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摘要:超聲波技術(shù)發(fā)展至今，其技術(shù)日新月異，應(yīng)用日益廣泛，并且取得了良好的社會(huì)效益和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但是作為一門綜合性非常強(qiáng)的交叉學(xué)科來(lái)說(shuō)，超聲波學(xué)的研究與應(yīng)用起步都比較晚，技術(shù)狀況已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足我國(guó)在多領(lǐng)域的需求，而其廣闊的市場(chǎng)前景促使我們加大研究的力度。 本文首先介紹了超聲波技術(shù)的原理和發(fā)展趨勢(shì)，然后詳細(xì)的分析了超聲波設(shè)備的組成、關(guān)鍵技術(shù)以及設(shè)計(jì)難點(diǎn)。主電路使用IGBT作為開(kāi)關(guān)管，構(gòu)成全橋逆變電路。通過(guò)分析超聲波換能器的阻抗特性，比較換能器工作在串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率的優(yōu)劣，介紹了幾種匹配方式的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了匹配電路。 控制電路中采用了鎖相方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)超聲負(fù)載的自動(dòng)頻率跟蹤，并且功能完善，配備了軟啟動(dòng)、死區(qū)調(diào)節(jié)、限流、過(guò)流、驅(qū)動(dòng)自保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)，有力的保障了系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作的穩(wěn)定性和可靠性。 最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)，證明了設(shè)計(jì)的方案可靠，適應(yīng)性強(qiáng)。不僅具有頻率自適應(yīng)功能，而且能夠功率自適應(yīng)，具有良好的推廣應(yīng)用意義。 關(guān)鍵詞：超聲波發(fā)生器；阻抗特性；匹配電路；鎖相環(huán)
目 錄 第1章 緒 論-1 1.1 超聲波技術(shù)的原理與應(yīng)用-1 1.1.1 超聲波焊接機(jī)的原理及優(yōu)點(diǎn)-1 1.1.2 超聲波焊接機(jī)的應(yīng)用-2 1.2 超聲技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì)-2 1.2.1 超聲波發(fā)生器的發(fā)展-3 1.2.2 超聲波技術(shù)控制方案的現(xiàn)狀-3 1.2.3 超聲波發(fā)生器的趨勢(shì)-4 1.3 論文的選題意義及工作任務(wù)-5 1.3.1 選題的背景意義-5 1.3.2 課題研究?jī)?nèi)容-5 1.4 本章小結(jié)-5 第2章 超聲波換能器特性及匹配電路分析-7 2.1 換能器阻抗特性理論分析-7 2.2 阻抗匹配-9 2.3 本章小節(jié)-11 第3章 控制方案設(shè)計(jì)-13 3.1 頻率跟蹤方式-13 3.2 方案設(shè)計(jì)-14 3.2.1 鎖相控制原理-14 3.2.2 鎖相控制電路-17 3.3 本章小結(jié)-21 第4章 主電路及相關(guān)電路的設(shè)計(jì)與分析-23 4.1 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-23 4.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)-27 4.2.1 單電源驅(qū)動(dòng)電路-27 4.2.2 自保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路-29 4.3 采樣電路設(shè)計(jì)-29 4.3.1 電流采樣-29 4.3.2 電壓采樣-30 4.4 啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)-30 4.5 保護(hù)電路設(shè)計(jì)-32 4.5.1 過(guò)流保護(hù)-32 4.5.2 過(guò)熱保護(hù)-33 4.6 本章小節(jié)-33 第5章 結(jié)論與展望-35 5.1 結(jié) 論-35 5.2 不足之處及未來(lái)展望-35 參考文獻(xiàn)-36 致 謝-37 |
