超聲波發(fā)生器優(yōu)點和解決方案

超聲波發(fā)生器，是一種將市電轉換為換能器相應的高頻交流電以驅動換能器進行工作的設備，是大功率超聲波系統(tǒng)的一重要構成部分，也可將其稱為電子箱、超聲波驅動電源、超聲波控制器。

優(yōu)點

超聲波發(fā)生器能監(jiān)控大功率超聲波系統(tǒng)的工作頻率、功率。

能夠根據(jù)用戶不同要求，實時調整各種參數(shù):如功率、振幅、運行時間等。
頻率微調:調整頻率使超聲波換能器始終工作在狀態(tài)下，效率達到大，調整范圍2%。
自動跟頻:設備一旦完成初始設置后，就可以連續(xù)作業(yè)而無需對發(fā)生器進行調節(jié)。
振幅控制:換能器工作過程中負載發(fā)生變化時，能自動調整驅動特性，確保工具頭得到穩(wěn)定的振幅。
系統(tǒng)保護:系統(tǒng)在不適宜的操作環(huán)境下工作時，發(fā)生器將停止工作并報警顯示，保護設備不受損壞。
振幅調整:振幅可在工作過程中瞬間增加或減少，振幅的設置范圍:0%~100%。
自動搜頻:可以自動測定工具頭的工作頻率并儲存。
(1)閉態(tài)飽和損耗

由(1.101)式可知.晶體管飽和壓降愈大則效率越低。理論和實驗可以說明，隨著頻率的升高和功率加大，飽和壓降將迅速增大，為了減小飽和損耗，必須選用fT高的晶體管。一般來說，對小功率管(<10W)，f≥0.1fT，對于大功率管(>10W) f ≥0.01fT時才需考慮飽和壓降的影響。

因為這時飽和壓降隨頻率急劇增大，在大功率時由于電流的增加飽和壓降也大大上升，因此D類放大器的效率在這些頻率和電流下將急劇下降。

(2)開關過程引起的過渡損耗。

過渡損耗是由過渡瞬變過程的時間來確定，它取決于晶體管電流或電壓的上升和下降時間及基極和集電極的電荷存儲效應。在晶體管電流或電壓上升和下降時間內，晶體管處于有源狀態(tài)，要消耗一定功率。此外接通延遲時間td(由晶體管基極電容和其他電路電容的充電時間決定)和晶體管開關從飽和進入有源狀態(tài)時，從基區(qū)和集電極抽出過量電荷的存儲時間ts也要增大過渡損耗。延遲時間td和存儲時間ts，不僅延長晶體管的開關過渡過程，而且要產(chǎn)生電流和電壓瞬變，會使晶體管由于二次擊穿或雪崩效應而損壞。

如果晶體管存儲時間大于接通延遲時間，兩個晶體管將同時處于閉態(tài)。大的瞬間集電極電流將通過低阻通路從集電極電源到地。不僅要降低放大器的效率，而且要使器件的可靠性降低，因為在高的集一射電壓下，過大的集電極電流要使器件由于二次擊穿而損壞。這種瞬態(tài)的集電極電流尖峰可以用附加基一射間的電容，增大器件接通延遲時間，限止兩個晶體管都處于"閉態(tài)"的時間間隔來減弱。

ib的負脈沖愈大，持續(xù)時間愈長，ts愈長，td主要取決于集電極電荷的存儲。隨著工作頻率的上升，晶體管的電荷存儲效應愈顯著，嚴重時可使兩管同時導通，出現(xiàn)危險的雪崩，使晶體管損壞。集電極電荷存儲時間是隨著集電極電流的增加而增大，集電極電流又隨基極電流增加而增大，基極電流又隨激勵信號的加大而增大。因此選擇開關特性好，ft高且功率滿足要求的晶體管，設計激勵，對于提高D類功率放大器的效率是完全必要的。