淺談大功率超聲波清洗機的功放及阻抗匹配

因為超聲清洗機選用晶體管模仿放大器的OTL、OCL電路理論功率只要78%，實踐功率會更低，功耗大。同時，因為單個功率管輸出的功率受到限制，要輸出較大的功率就需要更多的功率管，所以體積比較大;而隔離珊雙極管IGBT，在開關(guān)剎那間功耗大，但時刻很短，在截止或?qū)〞r的功耗都很小，時刻較長，所以總功耗小，最高功率到達90%以上。

所以咱們超聲清洗機選用IGBT做為功率開關(guān)器件。IGBT的開關(guān)作用是經(jīng)過加正向柵極電壓構(gòu)成溝道，給PNP晶體管供給基極電流，使IGBT導(dǎo)通。反之，加反向門極電壓消除溝道，流過反向基極電流，使IGBT關(guān)閉。功放電路如圖4所示。

匹配電路盡管構(gòu)造簡略(一般只要一個匹配電感)，卻具有主要的作用。超聲清潔機的匹配除了要處理變阻疑問(即變換負(fù)載的阻值，使與發(fā)生器的最好負(fù)載值相等)外，還要處理調(diào)諧疑問，即用匹配電感的感抗抵消換能器的容抗使換能器呈純阻性。在實踐運用中換能器都呈容性，雖不消耗功率，但會分走一部分電壓，致使功率減小。處理的辦法是給換能器串聯(lián)一個匹配電感，使負(fù)載在作業(yè)頻率上表現(xiàn)為一純電阻R0，此刻發(fā)生器輸出電壓

U0(基波的有效值)悉數(shù)加在R上，得到的電功率為P=U2/R[3]。假如P不滿足實踐請求(或發(fā)生器發(fā)熱嚴(yán)峻等)則需要用變壓器來進行變阻以使換能器得到適宜的功率使超聲清洗機發(fā)生器安穩(wěn)的作業(yè)。

經(jīng)實驗，該超聲清洗機超聲發(fā)生器輸出為規(guī)范正弦波，作業(yè)頻率22~28kHz可調(diào)，輸出電流為7A擺布，功率到達1800W擺布。在長時刻大功率接連作業(yè)中安穩(wěn)牢靠，清潔作用大幅進步，各項技術(shù)指標(biāo)均到達了預(yù)期的設(shè)計方針。