[发明专利]一种超声波电源非线性输出功率装置

说明书

本发明属于超声波焊接机技术领域，尤其涉及一种超声波电源非线性输出功率装置，包括：谐振输出回路电压取样电路；等效阻抗电路，用于根据所述输出电压积分信号与输出电流积分信号生成等效阻抗；调节电路，其包括频率调制反馈控制模块及功率调节模块；空载驱动脉宽控制电路，用于生成驱动脉宽控制信号；阻抗匹配电路。通过上述各电路配合使超声波焊接机的超声波电源能快速工作在与输出阻抗相匹配的状态下，非线性输出功率装置的输出功率能快速地达到设定范围，且能稳定输出。

技术领域

本发明涉及超声波焊接机技术领域，特别涉及一种超声波电源非线性输出功率装置。

背景技术

超声波焊接技术是一种新型的加工工艺，既不需要添加任何粘接剂、容积或填料，也不需要消耗大量热源，且具有操作简便、焊接速度快、连接强度高、生产效率高等优点，十分适合现代化生产需求。因此，超声波焊接技术得到越来越广泛的关注以及应用。

目前，在超声波焊接机的超声波电源中，都是以设定的固定脉宽驱动，所以在启动超声波后的空载状态下，电源输出功率较大，而这部分功率绝大部分都以热量的形式传递至模具和换能器上，进而导致超声波焊接机的模具和换能器升温过快且温度过高，久而久之，极大地降低模具和换能器的使用寿命，并且换能器温度升高到一定程度后会严重地影响焊接效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波电源非线性输出功率装置，旨在解决现有技术中启动超声波后的空载状态下，电源输出功率大部分以热量的形式传递至模具和换能器上，导致导致超声波焊接机的模具和换能器升温过快且温度过高的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供的一种超声波电源非线性输出功率装置，包括：

谐振输出回路电压取样电路，用于接收输出电压取样信号，并将所述输出电压取样信号进行积分及电压跟随，生成输出电压积分信号；

等效阻抗电路，用于根据所述输出电压积分信号与输出电流积分信号生成等效阻抗；

调节电路，其包括频率调制反馈控制模块及功率调节模块，所述频率调制反馈控制模块，用于根据三角波频率信号与所述等效阻抗进行频率调制后生成第一输出信号，所述第一输出信号反馈控制所述输出电压积分信号；所述功率调节模块，用于根据三角波频率信号与所述等效阻抗进行频率调制后生成第二输出信号，且根据所述第二输出信号与第一功率调节信号生成第二功率调节信号；

空载驱动脉宽控制电路，用于生成驱动脉宽控制信号；

阻抗匹配电路，根据所述第二功率调节信号与所述输出电流积分信号、启动信号的结合信号生成第三输出信号，所述第三输出信号控制所述驱动脉宽控制信号，使驱动脉宽控制信号与所述输出电流积分信号形成闭环信号。

优选的，所述谐振输出回路电压取样电路包括第一积分模块与第一隔离模块，所述第一积分模块用于接收所述输出电压取样信号，并将该输出电压取样信号传输至所述第一隔离模块，所述第一隔离模块用于将所述输出电压取样信号生成所述输出电压积分信号，并将该输出电压积分信号传输至所述等效阻抗电路。

优选的，所述等效阻抗电路包括等效阻抗发生模块，所述等效阻抗发生模块用于根据所述输出电压积分信号与所述输出电流积分信号生成等效阻抗。

优选的，所述频率调制反馈控制模块包括运算放大器U27A、电阻R10及电阻R101，所述运算放大器U27A同相输入端通过电阻R101与所述三角波频率信号的端子连接，所述运算放大器U27A反相输入端通过电阻R10与所述等效阻抗电路连接，所述运算放大器U27A输出端与所述第一隔离模块连接。