超声波电源的设计

集美大学

毕业设计论文

毕业设计题目超声波电源的设计

专业机械设计制造及其自动化班级机制0614 姓名陈曦曦学号2004710175

指导教师胡玉生职称副教授

机械工程学院2010年6月2日

超声波电源的设计

[摘要]几十年来，超声加工技术的发展迅速，在型孔和型腔的加工、切割加工、超声波清洗、超声复合加工、超声波焊接领域均有较广泛的研究和应用，解决了许多关键性的工艺问题，取得了良好的效果。本文首先介绍了国内外在超声波电源方面的发展状况，然后详细分析了超声波设备的组成、关键技术以及设计难点，并以一种200w超声加工电路为方案设计、制作了超声波发生器，应用于超声加工。通过对模拟与数字超声电源基本电路的介绍，了解超声波电源的频率跟踪、功率控制、稳速、过电压、过电流以及阻抗匹配等关键技术。接着对所设计电路的各部位电路进行分析和设计。在此基础上，详细介绍了整流电路、滤波电路、半桥逆变电路、超声波发生器与换能器的匹配设计以及用Protel 软件设计PCB图，然后进行电路板的制作和试验。最后对所设计的电路的特点进行归纳与总结。

[关键词]:：超声波发生器；超声波换能器；频率跟踪；阻抗匹配；半桥逆变电路

The Design Of Ultrasonic Power

Abstract The development of ultrasonic machining technology is rapid for decades. Type holes and cavity machining, cutting, ultrasonic cleaning, ultrasonic processing, and ultrasonic welding have a wider field of research and application, solves many key technology issues , achieved good results

This paper introduces the domestic and international aspects in the development of ultrasonic power first. Then a detailed analysis of the composition of ultrasonic equipmentKey technologies and design difficultiesAnd design a 200wultrasonic generator which is used in ultrasonic machining .Through the power of analog and digital ultrasound description of the basic circuit, Learn about the frequency of ultrasonic power tracks, power control, steady speed, overvoltage, overcurrent and impedance matching key technologies.Then designed circuits to all parts of the circuit analysis and design. On this basis ,Details of the rectifier circuit, filter circuit, push-pull inverter circuit, impedance ,Ultrasonic generator and the matching design of transducerand PCB design using Protel software , and then proceed to circuit board production

and testing.

Finally, the design characteristics of thecircuit of induction have summed up and summarized.

Key words:ultrasonic generator;ultrasonic transducer;frequency tracking;Impedance matching;half-bridge inverter circuit

目录

摘要I

AbstractII

引言1

1 超声加工技术5

1.1 超声波加工的原理5

1.2 超声波加工的特点5

1.3 超声波加工的应用6

2 模拟与数字超声电源的基本电路8

2.1 模拟电路超声波发生器8

2.1.1 超声波振荡器8

2.1.2 超声波放大器8

2.2 数字超声波发生器8

2.3 频率跟踪11

2.4 功率控制13

2.4.1 输出功率控制系统13

2.4.2 功率控制系统中UC3875 的应用14 2.5 保护电路15

2.5.1 稳速电路15

2.5.2 过电压、过电流保护电路16

2.5.3 缓冲电路18

3 50W超声波发生器的电路设计18

3.1 总体方案设计18

3.2 整流、滤波电路的设计19

3.3 半桥逆变电路设计22

3.4 磁环变压器23

3.5 超声波发生器与换能器的匹配设计23 3.5.1 阻抗匹配25

3.5.2 调谐匹配26

3.5.3 关于匹配电感的设计27

3.6 系统电路原理图29

3.6.1 电路的工作原理29

3.6.2 各个元器件的作用30

3.6.3 元器件的选取31

4.1 印刷电路板设计34