[发明专利]一种超声驱动系统的消除二、三、四次低倍频谐波的方法及驱动电路

权利要求书

1.一种超声驱动系统的消除二、三、四次低倍频谐波的方法，其特征在于，包括：

实时监测换能器的负载阻抗值，计算出当前时刻所述换能器需要的驱动电压有效值；

基于所述驱动电压有效值和固定电压源的电压值，计算得到满足第一占空比和第二占空比的不同PWM信号；

利用所述不同PWM信号对所述固定电压源进行调制，使得所述固定电压源在功率变压器的初级中产生不含低倍频谐波分量的第一交流电压；

将所述第一交流电压传入所述功率变压器的初级，并在所述功率变压器的次级中产生第二交流电压，此变压器可将第一交流电压和第二交流电压之间进行电气隔离并按实际负载需要抬高或者降低电压；

所述第二交流电压传入至低通滤波器中，输出第三交流电压。

2.根据权利要求1所述的一种超声驱动系统的消除二、三、四次低倍频谐波的方法，其特征在于，所述的基于所述驱动电压有效值和固定电压源的电压值，计算得到满足第一占空比和第二占空比的不同PWM信号，包括：

所述第一占空比和所述第二占空比的计算公式为：

其中，τ₁为第一占空比，τ₂为第二占空比，T为PWM信号周期，v_rms为所述换能器需要的驱动电压有效值，v_dc为所述固定电压源电压。

3.根据权利要求2所述方法应用于一种驱动电路，其特征在于，包括依次连接的电压源单元、调制电压单元、变压单元、滤波单元、换能单元，

所述电压源单元包括固定电压源，用于输出稳定的供电电压；

所述换能单元，用于实时监测换能器的负载阻抗值，计算出当前时刻所述换能器需要的驱动电压有效值；

所述调制电压单元，用于基于所述驱动电压有效值和固定电压源的电压值，计算得到满足第一占空比和第二占空比的不同PWM信号；

所述调制电压单元，还用于利用所述不同PWM信号对所述固定电压源进行调制，使得所述固定电压源在功率变压器的初级中产生不含低倍频谐波分量的第一交流电压；

所述变压单元，用于将所述第一交流电压传入所述功率变压器的初级，并在所述功率变压器的次级中产生第二交流电压，此变压器可在第一交流电压和第二交流电压之间进行电气隔离并按实际负载需要抬高或者降低电压；

所述滤波单元，用于对所述第二交流电压进行低通滤波，输出第三交流电压。

所述换能单元，还用于将所述第三交流电压的电能转换为实际的物理振动机械能。

4.根据权利要求3所述的一种驱动电路，其特征在于，所述调制电压单元包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管；

所述第一MOS管、所述第三MOS管的漏极均接所述电压源单元的正极端，所述第一MOS管的源极接所述第二MOS管的漏极，所述第三MOS管的源极接所述第四MOS管的漏极，所述第二MOS管、所述第四MOS管的源级接所述电压源单元的负极端，所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管分别接对应的不同PWM信号。

5.根据权利要求4所述的一种驱动电路，其特征在于，

所述变压单元包括功率变压器，所述功率变压器包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的第一端接所述第一MOS管的源极和所述第二MOS管的漏极的连接中间点，所述初级线圈的第二端接所述第三MOS管的源极和所述第四MOS管的漏极的连接中间点；

所述滤波单元包括第一电感和第一电容，用于滤除所述第二交流电压的高倍频谐波分量；所述第一电感的第一端接所述次级线圈的第一端，所述第一电感的第二端接所述第一电容的第一端和所述换能单元的第一端，所述第一电容的第二端接所述次级线圈的第二端和所述换能单元的第二端。