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超声波发生器与超声波换能器如何匹配设计

发布时间：

2022-08-16

超声波技术在工业领域有着广泛的应用，超声波振荡电路越来越先进、可靠、智能化。超声波发生器具有自动频率跟踪功能，能自动适应超声波模具的频率，无需调频，作为其核心部件的超声波发生器超声波电源技术也发展了几代，从开始的电子管振荡电路——半导体电子振荡器——到当今智能型数字电路超声波发生器，长时间工作频率也不会偏移，那么，下面一起了解下超声波发生器与超声波换能器如何匹配设计吧。

超声波发生器与超声波换能器的匹配设计有两个方面：

一种是通过匹配使发电机向超声换能器输出额定功率。这是因为发电机为了输出额定电力需要值负载，将换能器的阻抗转换为负载是阻抗的转换作用;

二是通过匹配使发生器的输出效率达到高。因此输出功率得不到期望的较大输出，发生器的输出效率下降。因此，在超声波发生器的输出端子上并联或串联连接相反的电阻，使发生器的负载为纯电阻。这是因为超声波换能器有静电电阻，工作频率下的输出电压和电流有一定的相位差，即同步作用。由此可见，超声波发生器匹配的质量直接影响功率超声源的产生和效率。

输出变压器是超声波发生器阻抗匹配、传输功率的关键部件，而且漏感也是形成输出电压峰值的主要原因。因此，在设计过程中，其设计和缠绕过程对发生器的工作安全非常重要。它不仅会因漏感、励磁电流等因素影响电路的工作，选择具有高磁通密度乙、高导磁率、高电阻率乙、低矫顽性乙的高饱和材料作为铁心。

一般来说，在防止高频变压器的过渡饱和时，请注意以下事项。

1、保证初级电感足够大。

一般地，变压器的初级阻抗需要满足以下关系：WL115R。在此，一次电感量过小时励磁电流变大，励磁电流过大时变压器的损失增加，当根据二次负载计算一次边缘的等效电阻值时，WL1为一次电感电阻，温度上升增加，Bs下降而变压器饱和的可能性增加

2、考虑“表皮效应”的影响。

超声波发生器高频动作时，变压器温度上升，从而增加变压器进入饱和的危险性，导线中的电流会产生皮肤的收集效果。这相当于导线的有效截面积减少，导线电阻增加，导线压降增大，建议采用小直径多根导线绕组。

3、工作磁通密度b的选择。

超声波发生器铁芯材料的磁感应增量，b越大，需要的线圈匝数越少，直流电阻r也越小，线圈的铜损Pm也越小，B升高时，被传输的脉冲前的田埂变得陡峭。因此，在设计变压器时，选择磁通密度高的材料作为铁心，有利于减少变压器的损耗、体积和重量，为了避免稳定时或过渡时的饱和，通常优选选择磁通密度的较大值和磁通密度BBs/3。

以上介绍的就是超声波发生器与超声波换能器如何匹配设计，如需了解更多，可随时联系我们。