[发明专利]一种超声设备的自动匹配网络的匹配方法

说明书

本发明公开了一种超声设备的自动匹配网络的匹配方法，超声设备包括整流滤波模块、逆变模块和换能模块，自动匹配网络包括处理器模块，处理器模块的输入端接有用于检测换能模块电压参数的电压互感器和用于检测换能模块电流参数的电流互感器，处理器模块的输出端接有数字电感模块，数字电感模块串联连接在逆变模块和换能模块之间，逆变模块和换能模块之间并联连接有匹配电容，逆变模块与处理器模块的输出端连接；数字电感模块能够通过处理器模块控制，切换选择输出不同的电感值。本发明能够有效应用在超声设备中，提高匹配网络的智能性、针对性、专业性和高效性，使超声设备中的换能模块处在最佳工作状态，提高换能效率，效果显著，便于推广。

技术领域

本发明属于超声波电源技术领域，具体涉及一种超声设备的自动匹配网络的匹配方法。

背景技术

在大功率超声设备中，匹配网络占有相当重要的地位，其功能主要是变阻和调谐。一方面，通过变阻匹配使超声电源具有最佳负载电阻，便于超声电源向换能器输出额定的电功率；另一方面，通过调谐匹配使换能器与负载组成的等效电路呈纯阻性，这样超声电源输出功率最大，振动系统输出效率最高，而且超声电源在谐振状态下的工作效率是最佳的，发热量也最小，换能器涡漏的概率最低。

现有技术中，超声设备匹配网络的电路参数固定，所对应的换能器参数单一，还停留在依靠人工调节阶段，操作复杂，不便于更换，具体包括以下不足：

(1)由于超声设备固有谐振频率的存在，导致必须有特定的匹配网络与其相适应，当超声设备谐振频率在某一固定频段，外部谐振匹配网络无需更换；当超声设备的谐振频率发生较大范围变化时，原有的匹配网络不再适应。

(2)在更换换能器时，需要根据换能器谐振频率以及换能器的等效参数，由人工重新计算匹配网络的参数，操作复杂，计算量与计算误差都相对较大，整个匹配过程受人工因素制约，导致匹配时间长，匹配精度低，影响工作效率。

(3)更换匹配网络(硬件电路)必须根据计算的匹配网络参数重新选取元件，并进行硬件电路连接。但目前的超声电源是将匹配网络与主电路制作成一体的，很难对匹配网络进行单独更换，导致人力、财力、物力的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超声设备的自动匹配网络，其结构简单，设计合理，实现方便，结合匹配方法，能够有效应用在超声设备中，提高匹配网络的智能性、针对性、专业性和高效性，使超声设备中的换能模块处在最佳工作状态，换能效率高，功耗低，延长使用寿命，效果显著，便于推广。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超声设备的自动匹配网络，所述超声设备包括整流滤波模块、逆变模块和换能模块，所述自动匹配网络包括处理器模块，所述处理器模块的输入端接有用于检测换能模块电压参数的电压互感器和用于检测换能模块电流参数的电流互感器，所述处理器模块的输出端接有数字电感模块，所述数字电感模块串联连接在逆变模块和换能模块之间，所述逆变模块和换能模块之间并联连接有匹配电容，所述逆变模块与处理器模块的输出端连接；所述数字电感模块能够通过所述处理器模块控制，切换选择输出不同的电感值。

上述的一种超声设备的自动匹配网络，所述数字电感模块包括串联连接的多个电感单元，每个所述电感单元包括并联连接的电感和数字开关。

上述的一种超声设备的自动匹配网络，通过所述数字开关的切换选择，所述数字电感模块输出的电感值范围为0.001μH～16.383μH，且能够以0.001μH为步进变化。

上述的一种超声设备的自动匹配网络，所述匹配电容的值为10nF。

本发明还公开了一种超声设备的自动匹配网络的匹配方法，采用上述的自动匹配网络，该方法包括以下步骤：

步骤一、设置所述处理器模块的扫频范围；

步骤二、所述处理器模块在扫频范围内，以1Hz递增，输出方波，控制逆变模块的输出电压频率；