基于移相全桥大功率超声波发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于超声波发生器技术领域，具体涉及一种基于移相全桥大功率超声波发生器。
【背景技术】
[0002]目前，超声技术应用广泛，超声设备应用到机械、电子、化工、能源、医疗等各个领域。在实际应用中多数需要实时监测设备的工作情况，如超声波清洗机、超声波焊接机、超声波医疗设备等。超声波设备包含有换能器、超声波发生器及其他辅助设备。超声波发生器为换能器提供工作能量，使其将电能转换成声能。超声波发生器的工作效率直接影响换能器的工作情况。
[0003]现有的超声波发生器，一般采用的方式有:1、由自激振荡电路组成，存在输出功率受限制，且不能频率自动跟踪等不足；2、采用高频逆变单元、阻抗匹配系统和变压器耦合输出组成，因变压器频率特性局限性，存在输出功率受限制等不足。
【发明内容】
[0004]针对上述的不足，本发明目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，操作方便，且发热小，性能稳定，保护功能齐全，具有扫频范围及扫频电压自设定功能的基于移相全桥大功率超声波发生器。
[0005]为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是:一种基于移相全桥大功率超声波发生器，其包括弱电电路模块、MCU模块、隔离驱动电路、整流滤波电路、全桥逆变模块、隔离变压器、LC滤波匹配电路、输出电压电流检测电路、温度检测电路、桥电流检测及过流保护电路、输出电流电压有效值测量电路、输出电流电压相位检测电路、输出过压过流保护电路、显示模块、储存模块和控制模块，所述MCU模块分别和弱电电路模块、显示模块、储存模块、控制模块、隔离驱动电路、温度检测电路、桥电流检测及过流保护电路、输出电压电流检测电路、输出电流电压有效值测量电路和输出过压过流保护电路相连接，所述全桥逆变模块分别和整流滤波电路、温度检测电路、桥电流检测及过流保护电路和隔离变压器相连接，该隔离变压器通过LC滤波匹配电路和输出电压电流检测电路相连接，该输出电压电流检测电路分别和输出电流电压有效值测量电路、输出电流电压相位检测电路、输出过压过流保护电路相连接。
[0006]作为本发明的一种改进，所述隔离驱动电路为四路隔离驱动电路。
[0007]作为本发明的一种改进，所述显示模块为液晶显示器，该液晶显示器通过UART与所述MCU模块相连接。
[0008]作为本发明的一种改进，所述储存模块为EEPROM，该EEPROM通过12C总线协议与所述MCU模块相连接。
[0009]作为本发明的一种改进，控制模块包括按键面板和开关按钮，该按键面板和开关按钮通过GP1与所述MCU模块相连接。
[0010]作为本发明的一种改进，所述弱电电路模块包括24伏弱电电路模块、3.3伏弱电电路模块和12伏弱电电路模块。
[0011]本发明的有益效果为:本发明结构设计巧妙、合理，体积小，发热小，性能稳定，保护功能齐全，具有扫频范围及扫频电压自设定功能，能准确找到换能器谐振频率及稳定频率跟踪功能，且在加工过程中可实时监测输出电压、电流及负载阻抗信息等，另外操作方便、简易，功率大，利于广泛推广运用。
[0012]下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的电路模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]实施例:参见图1，本实施例提供了一种基于移相全桥大功率超声波发生器，其包括弱电电路模块、MCU模块、隔离驱动电路、整流滤波电路、全桥逆变模块、隔离变压器、LC滤波匹配电路、输出电压电流检测电路、温度检测电路、桥电流检测及过流保护电路、输出电流电压有效值测量电路、输出电流电压相位检测电路、输出过压过流保护电路、显示模块、储存模块和控制模块。具体的，将所述MCU模块分别和弱电电路模块、显示模块、储存模块、控制模块、隔离驱动电路、温度检测电路、桥电流检测及过流保护电路、输出电压电流检测电路、输出电流电压有效值测量电路和输出过压过流保护电路相连接，所述全桥逆变模块分别和整流滤波电路、温度检测电路、桥电流检测及过流保护电路和隔离变压器相连接，该隔离变压器通过LC滤波匹配电路和输出电压电流检测电路相连接，该输出电压电流检测电路分别和输出电流电压有效值测量电路、输出电流电压相位检测电路、输出过压过流保护电路相连接。
[0015]所述弱电电路模块主要为弱电部分电路供电，具体包括24伏弱电电路模块、3.3伏弱电电路模块和12伏弱电电路模块。其中24伏弱电电路模块为液晶屏供电，3.3伏弱电电路模块为MCU供电，12伏弱电电路模块为各信号处理模块供电。
[0016]整流滤波电路为全桥逆变电路提供母线电压。
[0017]MCU模块具体采用采用ARM 32位Cortex M3内核CPU，低功耗、低成本、性能可靠。MCU电路模块主要完成以下功能:1)全桥移相4路驱动信号的生成；2)完成对输出电压、电流、电压电流相位差及温度信号的采集与处理；3)完成与液晶屏的通信；4)通过I2C总线与EEPROM进行通信，完成对数据的存取；5)读取外部开关及按键触发信号等。
[0018]所述显示模块为人机交互界面，完成用户参数设置及驱动器工作时参数的显示。本实施例中，该显示模块为液晶显示器，该液晶显示器通过UART与所述MCU模块相连接。
[0019]所述储存模块为EEPR0M，该EEPROM通过12C总线协议与所述MCU模块相连接。该EEPROM完成驱动器掉电数据存储工作，保证下次开机时驱动器记住上次关机前的工作参数，以便对同一个负载，驱动器开机后直接输出使用。
[0020]控制模块主要是为配合液晶屏操作，方便用户使用。控制模块具体包括按键面板和开关按钮，该按键面板和开关按钮通过GP1与所述MCU模块相连接。
[0021]所述隔离驱动电路为四路隔离驱动电路。用来对MCU模块输出的四路PWM波信号进行放大，以便驱动全桥逆变模块电路中的四个功率管；采用隔离驱动，将强电与弱电分开，以降低强电对弱电的干扰，提高系统稳定性。
[0022]全桥逆变模块采用四个功率管构成，用来将直流信号转换成交流信号，同时提升功率，为负载提供所需要的能量。
[0023]隔离变压器作用在于一方面与输出进行隔离，另一方面完成对电压的放大及阻