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对200～2000W系列超声清洗机电源的研究

作者：徐强

来源：《中国市场》2012年第45期

[摘 要]本文介绍一种使用MOSFET为变换元件，压电陶瓷为换能器的超声清洗机。其变换效率高、空化强度大，并有频率自动控电路，使电路工作频率保持最佳。这不仅使机器输出稳定，而且功率管工作在零电压和零电流开关状态，提高了可靠性。 [关键词]MOSFET；换能器；频率

[中图分类号]TB55 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2012）45-0031-03 1 前 言

超声波在工业和医疗等领域有广泛用途。其产生方式也有多种。目前，性能较好，使用又方便的一种当属压电瓷材料为换能器的超声源。这种原理早在电子管时代已有使用。如今，电力电子技术和元件飞速发展使电路性能有了极大提高。致使超声清洗机的应用也更为普遍。使用了超声清洗，取代了传统的费力、能耗高、污染严重的清洗方法。同时也改善了工人的劳动条件。实为其他清洗方法所不能比拟。 2 换能器应用概术

换能器就是把超声频率的电能转换成声能的器件。这种转换过程虽有复杂的机理，但对于制作超声源来说，主要关心其外特性。换能器的等效电路是一个R、L、C串联电路，再并以极板电容。在工作频率比其自谐振频率低时，整个器件呈容性。我们使用的换能器，自谐振频率在25kHz左右，而工作频率约20kHz。故能达到上述要求。欲使换能器输出足够的声功率就得在极板上加以足够大的声频电压（近2kV）。而极板电容又很大（约5000PF），这就得靠谐振电路来实现。产生20kHz频率的功率源自然是熟知的逆变电路。为了和换能器匹配，使用了降压变压器。

最后，换能器在工作时的谐振频率，是随负载情况和温度变化的。所以，我们研制了频率控制电路。使电路始终工作在谐振状态。 3 电路原理 3.1 主电路

主电路采用220V交流直接整流、滤波供全桥逆变器。经变压器至谐振电感和换能器如图1。现将各主要部分的工作原理说明如下：