一种用于超声波发射器追频的采样电路模块的制作方法

本技术涉及超声波发射器及换能器电路领域，尤其涉及一种用于超声波发射器追频的采样电路模块。

背景技术：

1、现有的超声波焊接机由超声波发生器、换能器、变幅杆、焊头组成，其中换能器、变幅杆、焊头的组合称为“振子”。在焊接过程中由于焊接负载和振子的温度、能量损耗、焊接面积、焊头加工磨损等原因，整个振子的阻抗特性会随着工作发生变化，从而导致振子的固有工作频率和工作频率区间发生改变。

2、如果发生器中的逆变器触发脉冲(全桥逆变电路)的频率不进行跟随变化，会导致振子工作失谐，降低工作效率，加剧换能器损耗，因此发生器必须有追频功能，即全桥且保证超声波发生器中的逆变器触发脉冲的频率处于振子的工作频率区间，一般是通过四个驱动芯片控制全桥逆变电路使逆变器触发脉冲的频率处于振子的工作频率区间。

3、追频方案不可或缺的点在于采样，通过采样的样本进行计算，进而得到所需的追频信息，现有的追频方案都是采样定时采样获取变压器的初次级电信号，然后计算出采样的频率，将采用的频率与目标频率比对，不一致则控制发生器中的逆变器改变触发脉冲的频率，然而定时采样，无法反馈出实时的频率信息，因此会影响到后续的追频效率，无法确保在两个定时采样时间段内的发生器的脉冲均处于工作区间内。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种用于超声波发射器追频的采样电路模块，在驱动换能器的电路上接入初级电路采样电路、次级电路采样电路和电压采样电路，如此能够实时的对变压器的电信号进行采样，通过计算即可反馈出实时的频率信息。

2、为了实现以上目的，本实用新型采样的技术方案为：一种用于超声波发射器追频的采样电路模块，包括与全桥逆变电路连通的隔直电容，隔直电容经过电感和电容后连接变压器，变压器经过匹配电感后驱动换能器，变压器配合有变压器初级电流采样电路、变压器次级电路采样电路和变压器电压采样电路，变压器初级电流采样电路、变压器次级电路采样电路和变压器电压采样电路采样的电流和电压信息均经过采样电路反馈电路后反馈到主芯片muc。

3、在驱动换能器的电路上接入初级电路采样电路、次级电路采样电路和电压采样电路，如此能够实时的对变压器的电信号进行采样，通过计算即可反馈出实时的频率信息，根据计算出的频率信息去调整全桥逆变电路的脉冲频率，如此可以确保发生器的脉冲均处于工作区间内。

4、优选的，变压器初级电流采样电路包括接入电路的电流互感器ct和并联在ct两个输出端的用于分流的电阻r1、电阻r3和电阻r5，电阻r1的阻值为33欧，电阻r3的阻值为390欧，电阻r5的阻值为1千欧，且电阻r1、电阻r3和电阻r5的误差均为1％。

5、变压器初级电流采样电路通过三个并联的电阻进行分流，如此可以使反馈的电流不会很大，与采样电路反馈电路及muc匹配，变压器次级电流采样电路与变压器初级电流采样电路基本相同。

6、优选的，变压器电压采样电路包括与变压器两个输出端连通的采样接线，采样接线上串联有用于分压的电阻、并联有用于分流的电阻，分压的电阻包括串联的r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、r15和r16，阻值均为18千欧，误差均为1％，分流的电阻包括并联的电阻r17、r18和r19，r17的阻值为1500欧，r18的阻值为390欧，r19的阻值为33欧，且r17、r18和r19误差均为1％。

7、变压器电压采样电路通过了10个串联的电阻进行分压，能够使采样输出的电压小于3v，同时还通过了串联的电阻进行分流，如此可以使反馈的电流不会很大，与采样电路反馈电路及muc匹配。

8、优选的，单个采样电路反馈电路由两个opa2197idr运算放大器构成，两个opa2197idr运算放大器之间设置有电容。

9、通过两个opa2197idr运算放大器可以将电压和电流的波形进行放大，更加方便muc的运算。

技术特征：

1.一种用于超声波发射器追频的采样电路模块，包括与全桥逆变电路连通的隔直电容，隔直电容经过电感和电容后连接变压器，变压器经过匹配电感后驱动换能器，其特征在于，变压器配合有变压器初级电流采样电路、变压器次级电路采样电路和变压器电压采样电路，变压器初级电流采样电路、变压器次级电路采样电路和变压器电压采样电路采样的电流和电压信息均经过采样电路反馈电路后反馈到主芯片muc。

2.根据权利要求1所述的一种用于超声波发射器追频的采样电路模块，其特征在于，变压器初级电流采样电路包括接入电路的电流互感器ct和并联在ct两个输出端的用于分流的电阻r1、电阻r3和电阻r5，电阻r1的阻值为33欧，电阻r3的阻值为390欧，电阻r5的阻值为1千欧，且电阻r1、电阻r3和电阻r5的误差均为1％。

3.根据权利要求1所述的一种用于超声波发射器追频的采样电路模块，其特征在于，变压器电压采样电路包括与变压器两个输出端连通的采样接线，采样接线上串联有用于分压的电阻、并联有用于分流的电阻，分压的电阻包括串联的r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、r15和r16，阻值均为18千欧，误差均为1％，分流的电阻包括并联的电阻r17、r18和r19，r17的阻值为1500欧，r18的阻值为390欧，r19的阻值为33欧，且r17、r18和r19误差均为1％。

4.根据权利要求1所述的一种用于超声波发射器追频的采样电路模块，其特征在于，单个采样电路反馈电路由两个opa2197idr运算放大器构成，两个opa2197idr运算放大器之间设置有电容。

技术总结
本技术涉及一种用于超声波发射器追频的采样电路模块，包括与全桥逆变电路连通的隔直电容，隔直电容经过电感和电容后连接变压器，变压器经过匹配电感后驱动换能器，变压器配合有变压器初级电流采样电路、变压器次级电路采样电路和变压器电压采样电路，变压器初级电流采样电路、变压器次级电路采样电路和变压器电压采样电路采样的电流和电压信息均经过采样电路反馈电路后反馈到主芯片MUC；能够实时的对变压器的电信号进行采样，通过计算即可反馈出实时的频率信息，根据计算出的频率信息去调整全桥逆变电路的脉冲频率，如此可以确保发生器的脉冲均处于工作区间内。

技术研发人员：李明
受保护的技术使用者：东莞市超声壹号智能科技有限公司
技术研发日：20221228
技术公布日：2024/1/12