[发明专利]一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源

权利要求书

1.一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源，包括前级DC-DC、后级DC-AC、控制器1、V/F转换电路2、相位检测电路3、信号采样电路4、集成驱动电路5、匹配电路11、匹配电路12：

此外，

包括一个人机界面，用户能够通过人机界面的键盘准确设定新型驱动电源运行参数，

包括一个通信接口，便于电源系统进行升级；

其中：

所述的前级DC-DC具体包括推挽逆变电路6、高频升压变压器7、高频整流电路8；

所述的后级DC-AC具体包括半桥逆变电路9和半桥逆变电路10；

推挽逆变电路6与高频升压变压器7相连，高频升压变压器7与高频整流电路8相连，高频整流电路8与半桥逆变电路9相连，半桥逆变电路9与匹配网络11相连，半桥逆变电路10与匹配电路12相连，信号采样电路4分别与匹配电路11和匹配电路12相连，同时，信号采样电路4与相位检测电路3相连，与相位检测电路3与V/F转换电路2相连，V/F转换电路2与单片机控制器1相连，单片机控制器1与集成驱动电路5相连，此外，集成驱动电路5分别与半桥逆变电路9和半桥逆变电路10相连。

2.根据权利要求1所述的一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源，其特征在于，所述的半桥逆变电路9与半桥逆变电路10功能及结构都相同，同时，匹配电路11与匹配电路12功能及结构都相同。

3.根据权利要求1所述的一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源，其特征在于：

所述的前级DC-DC采用逐周期电流控制；

所述的推挽逆变电路6包括变压器，推挽逆变电路6采用推挽拓扑结构，用于对低压直流电进行高频逆变；

所述的高频升压变压器7用于将经过了高频逆变的低压直流电进行升压，并且在升压后输出高频高压的交流信号；

所述的高频整流电路8为全桥整流电路，用于将高频升压变压器7输出的高频高压的交流信号整流滤波后输出高压直流电，并且将高压直流电作为后级DC-AC的直流输入。

4.根据权利要求1所述的一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源，其特征在于：

所述的后级DC-AC采用无变压器的半桥拓扑结构；

半桥逆变电路9将高压直流电逆变，输出宽频率、电压幅值和与半桥逆变电路10的电压相位差都可调的交流信号；

半桥逆变电路10将高压直流电逆变，输出宽频率、电压幅值和与半桥逆变电路9的电压相位差都可调的交流信号。

5.根据权利要求1所述的一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源，其特征在于，所述的控制器1为高性能单片机，用于初始化超声换能器的参数和产生超声信号，以及初始化超声驱动信号的频率、相位和占空比。

6.根据权利要求1所述的一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源，其特征在于，所述的信号采样电路4将交流信号的电压值和电流值采集回来后送入相位检测电路3。

7.根据权利要求1所述的一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源，其特征在于，所述的相位检测电路3通过交流电压和电流采样，采样回来的交流信号值在过零点附近经过电压比较器方波输出，再通过与门电路合成一个方波信号，方波宽度能够体现相位差，方波信号经过低通RC电路模拟电压输出。

8.根据权利要求1所述的一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源，其特征在于，所述的V/F转换电路2采用V/F转换集成芯片，V/F转换电路2以相位检测电路3输出的模拟电压作为输入信号，将模拟电压处理后转换成数字频率传送给控制器1处理，实现频率跟踪。

9.根据权利要求1所述的一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源，其特征在于，所述的集成驱动电路5用于放大控制器1产生的超声驱动信号，并将放大后的超声驱动信号输送给推挽逆变电路6、半桥逆变电路9和半桥逆变电路10。

10.根据权利要求1所述的一种新型拓扑结构的超声功率驱动电源，其特征在于：

所述的匹配电路11和匹配电路12用于根据后级DC-AC的输出驱动超声换能器；

所述的匹配电路11和匹配电路12都是一个可调电感，驱动不同的的超声换能器时，需调节合适的电感值与超声换能器匹配；

所述的匹配电路11和匹配电路12采用单个电感串联的匹配方式。