[实用新型]一种超声波电源电路

说明书

本实用新型公开了一种超声波电源电路，包括串联连接的前级整流电路和后级逆变电路，以及与后级逆变电路连接的超声波换能器；其特征在于：所述的前级整流电路采用倍压整流电路或全桥倍压整流电路，所述的后级逆变电路采用高频逆变电路。本实用新型的输出电压更高，输出同样功率的情况下输出电流可以更小，有利于提高效率；还提升该超声波电源的浪涌和雷击防护能力。而且本实用新型采用的SiC MOSFET和SiC二极管并联实现超高的开关频率，主要因为SiC MOSFET的体二极管的反向恢复特性比SiC二极管差很多，压降也高很多；使用SiC MOSFET和SiC二极管并联使用可以获得更好的高频开关特性。

技术领域

本实用新型涉及超声波电源设备技术领域，具体涉及一种超声波电源电路。

背景技术

超声波设备广泛应用于各种工业场合，如超声波清洗、超声波焊接等。其原理是使用一个电源设备在超声波换能器上输出特定电压幅值和频率的信号使超声波换能器产生周期性的机械振动，通过机械振动传递能量实现需要的操作。

传统的超声波电源一般工作的开关频率与输出频率一致，由于超声波换能器参数（电压、谐振频率等）各不相同，那么传统的超声波电源与超声波换能器配合使用时就需要复杂的阻抗匹配；因此，传统的超声波电源会有以下几个问题：（1）特定的超声波电源一般只能配合特定的超声波换能器工作；（2）设备投入使用一段时间之后，随着换能器和阻抗匹配网络的参数漂移，整个系统的工作条件会恶化（如效率降低、驱动电压不足、驱动电压太高等），这往往是系统失效的主要原因；（3）由于超声波电源输出匹配网络的存在，匹配网络上会存在较大的电压降，导致系统的电压幅值利用率低、整机效率低。

实用新型内容

针对上述的技术问题，本技术方案提供了一种超声波电源电路。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种超声波电源电路，包括前级的整流电路和后级的逆变电路，以及与后级逆变电路连接的超声波换能器；所述的整流电路和逆变电路串联；所述的整流电路为工频整流电路，工频整流电路采用倍压整流电路或全桥倍压整流电路，所述的逆变电路采用高频逆变电路。

进一步的，所述的倍压整流电路或全桥倍压整流电路包括输入端和输出端，以及设置在输入端和输出端之间的整流桥电路和无源PFC；所述无源PFC的电感设置在整流桥臂的前侧、靠近交流输入端处，或设置在整流桥臂的后侧、靠近输出电容的位置处。

进一步的，所述的倍压整流电路包括输入端L和N，输出端Vbus+和Vbus-，以及分别与输入端L和N连接且相互并联的两个回路；

所述的两个回路分别为：回路一：与输入端L连接，且相互串联的二极管D1、电感L1和电容C2，电容C2与输入端N连接；回路二：与输入端L连接，且相互串联的二极管D2、电感L2和电容C1，电容C1与输入端N连接；

或者，所述的两个回路分别为：回路一：与输入端L连接，且相互串联的电感L1、二极管D1和电容C2，电容C2与输入端N连接；回路二：与输入端L连接，且相互串联的电感L2、二极管D2和电容C1，电容C1与输入端N连接。

进一步的，所述的全桥倍压整流电路包括输入端L和N，输出端Vbus+和Vbus-，以及设置在输入端与输出端之间由D1、D2、D3、D4四个桥臂构成的整流桥电路。

进一步的，所述的整流桥电路包括分别与输入端L和N连接且相互并联的两个回路，以及嫁接在两个回路之间的两个桥臂；

所述的两个回路分别为：回路三：与输入端L连接，且相互串联的二极管D1、电感L1和电容C2，电容C2与输入端N连接；回路四：与输入端L连接，且相互串联的二极管D2、电感L2和电容C1，电容C1与输入端N连接；

嫁接在两个回路之间的两个桥臂包括：嫁接在二极管D1和二极管D2正极之间的二极管D3，以及嫁接在二极管D1和二极管D2负极之间的二极管D4；