[实用新型]基于碳化硅器件的大功率宽频带超声波电源

摘要

本实用新型涉及一种基于碳化硅器件的大功率宽频带超声波电源，包括PWM整流电路、直流斩波调功电路、全桥逆变电路、主变压器、匹配网络、匹配网络驱动电路、数字控制电路、锁相电路、电压取样电路、电流取样电路、调功控制电路、保护电路、驱动电路、DDS（直接数字频率合成）电路、压电换能器等。其中PWM整流电路、直流斩波调功电路与全桥逆变电路所使用的功率开关器件均为宽禁带碳化硅器件，电源的开关频率、变换效率、功率密度及可靠性均有显著提升。

主权项

基于碳化硅器件的大功率宽频带超声波电源，其特征在于包括PWM整流电路、直流斩波调功电路、全桥逆变电路、主变压器、电压取样电路、电流取样电路、匹配网络、匹配网络驱动电路、压电换能器、保护电路、调功控制电路、驱动电路、DDS电路、锁相电路和数字控制电路；PWM整流电路、全桥逆变电路及直流斩波电路均采用了宽禁带器件碳化硅功率场效应管作为功率开关；PWM整流电路的输入端接入市电，其输出端接入直流斩波调功电路的输入端，直流斩波调功电路的输出端接入全桥逆变电路的输入端和电压取样电路的输入端，全桥逆变电路的输出端接入主变压器的初级输入端，主变压器的次级输出第一端接入匹配网络第一电感(L1)的第二端以及压电换能器的第一端，主变压器的次级输出第二端接入电流取样电路的第一输入端，压电换能器的第二端与匹配网络第二电感(L2)的第二端以及电流取样电路的第二输入端相连接，数字控制电路的输入端接锁相电路的输出端，数字控制电路的第一输出端接入DDS电路的输入端，DDS电路的输出端接入驱动电路的输入端，驱动电路的输出端接入全桥逆变电路的驱动端，数字控制电路的第二输出端接入匹配网络驱动电路的输入端，匹配网络驱动电路的第一输出端接入匹配网络的第一晶闸管(THY1)的门极(G1)，匹配网络驱动电路的第二输出端接入匹配网络的第二晶闸管(THY2)的门极(G2)，第一晶闸管(THY1)的阴极(K1)与第二晶闸管(THY2)的阳极(A2)以及第一电感(L1)的第一端相连接，第一晶闸管(THY1)的阳极(A1)与第二晶闸管(THY2)的阴极(K2)以及第二电感(L2)的第一端相连接，电流取样电路的输出端和电压取样电路的输出端分别接入调功控制电路的第一输入端和第二输入端，保护电路的输出端接入调功控制电路的输入端，保护电路的输入端接电流取样电路的输出端，调功控制电路的输出端接入直流斩波调功电路的驱动端，电流取样电路的输出端接入锁相电路的第一输入端，驱动电路的采样端接入锁相电路的第二输入端，驱动电路采样端输出的电压信号作为锁相电路的电压反馈。