超聲波發(fā)生器優(yōu)點(diǎn)和解決方案

超聲波發(fā)生器，是一種將市電轉(zhuǎn)換為換能器相應(yīng)的高頻交流電以驅(qū)動(dòng)換能器進(jìn)行工作的設(shè)備，是大功率超聲波系統(tǒng)的一重要構(gòu)成部分，也可將其稱(chēng)為電子箱、超聲波驅(qū)動(dòng)電源、超聲波控制器。

優(yōu)點(diǎn)

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(hù)不同要求，實(shí)時(shí)調(diào)整各種參數(shù):如功率、振幅、運(yùn)行時(shí)間等。
頻率微調(diào):調(diào)整頻率使超聲波換能器始終工作在狀態(tài)下，效率達(dá)到大，調(diào)整范圍2%。
自動(dòng)跟頻:設(shè)備一旦完成初始設(shè)置后，就可以連續(xù)作業(yè)而無(wú)需對(duì)發(fā)生器進(jìn)行調(diào)節(jié)。
振幅控制:換能器工作過(guò)程中負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，能自動(dòng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)特性，確保工具頭得到穩(wěn)定的振幅。
系統(tǒng)保護(hù):系統(tǒng)在不適宜的操作環(huán)境下工作時(shí)，發(fā)生器將停止工作并報(bào)警顯示，保護(hù)設(shè)備不受損壞。
振幅調(diào)整:振幅可在工作過(guò)程中瞬間增加或減少，振幅的設(shè)置范圍:0%~100%。
自動(dòng)搜頻:可以自動(dòng)測(cè)定工具頭的工作頻率并儲(chǔ)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(shí)驗(yàn)可以說(shuō)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(lái)說(shuō)，對(duì)小功率管(<10W)，f≥0.1fT，對(duì)于大功率管(>10W) f ≥0.01fT時(shí)才需考慮飽和壓降的影響。

因?yàn)檫@時(shí)飽和壓降隨頻率急劇增大，在大功率時(shí)由于電流的增加飽和壓降也大大上升，因此D類(lèi)放大器的效率在這些頻率和電流下將急劇下降。

(2)開(kāi)關(guān)過(guò)程引起的過(guò)渡損耗。

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

如果晶體管存儲(chǔ)時(shí)間大于接通延遲時(shí)間，兩個(gè)晶體管將同時(shí)處于閉態(tài)。大的瞬間集電極電流將通過(guò)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?yàn)樵诟叩募簧潆妷合拢^(guò)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(shí)間，限止兩個(gè)晶體管都處于"閉態(tài)"的時(shí)間間隔來(lái)減弱。

ib的負(fù)脈沖愈大，持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，ts愈長(zhǎng)，td主要取決于集電極電荷的存儲(chǔ)。隨著工作頻率的上升，晶體管的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)愈顯著，嚴(yán)重時(shí)可使兩管同時(shí)導(dǎo)通，出現(xiàn)危險(xiǎn)的雪崩，使晶體管損壞。集電極電荷存儲(chǔ)時(shí)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(lì)信號(hào)的加大而增大。因此選擇開(kāi)關(guān)特性好，ft高且功率滿(mǎn)足要求的晶體管，設(shè)計(jì)激勵(lì)，對(duì)于提高D類(lèi)功率放大器的效率是完全必要的。