一种触摸控制的多频超声波电源的制作方法

本实用新型涉及机械设备领域，属于电源设备方面，尤其涉及一种触摸控制的多频超声波电源。

背景技术：

目前的超声波电源技术主要有自激式发生器和他激式发生器。自激式发生器利用换能器自身的电容与匹配电路组成谐振电路，每个换能器均需人工仔细调整匹配电路参数才能正常工作，工作频率范围较窄；随着电路的工作，器件的热效应一直在变动，这样就会导致频率和能量极其不稳定；能量大小的控制需要专门的控制模块，并且跟上位机无法连接。

他激式超声波电源根据其控制方式可分为锁相式和单片机控制的超声波电源。锁相式超声波电源采用专用的锁相环芯片，通过调整芯片的外围器件参数确定电源的工作频段，工作频率范围一般在1KHz左右。由于采用了锁相技术，频率相对稳定。但是随着外围电路电容电阻等元器件的热效应，工作一段时间后，工作状态会发生较大变化，并且，能量大小控制也需要独立的模块进行控制。由于上述发生器没有跟上位机交流的接口，如果需要显示电流值和频率值，都需要专门的电流计和频率计来测量和显示。目前的单片机控制的他激式超声波电源多采用51系列单片机，由于其数据处理能力有限，因而单片机多用来作为显示控制及一些简单的通断控制，其核心的频率扫描、跟踪等功能依然使用锁相环芯片来完成，其工作原理与锁相式他激电源相同。

上述几种目前常见的超声波电源，由于其电路工作频率都是依靠调整电阻、电容等元器件的参数来实现调节，工作频率范围一般不超过1KHz，无法实现多种频率换能器的驱动，如需使用多种频率的换能器，则需要电源生产厂家的专业人员对电源硬件参数重新进行调整，一般最终使用用户无法实现简单快速的调节，而电源参数一旦调整，则原来匹配的换能器则无法使用，这直接导致很多用户只能选择重新购买一台电源，这大大增加了超声波设备的使用成本，限制了超声波电源的使用推广。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的以上技术缺陷，提供了一种触摸控制的多频超声波电源，通过单片机来控制其他电路从而实现多种换能器的使用；同时，还能够通过判断采样电路接收到的电信号的峰值和波形，更加准确地判断谐振点从而实现最大能量的输出。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种触摸控制的多频超声波电源，包括输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5、匹配电路6和采样电路8；还包括单片机1，所述单片机1，分别与所述输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5和匹配电路6电连接，用来接收和发送电信号来控制上述各电路；所述输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5、匹配电路6依次串联；所述匹配电路6的输出端还连接有采样电路8和换能器7；所述采样电路8将采样信号反馈到所述单片机1。

优选地，所述输入电路2接收单片机1发送的电信号以控制超声波内部电源的开关，以控制交流电信号是否传输给整流滤波电路3。

优选地，所述整流滤波电路3在单片机1的控制下接收所述输入电路2发送的交流电信号，经整流滤波处理后转换为直流电信号发送给斩波电路4。

优选地，所述斩波电路4在单片机1的控制下接收整流滤波电路3发送的直流电信号，所述直流电信号经斩波电路4处理转换为可调电压的直流电信号，然后发送给逆变电路5。

优选地，所述逆变电路5在单片机1的控制下接收所述可调电压的直流电信号，将所述可调电压的直流电信号转换为多路交流电，输出给匹配电路6。

优选地，所述匹配电路6在单片机1的控制下接收逆变电路5发送的多路交流电信号，并在所述单片机1的控制下对所述多路交流电信号进行选择，以输出相应大小的电流与换能器7的工作频段相匹配。

优选地，所述单片机1接收所述采样电路8的反馈信号，通过分析、计算、比较所述采样电路8接收到的电信号的峰值和波形的方式判断得到谐振点，控制所述匹配电路6向所述换能器7实现最大能量的输出。

优选地，所述单片机1为DSP和MCU集于一体的超高速单片机。

优选地，所述斩波电路4为采用PWM控制方式的直流斩波电路。

一种包含权利要求1～9任一项所述的多频超声波电源，还包括外部电源9、触控显示屏10和显示控制板11；其中，所述显示器控制板11分别与单片机1和触控显示屏10电连接；所述外部电源9分别为触摸显示屏10、显示器控制板11和单片机1供电。

与现有技术相比，本实用新型触摸控制的多频超声波电源至少具有以下有益效果：

本实用新型通过单片机来控制其他电路，根据单片机接收或者输出的电信号，相应的电路对电信号进行处理后进行输出，从单片机根据接收的电信号判断换能器的频段，单片机根据换能器频段的不同控制其他各个电路，输出与换能器相匹配的电信号，从而实现匹配不同频段的换能器；还能够通过单片机判断采样电路接收到的反馈信号的峰值和波形，计算电流最大值对应的频率和对电流对应的波形进行分析，然后与标准波形进行对比，误差在一定范围内即可准确判断谐振点，这样更加准确地判断谐振点从而实现最大能量的输出。

附图说明

图1为本实用新型触摸控制的多频超声波电源的内部电路模块示意图；

图2为本实用新型触摸控制的多频超声波电源的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

图1为本实用新型触摸控制的多频超声波电源的内部电路模块示意图。如图1所示，本实用新型的触摸控制的多频超声波电源，包括单片机1、输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5、匹配电路6和采样电路8。其中：

所述单片机1控制输入电路2、整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5、和匹配电路6。单片机1为DSP和MCU集成于一体的超高速单片机，计算和控制集于一体。单片机1通过接收采样电路8的反馈信号判断换能器7的阻值从而判断换能器7的工作频段,然后输出不同的控制信号给相应的各电路，从而实现控制换能器7进行不同工作频段切换的目的。单片机1从采样电路8接收到反馈信号后，通过计算、分析从采样电路8接收到的所述反馈信号，并对接收到的电信号中电流的波形和峰值进行计算、分析和对比处理，控制输出频率，然后确定谐振点以输出最大频率电信号。避免了因谐振点判断不准、错判而导致换能器损坏的情况。

所述输入电路2受单片机1的控制，单片机1发送电信号给输入电路2，控制输入电路2的开闭，从而控制电信号是否传输到整流滤波电路3。

所述整流滤波电路3采用PWM控制方式的直流斩波电路，可以方便的控制输出能量的大小，不需要其他的附加功能电路进行能量控制；整流滤波电路3受单片机1的控制，并接收输入电路2输出的电信号；当单片机1控制输入电路2开启后，控制整流滤波电路3对从输入电路2接收到的电信号进行整理滤波处理，将交流电转换为直流电信号，然后输出。

所述斩波电路4受单片机1的控制，整流滤波电路3输出经整流滤波处理的电信号后，斩波电路4接收所述经整流滤波处理后的电信号，单片机1控制斩波电路4对接收的电信号进行处理，将整流滤波后的直流电信号转换为可调电压的直流电，然后输出给逆变电路5。这里，利用所述斩波电路4将所述直流电信号转换为可调电压的直流电的过程中，还有抑制谐波电流噪声的作用。

所述逆变电路5受单片机1的控制，逆变电路5接收斩波电路4输出的直流电信号，单片机1控制逆变电路5对所述接收的可调电压的直流电进行处理，将接收的直流电转换为多路交流电，然后输出给匹配电路6。

所述匹配电路6受单片机1的控制，匹配电路6接收逆变电路5输出的交流电；然后匹配电路6在单片机1的控制下，对接收到的交流电进行处理，根据换能器7进行相应的匹配，然后输出相应大小的电流给换能器7和采样电路8。

所述采样电路8接收匹配电路6输出给换能器7的电信号，采集电流输出给单片机1。单片机1通过计算分析得出电流的信息，根据换能器7的工作频段和电流的信息然后控制整流滤波电路3、斩波电路4、逆变电路5和匹配电路6进行要相应的处理与变换，然后输出相应的电信号给换能器7。

匹配电路6输出电信号给换能器7，同时采样电路8接收匹配电路6输出给换能器7的电信号，然后单片机1接收采样电路8的反馈信号，单片机1对所接收的反馈信号进行分析、计算等处理，并对波形与标准波形进行对比分析，误差在一定范围内即可准确判断谐振点。避免了因谐振点判断不准、错判而导致换能器损坏的情况。

如图2所示为本实用新型的的整体结构示意图。如图2所示该多频超声波电源，包括外部电源9、触摸显示屏10、显示器控制板11和单片机1。其中：

所示外部电源9用来给触摸显示屏10、显示器控制板11和单片机1提供电源。

所述触摸显示屏10用来显示和设置参数，通过触摸显示屏10设置参数，其中换能器的频段可以设置多个，然后电信号输出给显示器控制板11，显示器控制板11进行相应的工作，输出电信号给触摸显示屏10显示；输出电信号给单片机1进行相应的电信号处理然后输出给换能器7，单片机1控制的电信号输出给显示器控制板11，然后显示器控制板11把相应的电信号输出给触摸显示器10，触摸显示器10显示出电信号的参数。

不同频段的换能器7对应不同频段的电信号，单片机1通过判断换能器7的频段输出电信号给显示器控制器11，然后显示器控制器11输出电信号给触摸显示屏10显示出换能器7的频段，然后根据换能器7的频段调整本实用新型的频段，调整后与换能器7的频段相对应。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。