CN215871180U - 一种高效节能的超声波电源 - Google Patents
一种高效节能的超声波电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN215871180U CN215871180U CN202122014611.XU CN202122014611U CN215871180U CN 215871180 U CN215871180 U CN 215871180U CN 202122014611 U CN202122014611 U CN 202122014611U CN 215871180 U CN215871180 U CN 215871180U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- frequency
- apfc
- power supply
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种高效节能的超声波电源，属于超声波电源技术领域，包括MCU控制模块、有桥APFC模块、高频逆变模块和自动追频模块，所述有桥APFC模块、所述高频逆变模块和所述自动追频模块皆与所述MCU控制模块电性连接；所述有桥APFC模块，其将电源模块输入的交流市电转换为高压直流电，高压直流电流入所述高频逆变模块，所述MCU控制模块获取所述有桥APFC模块的电流转换状态；本实用新型电源采用两级控制APFC和高频逆变方案，由于APFC的输出电压为纯净的直流，一方面解决现有电源功率因数低，耗电大的问题，另一方面解决了逆变级因交流波峰导致的负载两端周期性过压的问题，避免超声振子加速退极化而影响其寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于超声波电源技术领域，尤其涉及一种高效节能的超声波电源。
背景技术
超声清洗系统或者在超声表面处理领域当中，需要超声电源配合超声振子或阵列进行工作，超声振子因具备谐振频率的特点，而现有的电源又无法准确地工作到该频率之下，使得电声效率低下；同时因为现有电源出于成本等方面的考虑，采用整流桥整流+逆变级的两级结构，因逆变级的输入为整流后的馒头波，因而会使逆变级的输出即超声振子两端的电压在输入端达到波峰时刻过压，这种周期性的过压对超声振子的参数性能产生较大影响，降低使用寿命；现有超声电源固定频率输出的方式使得超声在清洗介质中分布不均匀，使得清洗效果不佳，或要达到相同的清洗效果需用更长的清洗时间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种功率因数高、提高超声振子的使用寿命和性能、清洗效果好的高效节能的超声波电源。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种高效节能的超声波电源，其包括MCU控制模块、有桥APFC模块、高频逆变模块和自动追频模块，所述有桥APFC模块、所述高频逆变模块和所述自动追频模块皆与所述MCU控制模块电性连接；
所述有桥APFC模块，其将电源模块输入的交流市电转换为高压直流电，高压直流电流入所述高频逆变模块，所述MCU控制模块获取所述有桥APFC模块的电流转换状态；
所述高频逆变模块，其将所述有桥APFC模块流入的高压直流电的电压逆变为对应谐振频率的高频交流电压，高频交流电压输出到变压器一并耦合到超声振子模块上；
所述自动追频模块，其通过变压器二将激励信号作用于所述超声振子模块上，所述超声振子模块产生被测信号反馈给所述自动追频模块进行检测，同时，所述变压器一和所述变压器二根据设备初始设定的追频范围，所述MCU控制模块控制所述自动追频模块追踪所述超声振子模块的谐振频率。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述有桥APFC模块包括PFC主模块和PFC控制模块，所述PFC控制模块控制所述PFC主模块对所述电源模块输入的电压进行斩波调制。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述MCU控制模块对谐振频率进行扫频调制，调制后的PWM信号经隔离驱动单元作用到高频逆变模块内部的MOS管上。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述MCU控制模块存储所述自动追频模块追踪到的谐振频率值。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，电源采用两级控制APFC和高频逆变方案，由于APFC的输出电压为纯净的直流，一方面解决现有电源功率因数低，耗电大的问题，另一方面解决了逆变级因交流波峰导致的负载两端周期性过压的问题，避免超声振子加速退极化而影响其寿命。
2、本实用新型中，电源具备自动追踪振子谐振频率的功能，电源在起始工作时首先扫描超声振子或超声阵列的谐振频率，扫描完成后使电源在此频率处开始工作，相比较于传统超声电源的固定工作频率的工作方式，找到谐振频率并在此频率下工作将使得电声效率最高，工作效果最佳，对超声振子老化速度和寿命影响最小。
3、本实用新型中，电源具备多模式抖频功能，即电源并非固定频率输出，通过抖频模式选择，可以实现不同模式下输出，最简单的抖频方式即为线性抖频，即在谐振频率点附近，频率在一定范围内均匀增加，到达上限后再均匀减小，该过程按照一定的周期往复即为线性抖频模式，选择不同的抖频模式，频率的变化范围不同，频率的往复周期不同，频率的增加方式(包括但不限定于线性均匀抖频，频率还可按照指数式、抛物线式或其他函数曲线变化)不同，传统电源固定频率的工作模式将在清洗介质中产生驻波导致相互抵消抵消，抖频的工作方式降低了驻波的抵消，同时使得声场在清洗介质中分布更加均匀，改善了清洗效果。
附图说明
图1为一种高效节能的超声波电源的框图。
图例说明：
1、有桥APFC模块；2、自动追频模块；3、超声振子模块；4、MCU控制模块； 5、高频逆变模块；6、PFC控制模块；7、PFC主模块；8、变压器一；9、变压器二；10、隔离驱动单元；11、电源模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种高效节能的超声波电源，包括MCU控制模块4、有桥APFC模块1、高频逆变模块5和自动追频模块2，所述有桥APFC模块1、所述高频逆变模块5和所述自动追频模块2皆与所述MCU 控制模块4电性连接；
所述有桥APFC模块1，其将电源模块11输入的交流市电转换为高压直流电，高压直流电流入所述高频逆变模块5，所述MCU控制模块4获取所述有桥APFC 模块1的电流转换状态；
所述高频逆变模块5，其将所述有桥APFC模块1流入的高压直流电的电压逆变为对应谐振频率的高频交流电压，高频交流电压输出到变压器一8并耦合到超声振子模块3上；
所述自动追频模块2，其通过变压器二9将激励信号作用于所述超声振子模块3上，所述超声振子模块3产生被测信号反馈给所述自动追频模块2进行检测，同时，所述变压器一8和所述变压器二9根据设备初始设定的追频范围，所述MCU 控制模块4控制所述自动追频模块2追踪所述超声振子模块3的谐振频率；
所述有桥APFC模块1包括PFC主模块7和PFC控制模块6，所述PFC控制模块6控制所述PFC主模块7对所述电源模块11输入的电压进行斩波调制，一方面使得输入的电流波形跟随输入电压波形，提高功率因数，另一方面把交流电压变换为稳定的直流电压，使得后级逆变级的输出也是稳定的，避免周期性过压的问题；
所述MCU控制模块4对谐振频率进行扫频调制，调制后的PWM信号经隔离驱动单元10作用到高频逆变模块5内部的MOS管上，实现了在超声振子模块3上的扫频调制输出，扫频调制的方式使得超声声场在介质中的分布更加均匀；
所述MCU控制模块4存储所述自动追频模块2追踪到的谐振频率值。
工作原理：首先，在电源模块11开始工作时，自动追频模块2通过变压器二9将激励信号作用于超声振子模块3上，超声振子模块3产生被测信号反馈给自动追频模块2进行检测，同时，变压器一8和变压器二9根据设备初始设定的追频范围，MCU控制模块4控制自动追频模块2追踪超声振子模块3的谐振频率， MCU控制模块4对追踪到的谐振频率值进行存储，其次，有桥APFC模块1将电源模块11输入的交流市电转换为高压直流电，即PFC控制模块6控制PFC主模块7 对电源模块11输入的电压进行斩波调制，高压直流电流入高频逆变模块5，高频逆变模块5将有桥APFC模块1流入的高压直流电的电压逆变为对应谐振频率的高频交流电压，高频交流电压输出到变压器一8并耦合到超声振子模块3上，最后，MCU控制模块4对谐振频率进行扫频调制，调制后的PWM信号经隔离驱动单元10作用到高频逆变模块5内部的MOS管上，使得自动追频模块2追踪到的谐振频率即为高频逆变模块5的输出频率。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高效节能的超声波电源，其特征在于：包括MCU控制模块(4)、有桥APFC模块(1)、高频逆变模块(5)和自动追频模块(2)，所述有桥APFC模块(1)、所述高频逆变模块(5)和所述自动追频模块(2)皆与所述MCU控制模块(4)电性连接；
所述有桥APFC模块(1)，其将电源模块(11)输入的交流市电转换为高压直流电，高压直流电流入所述高频逆变模块(5)，所述MCU控制模块(4)获取所述有桥APFC模块(1)的电流转换状态；
所述高频逆变模块(5)，其将所述有桥APFC模块(1)流入的高压直流电的电压逆变为对应谐振频率的高频交流电压，高频交流电压输出到变压器一(8)并耦合到超声振子模块(3)上；
所述自动追频模块(2)，其通过变压器二(9)将激励信号作用于所述超声振子模块(3)上，所述超声振子模块(3)产生被测信号反馈给所述自动追频模块(2)进行检测，同时，所述变压器一(8)和所述变压器二(9)根据设备初始设定的追频范围，所述MCU控制模块(4)控制所述自动追频模块(2)追踪所述超声振子模块(3)的谐振频率。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能的超声波电源，其特征在于，所述有桥APFC模块(1)包括PFC主模块(7)和PFC控制模块(6)，所述PFC控制模块(6)控制所述PFC主模块(7)对所述电源模块(11)输入的电压进行斩波调制。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能的超声波电源，其特征在于，所述MCU控制模块(4)对谐振频率进行扫频调制，调制后的PWM信号经隔离驱动单元(10)作用到高频逆变模块(5)内部的MOS管上。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能的超声波电源，其特征在于，所述MCU控制模块(4)存储所述自动追频模块(2)追踪到的谐振频率值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122014611.XU CN215871180U (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 一种高效节能的超声波电源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122014611.XU CN215871180U (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 一种高效节能的超声波电源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN215871180U true CN215871180U (zh) | 2022-02-18 |
Family
ID=80242391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202122014611.XU Active CN215871180U (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 一种高效节能的超声波电源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN215871180U (zh) |
-
2021
- 2021-08-25 CN CN202122014611.XU patent/CN215871180U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114039482B (zh) | 一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路 | |
| WO2020237864A1 (zh) | 运行控制方法、电路、家电设备及计算机可读存储介质 | |
| CN101685980A (zh) | 一种用于ups的基于llc的全桥零电压开关升压谐振变换器 | |
| CN109347326B (zh) | 原边恒流控制装置及补偿电流信号提取方法 | |
| CN103138580A (zh) | 直流-直流转换器、电力变换器及其控制方法 | |
| CN212989444U (zh) | 一种超低频高压发生器 | |
| CN107332453B (zh) | 一种单级式光伏离网逆变器及其控制方法 | |
| CN117060735A (zh) | 一种动态变拓扑及变调制策略的集成控制方法 | |
| CN110868060B (zh) | 控制方法、装置、家电设备和计算机可读存储介质 | |
| CN215871180U (zh) | 一种高效节能的超声波电源 | |
| CN112019031B (zh) | 运行控制方法、电路、家电设备及计算机可读存储介质 | |
| CN113783411A (zh) | 一种高效节能的超声波电源 | |
| CN111142434A (zh) | 一种超声波换能器控制电路、方法及超声波清洗机 | |
| CN101969302A (zh) | 一种新型的开关谐振式功率超声波发生电路 | |
| CN203482094U (zh) | 一种高效的电源转换装置 | |
| CN102064731B (zh) | 应用于超声波马达的单极具零电流切换的驱动电路 | |
| CN201956901U (zh) | 一种功率因数校正控制电路 | |
| US8816609B2 (en) | Method and circuit for improving crest factor of gas discharge lamp | |
| CN102255540B (zh) | 直流电压转换成交流电压的方法、电路和变换器 | |
| CN210468374U (zh) | 一种脉冲固体激光器电源 | |
| CN210041444U (zh) | 一种用于移动终端的智能无线充电装置 | |
| CN208028780U (zh) | 一种基于avr单片机超声波电源 | |
| CN107148104A (zh) | 一种带有下拉有源钳位支路的微波炉磁控管电源装置及控制方法 | |
| CN206226272U (zh) | 焊接电源电路 | |
| CN218449869U (zh) | 一种llc谐振变换器调控装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |