:金属氧化物半导体场效应管)作为超声电源功率开关器件，采用IGBT作为电源功率开关管，并采用RC吸收电路作为缓冲吸收电路。
[0025]所述功率开关管产生所需的超声逆变、频率调节和功率输出等功能，由于电路板ESL的存在，使用缓冲吸收电路减少开关应力和EMI的影响。
[0026]所述高频变压器选用纳米晶材料作为变压器磁芯，采用电能转换效率较高且体积较小的环形磁芯，其特点是电阻率较高，涡流损耗小。高频变压器利用电磁的相互感应进行电压变换和传递，同时起着输出隔离的作用。
[0027]所述相位检测电路采用双电压比较器集成电路芯片LM393(LM393:双电压比较器集成电路)将正弦交流信号处理为相位检测电路能够识别的电平信号。
[0028]所述驱动电路采用光耦隔离驱动方式，前级采用单通道高速隔离光耦，后级采用M0SFET(M0SFET:金属氧化物半导体场效应管)高速专用驱动芯片。
[0029]所述主电路还包括匹配电路和电流互感器;所述控制电路还包括液晶显示、开关量输入/输出电路、故障检测电路和RS232接口 ；
[0030]所述匹配电路采用0.22yF/1000V型的CBB电容串联连接作为等效匹配电容，采用PS184125型号的铁硅铝磁环作为电感磁芯。匹配电路起到提高超声电源的功率传输效率的作用，以减少超声电源与换能器相连接所产生的较大的无功损耗。
[0031]AD采样电路采用隔离取样方案，采用互感器取样并隔离的方式。
[0032]通信电路采用MAX3232型RS232收发器。
[0033]DDS频率跟踪电路、电源控制芯片中的UC3879、及ADC电路等分区域设计，围绕DDS频率跟踪电路中的AD9850、电源控制芯片中的UC3879和EPM3032等各功能单元的核心器件进行布局。
[0034]参见图2，电源控制芯片采集换能器两端电压和流经电流，一方面经过以LM393(LM393:双电压比较器集成电路)和CPLD(CPLD:复杂可编程逻辑器件)为核心的相位检测电路处理，进入高速输入捕捉模块(IC)处理后，经一定时序控制DDS频率跟踪电路以调整全桥逆变侧驱动频率，从而跟踪换能器谐振频率;另一方面经进入电源控制芯片内部高速ADC模块转换为数字信号，经PI运算处理后控軸)AC大小以控制全桥逆变移相角，进而控制电源输出电压和电流。通过DSP相关I/O引脚的配置与连接，电源控制芯片相关开关量，同时在液晶显示上显示和修改超声波焊接电源相关工作参数。
[0035]上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种用于超声波焊接机的电源系统，包括主电路与控制电路;其特征在于:所述主电路包括依次连接的整流滤波电路、功率逆变电路和高频变压器;所述控制电路包括相位检测电路、电压反馈电路、电流反馈电路、电源控制芯片、DDS频率跟踪电路、移相脉冲产生电路和驱动电路;所述相位检测电路、电压反馈电路、电流反馈电路、DDS频率跟踪电路和移相脉冲产生电路分别连接电源控制芯片，移相脉冲产生电路通过驱动电路连接功率逆变电路。2.根据权利要求1所述用于超声波焊接机的电源系统，其特征在于:所述电源控制芯片包括以UC3879为核心的移相调功电路、相位检测电路、电流电压采样电路和全桥逆变驱动电路。3.根据权利要求2所述用于超声波焊接机的电源系统，其特征在于:所述DDS频率跟踪电路采用高集成度直接频率合成芯片AD9850，采用低通椭圆滤波器滤除相应的杂波分量和其他高频干扰信号。4.根据权利要求3所述用于超声波焊接机的电源系统，其特征在于:所述整流滤波电路为全桥整流电路，采用铝制的电解电容来实现电容滤波，所述电解电容两端并联两个CBB电容，以抑制高频尖峰电压与电路存在的ESR和ESL问题。5.根据权利要求4所述用于超声波焊接机的电源系统，其特征在于:所述功率逆变电路选用MOSFET作为超声电源功率开关器件，采用FGA25N120作为电源功率开关管，并采用RC吸收电路作为缓冲吸收电路。6.根据权利要求5所述用于超声波焊接机的电源系统，其特征在于:所述高频变压器选用纳米晶材料作为变压器磁芯，采用电能转换效率较高且体积较小的环形磁芯。7.根据权利要求6所述用于超声波焊接机的电源系统，其特征在于:所述相位检测电路采用双电压比较器集成电路芯片LM393将正弦交流信号处理为相位检测电路能够识别的电平信号。8.根据权利要求7所述用于超声波焊接机的电源系统，其特征在于:所述驱动电路采用光耦隔离驱动方式，前级采用单通道高速隔离光耦，后级采用MOSFET高速专用驱动芯片。9.根据权利要求1-8任一项所述用于超声波焊接机的电源系统，其特征在于:所述主电路还包括匹配电路和电流互感器;所述控制电路还包括液晶显示、开关量输入/输出电路、故障检测电路和RS232接口。10.根据权利要求9所述用于超声波焊接机的电源系统，其特征在于:所述所述匹配电路采用CBB电容串联连接作为等效匹配电容，采用铁硅铝磁环作为电感磁芯。
【专利摘要】一种用于超声波焊接机的电源系统，包括主电路与控制电路；所述主电路包括依次连接的整流滤波电路、功率逆变电路和高频变压器；所述控制电路包括相位检测电路、电压反馈电路、电流反馈电路、电源控制芯片、DDS频率跟踪电路、移相脉冲产生电路和驱动电路；所述相位检测电路、电压反馈电路、电流反馈电路、DDS频率跟踪电路和移相脉冲产生电路分别连接电源控制芯片，移相脉冲产生电路通过驱动电路连接功率逆变电路。本发明的有益效果：频率分辨率到达1Hz，能够实现对换能器谐振频率的快速和准确跟踪；输出电压和输出电流能够连续可调，换能器输出振幅稳定；具有过流、过热等故障诊断和保护功能。
【IPC分类】B29C65/08
【公开号】CN105619782
【申请号】CN201610173243
【发明人】黄禹, 龙仕均, 丁斌, 张强, 徐中
【申请人】广东顺威精密塑料股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月23日