超声键合变频式超声波发生器的设计

用于超声键合工艺的超声波发生器是引线键合封装设备的主要装置,其作用是驱动换能器并使其处于谐振工作状态,多工作频率点是未来换能器发展的一个重要方向.传统超声波发生器不具备多频段频率跟踪功能,该文构建了一种变频式超声波发生器,可动态适应不同特性的换能器,具有通用、应用面广等特性.变频式超声波发生器基于嵌入式系统,采用快捷准确的直接数字频率合成(DDS)及锁相环(PLL)反馈方案,实现自动查找换能器各谐振频率以及频率自动跟踪功能.实践证明,变频式超声波发生器可以驱动各种不同谐振频率的引线键合超声波换能器,并达到换能系统工作时的快速锁相、准确锁频要求.     

基于PWM大功率超声波电源的设计

本文详细介绍了为驱动磁滞伸缩换能器而设计的一种频率、功率可调式大功率超声波电源,该电源采用由IGBT构成的全桥式逆变主电路,实现了逆变降压和输出电压调控。控制电路以脉宽调制电路为核心,通过给定信号和反馈信号电压的比较,获得宽度可变的脉冲信号,调节电源的输出电压,并实现对电源的闭环控制。     

超声波焊接机频率跟踪控制的一种方法

用检相法测试出换能器输出电压和电流相位差的值和滞后/超前情况作为超声波焊接机工作频率调整信号,通过磁饱和原理和数字电位器改变线圈电场强度来改变其电感值(即改变电路工作频率)从而跟踪控制频率使电路回到谐振状态.本文讲述了频率控制原理,给出了实现电路和测试数据,证明了此方法是可行的.     

超声波电源新型频率功率自跟踪系统的研究

针对超声波生物处理设备工作过程中负载突变或元器件老化等因素引起的阻抗漂移而导致能量转换效率降低等问题,提出利用正交相关方法检测并计算负载阻抗参数,结合Fuzzy-PID控制算法对输出频率和功率进行调节,从而解决电路未工作于谐振状态而导致的效能损失.针对额定谐振频率约为32 kHz的超声波换能器进行实验,结果表明,上述方法能很好地实现电路频率自跟踪和功率调节.     

光点测试仪阴极脉冲电路设计

本文介绍了一种适合科学研究的精密光点测试系统,它采用脉冲方法刷新光点,并且刷新频率与电源频率保持同步;着重介绍阴极脉冲放大器为阴极提供一个脉冲、保证和帧同步在屏上产生一个光斑。阴极脉冲电路由脉冲发生器,延时电路,驱动输出电路及保护电路组成。     

一种换能器频率跟踪与振幅稳定方法的研究

针对超声波换能器工作过程中换能器的谐振频率漂移及其振幅不稳定问题,对一种同时实现振幅稳定和频率跟踪的方法进行了研究。通过正交相关法对换能器匹配网络的复阻抗幅值与相位进行分析。通过比例-积分-微分(PID)控制算法对超声波发生器输出电压的频率和幅值进行调节,从而实现换能器频率的跟踪和振幅稳定。对频率28kHz的换能器进行了实验,实验表明,正交相关法和PID控制算法的结合能实现换能器的谐振频率跟踪和振幅稳定。     

压电超声换能器阻抗特性分析与匹配设计

压电超声换能器在不同的工作频率下具有不同的输入阻抗,当驱动信号源输出阻抗与换能器输入阻抗失配时会产生能量损耗,导致无法满足换能器的功率要求,从而使其光谱衍射效率降低,影响光谱成像质量。为此对换能器阻抗频率特性的深入研究,设计了一种新型宽带阻抗匹配网络。通过ADS仿真及匹配电路的测试,最终在115~180 MHz超声波频率内可使换能器的光谱衍射效率最高达70%。     

多功能超声波清洗器的设计

介绍了一种基于PIC单片机控制的超声波清洗设备,给出了系统的控制电路、功率放大电路及单片机软件的设计方法,特别研究了换能器的频率跟踪技术及阻抗匹配电路的设计.系统可以实现自动频率跟踪、功率调节、定时等多功能控制,另有扫描、振荡两种工作方式可选择.实践证明:超声波清洗速度快、效果好,性能稳定,现产品已投入生产.     

基于STC单片机的超声波清洗机

针对目前工业清洗问题,设计了一款基于STC单片机超声波清洗机系统。该系统采用STC15F2系列的单片机为控制核心,加以功率调节、半桥逆变、PWM发生与控制等模块电路,利用了调谐匹配和阻抗匹配,使压电换能器输出最大功率。本超声波清洗机具有功率、频率可调、定时清洗的功能,以及清洗效率高、成本低、运行稳定的特点,达到节能环保的目的,应用前景广阔。     

基于锁相环技术的UHF频段宽带频率源设计

针对UHF频段的通信系统,研制了一种UHF频段的宽带频率源。采用锁相环频率合成的方法,通过对器件选型、参数设定、环路滤波器等关键部分详细分析的方式,完成了UHF频段频率源的设计。测试结果表明,该频率源的工作频率范围为300MHz-350MHz,步进频率为10kHz,杂散抑制优于45dBc,相位噪声优于50dBc/Hz@100kHz,输出功率大于-15dBm,各项指标满足实际工程应用要求。     

基于74HC4046新型频率跟踪电路的研究

频率跟踪是超声波电源的一个重要特性.讨论了超声波清洗机中自动频率跟踪的必要性,在介绍超声波清洗机的主电路原理、PLL锁相环原理的基础上,利用单片机检测超声电源负载的电流、电压的相位差,从而改变74HC4046的输出频率,完成了变步长频率跟踪软件设计.结果表明,该系统具有很好的频率跟踪性能.     

压电超声换能器的阻抗匹配分析

介绍了压电超声换能器在串、并联谐振时的等效电路,并对换能器工作在两种谐振频率时的实时跟踪和工作性能进行了详细分析,通过对换能器的外部LC串联匹配分析和相应的阻抗匹配变换,提出了压电超声换能器在并联谐振角频率附近,具有很好的功率自动调节性能。     

变频式超声波发生器的高速锁相研究

用于超声键合工艺的超声波发生器是引线键合封装设备的主要装置,其核心与关键是频率自动跟踪与锁相速度。文中构建了一种变频式超声波发生器,并对其中的高速锁相进行分析。通过换能器的电流反馈,采用基于嵌入式的数字式真有效值试探算法,超声波发生器锁相速度比传统速度提高数十倍,达到高速锁相的要求,满足了换能系统工作时的高速谐振需求。     

基于TL494的通用音频开关功率放大器设计

提出了一种基于TL494的音频开关功率放大器设计方法,这种放大器采用通用的PWM（脉宽调制）发生器芯片TL494,后级功率驱动采用独特的MOSFET互补方式,输出部分用2个电容器采用半桥式接法,可工作在24V-60V电压范围,具有电路简单、工作稳定、性能价格比高等特点,广泛用在频响要求低于10kHz的工业用报警器产品中,提高了产品的竞争力。     

匹配电路对压电陶瓷超声换能器振动性能的影响

研究了匹配电路对压电超声换能器共振频率及其振动特性的影响；分析了由匹配电路和换能器组成的能量传输系统的有效机电耦合系数与匹配电路参数之间的关系。理论与实验表明，由电感和电容组成的匹配电路，使换能器的共振频率发生了变化。通过合理选择匹配电路参数，可提高系统的机电耦合系数，增大声功率输出。     

基于差动电路的准连续半导体激光器驱动设计

为了提高大功率半导体激光器驱动系统输出的稳定性和可调性、改善输出光束的质量、延长使用寿命,利用差动放大电路原理,采用开路时间常数法对驱动电路的静态工作点和频响特性进行了理论分析和实验验证。结果表明,驱动电路在保证电流输出无过冲的前提下,可以实现峰值电流0A~60A、脉宽可调范围20μs至连续、重复频率500Hz~10kHz、最大功率130W的连续可调电流输出。该设计较传统方法提高了输出稳定性,拓宽了大功率电流输出时的脉宽和重频可调性,具有更优异的性能。     

基于TMS320LF2407的新型超声波电源的研究

以30kHz／3kw的超声波电源为研究对象,采用DSP芯片代替单片机,设计软、硬件。实现频率跟踪和功率调节控制,提高系统实时性。在此采用全桥逆变器作为超声振动系统的功率转换主电路,解决由于负载温度变化等原因产生谐振频率的漂移,保证系统的高效率。研究粗精复合的频率跟踪方案,采用扫频方法实现频率粗跟踪。采用硬件锁相环实现精跟踪。这两种方法的结合既保证在较宽的频率变化范围内实现频率自动跟踪,又保证跟踪的快速、准确。为适应负载变化的要求,采用软开关的PS-PWM控制方法,使系统的输出功率连续可调。