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超聲波塑焊機所用發(fā)生器，除順序電路、過(guò)載保護電路等輔助電路外，主要是將大功率輸出通過(guò)匹配送到換能器進(jìn)行塑料焊接。用較小的匹配器和四只大功率管組成的功率源，完全可以達到較高的轉換功率。在2000w大功率超聲波發(fā)生器研制中我們主要考慮兩個(gè)內容，一是大功率放大器的形式，而是輸出匹配。
1.大功率放大器
在900w超聲波發(fā)生器中是采用四只大功率管組成的全橋功放電路。如果要提高一倍功率，一般只能提高大功率管的指標或升高工作電壓等方法來(lái)解決，但這二種方法都存在著(zhù)不同的確定，特別是大功率管的選擇，提高反向耐壓，增大電流，或并聯(lián)使用等都會(huì )影響功率放大電路的性能和轉換效率。在2000w大功率研制中是采用二組全橋功放電路通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò )將功率合成起來(lái)的方法，這樣對每一組全橋功放三極管的要求仍是原900w指標，是一個(gè)獨立的放大電路。
2.輸出匹配
通常是說(shuō)的匹配有兩個(gè)意思，一是指通過(guò)匹配使功率放大電路能發(fā)揮的效率，其二是通過(guò)匹配使功率電路向超聲波換能器輸出額定的電功率，但是要達到較理想的匹配，首先要確定是什么特性的負載，如果是一種基本不變的特性負載，就比較容易做到理想的匹配。如果負載是一種在工作過(guò)程中主要參數會(huì )變化的（主要是指阻抗變化），情況就完全不同了，特別是換能器用在塑料焊接設備中的工作狀態(tài)，變化非常強烈，尤其阻抗變化更為明顯，所以對輸出匹配的設計就帶了一定的困難。我們在2000w發(fā)生器研制中，首先分解換能器在焊接過(guò)程中的基本狀態(tài)，一般分為三個(gè)階段：1）換能器焊接端面為空氣負載時(shí)的特性；2）換能器焊接端面接觸焊件時(shí)（含有部分空氣）的特性；3）換能器焊頭端面通過(guò)一定壓力緊貼焊件時(shí)的特性。這三種狀態(tài)在小信號條件下進(jìn)行測試，其中阻抗變化就可從十幾到幾百。針對這一特性在大功率條件下也反復上述三種狀態(tài)，并通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò )反饋到功率放大電路，此時(shí)電功率也隨著(zhù)變化，即換能器焊頭端面為空氣負載時(shí)，供方輸出不超過(guò)輸出功率的10%，隨著(zhù)焊頭端面從空氣必維與焊件接觸時(shí)，輸出功率也就變大，又將焊頭加上一定壓力與焊件緊貼時(shí)，輸出功率就隨壓力增加而增大已達到2000w輸出功率。因此，該發(fā)生器與換能器結合后的特性已具備輸出功率自動(dòng)調節的功率。
