[发明专利]基于直流电流确定谐振频率的超声换能器及其方法

权利要求书

1.一种基于直流电流确定谐振频率的超声换能器，其特征在于：包括整流电路、电流采样电路、主控电路、电源转换电路以及超声换能器；

所述整流电路，其输入端与市电连接，用于将市电转换成直流电并输出至电源转换电路；

所述电源转换电路，其输入端与整流电路连接，用于将整流电路输出的直流电转换成超声换能器所需交流电，并输出至超声换能器；

所述电流采样电路，其输入端连接于整流电路的输出端，用于对整流电路输出的直流信号进行采样，并将电流采样值输出至主控电路；

所述主控电路，用于接收电流采样电路输出的电流采样值，并根据电流采样值的最大值确定出超声换能器的谐振频率，并根据谐振频率向电源转换电路输出PWM控制信号，控制电源转换电路输出的交流信号的频率值处于超声换能器的谐振频率。

2.根据权利要求1所述基于直流电流确定谐振频率的超声换能器，其特征在于：所述电源转换电路包括BUCK电路、逆变器和电感调谐电路；

所述BUCK电路，其输入端与整流电路的输出端连接，其控制输入端与主控电路连接，用于接收主控电路输出的占空比可调的PWM控制信号，根据该PWM控制信号将整流电路输出的直流电进行DC-DC转换，输出功率可调的直流电至逆变器；

所述逆变器，其输入端与BUCK电路的输出端连接，其控制端与主控电路连接，用于接收主控电路输出的占空比和频率均可调的PWM控制信号，并将BUCK电路输出的直流电转换成交流电并输出至电感调谐电路；

所述电感调谐电路，其输入端与逆变器的输出端连接，用于将逆变器输出的交流电进行调谐处理，并将调谐处理后的交流电输出至超声换能器。

3.根据权利要求2所述基于直流电流确定谐振频率的超声换能器，其特征在于：所述电源转换电路还包括变压器，所述变压器的输入端与逆变器的输出端连接，用于将逆变器输出的交流电进行变压处理，并将变压处理后的交流电输出至电感调谐电路。

4.根据权利要求2所述基于直流电流确定谐振频率的超声换能器，其特征在于：还包括输出采样电路，所述输出采样电路的输入端与电感调谐电路的输出端连接，用于采集电感调谐电路输出的交流电的相位信号并将该相位信号输出至主控电路，主控电路根据该相位信号调整输出至逆变器的PWM控制信号的频率和占空比，进而控制电源转换电路输出的交流电处于超声换能器的谐振频率。

5.根据权利要求4所述基于直流电流确定谐振频率的超声换能器，其特征在于：所述输出采样电路包括差动信号采样电路、比例信号采样电路以及相位检测电路；

所述差动信号采样电路，其输入端与电感调谐电路的输出端连接，用于采集电感调谐电路输出的交流电的电压信号，并向相位检测电路输出差动采样信号；

所述比例信号采样电路，其输入端与电感调谐电路的输出端连接，用于采集电感调谐电路输出的交流电的电压信号，并向相位检测电路输出比例采样信号；

所述相位检测电路，用于接收差动采样信号和比例采样信号，并根据差动采样信号和比例采样信号检测出电感调谐电路输出的交流电的相位值并输出至主控电路。

6.根据权利要求5所述基于直流电流确定谐振频率的超声换能器，其特征在于：所述差动信号采样电路包括差动放大器和带通滤波器Ⅱ；

所述差动放大器，其输入端与电感调谐电路的输出端连接，用于采集电感调谐电路输出的交流电的电压并进行差动放大，并将差动放大后的电压信号输出至带通滤波器Ⅱ中；

所述带通滤波器Ⅱ，其输入端与差动放大器的输出端连接，用于对差动放大后的电压信号进行带通滤波处理形成差动采样信号，并将差动采样信号输出至相位检测电路中。