。通过与电流信号同步的驱动时间生成手段，该技术方案增强了超声波发生器调节装置对发生器的精确相位控制能力，提高了超声波发生器的相位调节效果。
8、可选的，所述处理器用于，当所述超声波发生器的输出功率大于所述设定功率时，减小所述功率调整信号的取值，以增大所述第二桥臂上管的驱动信号和所述第二桥臂上管的驱动信号之间的相位偏移；当所述超声波发生器的输出功率小于所述设定功率时，增大所述功率调整信号的取值，以减小所述第二桥臂上管的驱动信号和所述第二桥臂上管的驱动信号之间的相位偏移。
9、通过采用上述技术方案，处理器能够根据检测到的超声波发生器输出电流和电压计算实际功率，并与预设的设定功率进行比较，根据比较结果生成功率调整信号。功率调整信号用于控制第二桥臂管路的驱动定时，从而改变第二桥臂上下管驱动信号之间的相位关系。在输出功率过大时，增加上下管驱动信号的相位差;在输出功率过小时，减小上下管驱动信号的相位差。通过功率的闭环控制，处理器能够精确输出功率调整信号，驱动第二桥臂管路改变超声波发生器的输出功率，使其接近预设的设定功率。与第一桥臂管路的相位闭环控制相结合，实现了对超声波发生器输出功率和相位的双闭环控制，提高了超声波发生器调节装置的控制精度，增强了超声波发生器输出性能的可调节性。
10、可选的，所述第三定时器与所述第一定时器连接；所述第三定时器用于，根据所述调整信号生成所述超声波发生器的第二桥臂上管的驱动信号和所述超声波发生器的第二桥臂下管的驱动信号，以减小所述电流过零信号和所述电压过零信号的相位偏移。
11、通过采用上述技术方案，第三定时器根据第一定时器的相位调整信号，改变第二桥臂上下管的驱动信号之间的相位关系，以调整超声波发生器的输出相位。当第一定时器的相位调整信号检测到电流过零信号与电压过零信号存在正相位偏移时，第三定时器会相应地减小第二桥臂上管驱动信号与下管驱动信号之间的相位差，以减小正相位偏移。当检测到负相位偏移时，第三定时器会相应地增大上下管驱动信号之间的相位差，以减小负相位偏移。通过第三定时器根据第一定时器的相位调整信号来驱动第二桥臂管路，可以提供额外的相位调节作用，提高相位闭环控制的效果，增强超声波发生器相位调节的范围和精确度。
12、可选的，所述第三定时器还用于根据所述电流过零信号的周期，将所述第二桥臂上管的驱动信号的周期和所述第二桥臂下管的驱动信号的周期设为所述电流过零信号的周期的一半。
13、通过采用上述技术方案，第三定时器将第二桥臂上管和下管的驱动信号周期，设定为第一定时器检测到的电流过零信号周期的一半。这相当于将第二桥臂管路的驱动信号频率设定为电流信号频率的两倍。采用与电流信号周期同步的第二桥臂管路驱动信号，可以保证驱动信号与电流信号本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种超声波发生器调节装置，其特征在于，所述装置包括：第一定时器、PID控制器及第二定时器，其中，所述PID控制器连接所述第一定时器，所述第二定时器与所述第一定时器连接；
2.根据权利要求1所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述PID控制器用于，
3.根据权利要求1所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述第一定时器还用于，确定所述电流过零信号的周期；
4.根据权利要求3所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述装置还包括模数转换器、处理器和第三定时器，所述处理器分别连接所述模数转换器、所述第二定时器，所述第三定时器与所述第二定时器连接；
5.根据权利要求4所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述处理器用于，
6.根据权利要求3所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述第三定时器与所述第一定时器连接；
7.根据权利要求4-6任一项所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述第三定时器还用于根据所述电流过零信号的周期，将所述第二桥臂上管的驱动信号的周期和所述第二桥臂下管的驱动信号的周期设为所述电流过零信号的周期的一半。
8.根据权利要求4所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述装置还包括检测模块，所述检测模块分别连接所述超声波发生器、所述第一定时器和所述模数转换器；
9.一种超声波发生器，其特征在于，所述超声波发生器包括第一桥臂上管、第一桥臂下管、第二桥臂上管、第二桥臂下管和如权利要求1-8任一项所述的超声波发生器调节装置，所述第一桥臂上管的第一端与所述第二桥臂上管的第一端连接，所述第一桥臂上管的第二端与所述第一桥臂下管的第一端连接并作为所述超声波发生器的第一输出端，所述第一桥臂上管的第二端与所述第一桥臂下管的第一端连接并作为所述超声波发生器的第二输出端，所述第一桥臂下管的第二端与所述第二桥臂下管的第二端连接。
10.一种超声波焊接设备，其特征在于，所述设备包括焊头、变幅器、换能器和如权利要求9所述的超声波发生器，所述换能器与所述超声波发生器电连接，所述变幅器分别与所述换能器和所述焊头机械连接。
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【技术特征摘要】
1.一种超声波发生器调节装置，其特征在于，所述装置包括：第一定时器、pid控制器及第二定时器，其中，所述pid控制器连接所述第一定时器，所述第二定时器与所述第一定时器连接；
2.根据权利要求1所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述pid控制器用于，
3.根据权利要求1所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述第一定时器还用于，确定所述电流过零信号的周期；
4.根据权利要求3所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述装置还包括模数转换器、处理器和第三定时器，所述处理器分别连接所述模数转换器、所述第二定时器，所述第三定时器与所述第二定时器连接；
5.根据权利要求4所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述处理器用于，
6.根据权利要求3所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述第三定时器与所述第一定时器连接；
7.根据权利要求4-6任一项所述的超声波发生器调节装置，其特征在于，所述第三定时器还用于根据所述电流过零信号的周期，将所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：项丰，
申请(专利权)人：屹晶微电子台州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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