超聲波發(fā)生器的發(fā)展

超聲波發(fā)生器（或稱(chēng)功率源）是一種用于產(chǎn)生并向超聲波換能器提供超聲波能量使之工作于諧振頻率的裝置，根據其激勵方式可分為兩種：一種是他激式，一種是自激式。他激式超聲波發(fā)生器主要包括兩個(gè)部分：前級是信號發(fā)生器，后級是功率放大器，一般通過(guò)輸出變壓器耦合，將超聲波能量加到超聲波換能器上。自激式超聲波發(fā)生器則將信號發(fā)生器、功率放大器、輸出變壓器及超聲波換能器連成一個(gè)整體，構成一個(gè)閉環(huán)回路，使整個(gè)超聲波發(fā)生器通過(guò)幅度、相位反饋，產(chǎn)生足夠的功率，使超聲波換能器自動(dòng)保持諧振在機械共振頻率上。

隨著(zhù)科技的日新月異，電力電子器件的發(fā)展非常迅速，迄今為止，已經(jīng)發(fā)展出很多不同原理、不同特性的電力電子器件。一件器件決定一代電力電子技術(shù)，超聲波發(fā)生器的發(fā)展同樣離不開(kāi)電力電子器件的發(fā)展，并在一定程度上是隨著(zhù)其發(fā)展而發(fā)展的。依據超聲波發(fā)生器末級功放管所采用的器件類(lèi)型，可看出其發(fā)展所經(jīng)歷的幾個(gè)階段：

1.早期的產(chǎn)品是采用電子管，然后發(fā)展到可控硅逆變式超聲波發(fā)生器，它們缺點(diǎn)很多，都已經(jīng)被淘汰。

2.晶體管式超聲波發(fā)生器。各種OCL及OTL功放級電路均適用于超聲波發(fā)生器，其線(xiàn)路成熟，成本較低，但體積大，質(zhì)量重，很難調整到超聲波換能器頻率諧振點(diǎn)上，輸出功率受功率管限制，不能達到理想的效果。不易于采用現代的數字方式來(lái)處理，僅僅在小功率（200W以下）應用。

3.功率模塊超聲波發(fā)生器。通過(guò)調節開(kāi)關(guān)管的占空比來(lái)控制輸出的功率，具有功耗低，效率高，體積小，重量輕，可靠性好，易于采用數字方式控制。根據功率模塊所采用的開(kāi)關(guān)管類(lèi)型主要有以下兩種：

a.使用功率MOS管作為開(kāi)關(guān)器件，根據其自身開(kāi)關(guān)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)關(guān)頻率高（100KHZ-1MHZ），抗擊穿特性好（沒(méi)有雪崩效應），驅動(dòng)電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是導通電阻大，受電流容量的限制，沒(méi)有做到滿(mǎn)功率輸出，輸出功率也就不盡人意，應用行業(yè)面不寬。

b.使用IGBT作為開(kāi)關(guān)器件，它應用于開(kāi)關(guān)頻率在20-50khz，功率較大（1500w以上）的超聲波發(fā)生器中。

下表為超聲波發(fā)生器主要性能特點(diǎn)