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大功率超声清洗机发生器

作者: admin 时间:2020-08-16 来源:未知
摘要:该清洗机发生器具有功率大、体积小、效率高和负载适应性强等特点。...

 超声波清洗机由两部分组成:一是超声波发生器,二是以换能器为核心的超声波清洗缸。超声波清洗机的现状是技术陈旧落后,清洗效率不理想,故障率高。目前仿制美国必能信公司的超声波发生器,单板功率300W,频率固定为25kHz(自激式半桥输出电路)晶体管放大电路占有比较大的市场份额。但该电路很难调整在超声换能器最佳的频率谐振点上,输出功率不可能达到理想的效果。

 我们应用PWM(脉宽调制)技术以及IGBT功率模块研制成输出功率达1800W的超声发生器,该发生器具有功耗低、效率高、体积小、重量轻、可靠性好等特点。

 超声发生器的组成框图本超声发生器主要由信号发生器、功率放大器、阻抗匹配和反馈环节等部分组成。信号发生器形成脉宽调制信号,经过功率放大器后需经过阻抗匹配,使得输出的阻抗与换能器匹配,推动换能器将电信号转换为机器振动。该发生器有两个反馈信号:第一是提供频率跟踪信号,当换能器由于工作老化引起频率的漂移时,频率跟踪信号可以控制信号发生器,使信号发生器的频率在一定范围内跟踪换能器的谐振频率点,让发生器工作在最佳状态;第二提供过载保护功能。信号发生器功率放大器阻抗匹配反馈图1超声波发声器原理,信号发生器信号发生器主要由AC/DC变换线路和脉宽调制电路组成。脉宽调制控制电路采用了模拟集成电路TL494来实现。固定频率的脉冲宽度调制电路,内置了线性锯齿波振荡器,振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节,其振荡频率为:fosc=1.1/RTCT。输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳态触发器的时钟信号为低电平时才会被选通,即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才能被选通。当控制信号增大,输出脉冲的宽度将减少。TL494电原理和脉冲调制电路构成。在本电路中只用到了TL494的误差放大器I,故将误差放大器的IN+(16脚)接地、IN-(15脚)接高电平。为保护TL494的输出三极管,经R3和R4分压,在4脚加接近0.3V的间歇调整电压。R1、R2和C1组成了相位校正和增益控制网络。工作时,当反馈信号大于设定值时,通过TL494的脉宽调制作用,其9脚、10脚输出信号的脉宽减小,经驱动电路放大整形以驱动功率器件IGBT,使其导通占空比减小,电流减小,从而形成过流保护,再进而通过传感器使反馈信号降低,形成单回路闭环控制;当反馈信号小于设定值时,上述控制过程相反。功率放大器驱动VCC1GBT输出变压器输出匹配器图4IGBT工作原理图由于采用晶体管模拟放大器的OTL、OCL电路理论效率只有78%,实际效率会更低,功耗大。

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