浅析超声波电源的种类及工作原理

什么是超声波电源

超声波电源通常称为超声波发生源，超声波发生器。它的作用是把电能转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。从放大电路形式，可以采用线性放大电路和开关电源电路，大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。线性电源也有它特有的应用范围，它的优点是可以不严格要求电路匹配，允许工作频率连续快速变化。

超声波电源的工作原理

超声波电源又叫超声波发生器，是一种用于产生并向超声换能器提供超声能量的装置。其目的是把我们的市电（220V 或 380V，50Hz 或 60Hz）转换成可以与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号。

超声波筛分系统由超声波振动筛电源、连接电缆、换能器、共振器组成。超声波振动筛电源产生的高频电通过换能器转换成高频正弦形式的纵向振荡波，这些振荡波传到共振器上使共振器产生共振，然后由共振器将振动均匀传输至筛面。筛网上的物料在做低频三次元振动的同时，叠加上超声波振动，既可防止网孔堵塞，又可提高筛分产量和精度。

超声波电源分类

超声波电源按设计分自激方式电源和他激方式电源。

自激电路没有信号源，是把振荡、功放、输出变压器及换能器集为一体，形成一闭环回路，回路在满足幅度、相位反馈条件，组成一个有功率放大的振荡器。并谐振于换能器的机械共振频率上。一般应用于超声波换能器数量少的小型设备；但是对于超声波换能器数量多的情况下，无法调试达到共振效果。所以工业用超声波洗净设备的超声波电源大都采用他激方式。

他激式电源结构上主要包括两部分，前级是振荡器，后级是放大器。一般通过输出变压器耦合，把超声能量加到换能器上。他激方式的电路由两部分组成，既信号源部分和信号放大部分。

信号源部分采用 CPU 为核心的信号发生和控制部分，一般都采用 12-15V 电压驱动，产生方波信号供给信号放大电路；超声波电源的定时控制、调节等外加功能都可以通过控制信号源的信号输出方式完成，采用低电压控制，安全可靠性会肯定高。

信号放大部分是将信号源产生的信号放大后输出给超声波换能器。不同电路的超声波电源，其输出电路、电压的不同是导致传播效率高低的重要原因。输出电压低，发生器消耗电能自然就大，同时振子还容易发热，产生的感应电场强。适当的调整电路，增大输出给超声波换能器的电压可能会取得很好的效果。

此外，如果按末级功放管所采用的器件类型分，又可分四种：电子管式超声波电源；可控硅逆变式超声波电源；晶体管式超声波电源及功率模块超声波电源。电子管式与可控硅逆变式基本已淘汰，当前广泛使用的是晶体管式电源。