[发明专利]自动跟踪换能器串联谐振频率的超声驱动电源

摘要

本发明涉及超声、电源技术领域，为提出具有双路电流采样、精确频率控制的驱动电源，以及换能器的串联谐振频率实时跟踪方法，从而实现自动跟踪换能器串联谐振频率的超声驱动电源，本发明，自动跟踪换能器串联谐振频率的超声驱动电源，包括下列四部分；第一部分是驱动电路；第二部分是采样匹配电路；第三部分是信号调理电路；第四部分是微控制模块，由微处理器构成。本发明主要应用于频控电源的设计制造场合。

主权项

1.一种自动跟踪换能器串联谐振频率的超声驱动电源，其特征是，包括下列四部分；/n第一部分是驱动电路，包括PWM(Pulse Width Modulation)波发生单元和半桥逆变电路，PWM波发生单元由DDS((Direct Digital Synthesizer)芯片、集成PWM波控制芯片组成，PWM波发生单元产生控制信号，经半桥逆变电路放大，向换能器两端施加驱动电压；/n第二部分是采样匹配电路，采用电容电感(LC)匹配网络进行匹配，以对换能器调谐和阻抗匹配，使用两个相同的电流传感器进行电流采样，其中一个电流传感器接在换能器所在支路，另一个电流传感器接匹配电感C所在支路，两个电流传感器采得信号接信号调理电路，相同的电流传感器用于保证两路电流采样相位延迟一致；/n第三部分是信号调理电路，两路电流采样信号经过信号放大电路进行信号放大，再经过开关电容滤波电路滤除噪声和谐波分量，得到单一频率的两路电流信号，两路电流信号一路接峰值检测电路、一路接鉴相电路，峰值检测电路检测出两路电流的峰值，传至所述微处理的AD(Analog to Digital Convert)端口进行检测；鉴相电路检测两路电流的相位角，输出包含相位角信息的相位脉冲，传至所述微处理器I/O口进行相位角检测，上述开关电容滤波电路由集成开关电容滤波芯片组成，构成两路完全相同的带通滤波电路，其中心频率由微处理器实时控制，其中心频率和驱动换能器的PWM波频率完全一致，保证了滤波后电流峰值增益一致；/n第四部分是微控制模块，由微处理器、显示屏、用户按键组成；编程控制微处理器输出两路DA(Digital to Analog Convert)信号控制集成PWM波控制芯片振荡器震荡频率和占空比，微处理器通控制DDS芯片输出任意频率的方波，输出至集成PWM波控制芯片同步端，控制其输出PWM波的频率；微处理器控制DDS芯片输出频率方波信号控制开关电容滤波器中心频率，从而实现采样信号的跟踪滤波；微处理器利用内部AD检测两路电流峰值；微处理器利用脉冲捕捉和计数器检测相位方波中的相位角信息；微处理器内设程序控制模块，依据两路电流采样信号对换能器进行频率扫描与跟踪，获取换能器谐振频率，并调节PWM波控制信号的频率，使其接近换能器的串联谐振频率。/n