一种基于电磁兼容技术的超声波控制器的制作方法

1.本发明涉及超声波控制器技术领域，具体涉及一种基于电磁兼容技术的超声波控制器。


背景技术：

2.超声波控制器又称超声波驱动电源、电子箱和超声波控制器，它是一种将市电转换为换能器相应的高频交流电以驱动换能器进行工作的设备，emc技术又称电磁电容技术，包括harmonic谐波电流、flicker电压波动和闪烁、ce骚扰电压、dp骚扰功率、tdv断续骚扰、esd静电、eft群脉冲、surge朗诵、cs注入电流和dip电压跌落测试项目，现有超声波控制器，控制原理简单，通过控制器配合振子频率定向控制，产生振动效果，而且没有追频、跟踪扫描技术；频率和功率控制不稳定，且过实验室认证、emc认证难，认证复杂。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，解决了现有技术中一种基于电磁兼容技术的超声波控制器没有追频、跟踪扫描技术，频率和功率控制不稳定的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，其特征在于：包括：
6.电源模块，电源模块包括芯片工作电源和超声波工作电源；
7.功率恒定检测模块，用于检测输出功率；
8.主控芯片，用于输出触发频率和调整频率；
9.驱动芯片及器件，用于产生振荡源；
10.频率追踪修正过流保护检测模块，用于检测振荡源的频率，并传回信号给主控芯片调整，使电感和容性负载的串联谐振保持在最佳频率点；
11.电感和容性负载，用于产生串联谐振；
12.主控芯片输出触发频率，电源模块驱动功率恒定检测模块进对输出功率进行检测，并传回信号给主控芯片，主控芯片调整输出功率使其在额定功率内，触发频率经过驱动芯片及器件产生振荡源，电感和容性负载依靠振荡源产生串联谐振，频率追踪修正过流保护检测模块对产生的振荡源不间断的检测并将信号传送至主控芯片，主控芯片对振荡源的频率进行调整，频率追踪修正过流保护检测模块具有保护作用，当检测到信号出现异常时，可瞬间停止触发频率输出，停止工作，实现控制器对振子的跟踪扫描，追频跟踪，达到频率和功率控制稳定的效果。
13.进一步，频率追踪修正过流保护检测模块包括霍尔效应电流传感器一，霍尔效应电流传感器一的vcc引脚串联电容c20并接地，vcc引脚与电容c20的输入端连接+5v电压，霍尔效应电流传感器一的引脚viout串联电阻r17并连接ad_value引脚，霍尔效应电流传感器一的gnd引脚并联接地端与电容c22，电容c22连接ad_value引脚，实现超声功率追踪检测，通过改变主控芯片的输出占空比来保持输出功率恒定。
14.进一步，电源模块包括电容c12，电容c12的输入端连接霍尔效应电流传感器一的ip+端，输出端接地，电容c12的输入端串联连接滤波电路一、滤波电路二和滤波电路三，电容12上并联有一个电阻r1和电阻r2，滤波电路一与滤波电路二之间并联连接有一个电容c27、一个电容c15和一个电容c16，电容c27的一端连接连接ac_n1引脚，电容c27的另一端连接ac_l2引脚，电容c15的输出端与电容c16的输入端之间连接有插片1，滤波电路二与滤波电路三之间并联设有一个电容c29，实现电源外对传导干扰的抑制。
15.进一步，驱动芯片及器件包括igbt，igbt的g脚与s脚各套设一个穿针磁珠，减少成本，实现低成本方式抑制开关过程中的干扰杂波。
16.进一步，电感和容性负载包括共模电感，共模电感通过变压器与电感器连接igbt，实现超声振子干扰源的共模滤波抑制。
17.进一步，功率恒定检测模块包括霍尔效应电流传感器二，霍尔效应电流传感器二的vcc输出端串联电容c37并接地，vcc引脚与电容c37的输入端连接+5v电压，霍尔效应电流传感器二的viout引脚串联电阻r42并接入标准运算放大器的in-引脚，r42并联有一个电阻r66和电容c36并接地，标准运算放大器的out引脚连接overcurrent引脚，overcurrent引脚串联电阻r67、+5v电源和电容c63并接地，5v电源接入标准运算放大器的vcc引脚，并通过标准运算放大器的dnd端接地，标准运算放大器的in+引脚串联电容c73并接地，电容c73的输出端连接电阻r64、电阻r65和+5v电源，作用为频率追踪，并保持频率稳定利于emc测试和过流保护。
18.进一步，主控芯片采用32为mcu芯片，信号处理速度更快捷。
19.本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
20.本发明一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，包括电源模块、功率恒定检测模块、主控芯片、驱动芯片及器件、频率追踪修正过流保护检测模块和电感和容性负载，主控芯片输出初始默认触发频率，经过驱动芯片及器件产生振荡源，振荡源通过电感和容性负载产生串联谐振，产生串联谐振过程中功率检测芯片不断的检测输出功率，并时时传回信号给主控芯片调整使功率限定在额定功率内，频率追踪检测芯片不断检测振荡源的频率，并时时传回信号给主控芯片调整，使容性负载和电感器的串联谐振保持在最佳频率点，频率追踪检测芯片还兼具过流保护使用，当检测到信号出现异常时，可瞬间停止触发频率输出，实现控制器对振子的跟踪扫描，追频跟踪，达到频率和功率控制稳定的效果。
附图说明
21.下面结合附图对本发明作进一步说明：
22.图1为本发明一种基于电磁兼容技术的超声波控制器的工作流程图；
23.图2为本发明中超声波振荡电源与滤波电路的电路图；
24.图3为本发明中超声波振荡电路的电路图；
25.图4为本发明中主控芯片的电路图；
26.图5为本发明中电源模块的电路图。
27.图中，
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
30.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
31.如图1至图5所示，为本发明一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，主要作用是通过上述电路模块实现控制器对振子的跟踪扫描，追频跟踪，频率和功率控制稳定的效果。
32.本发明一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，包括电源模块、功率恒定检测模块、主控芯片、驱动芯片及器件、频率追踪修正过流保护检测模块和电感和容性负载，电源模块包括芯片工作电源和超声波工作电源，电源模块包括电容c12，电容c12的输入端连接霍尔效应电流传感器一的ip+端，输出端接地，电容c12的输入端串联连接滤波电路一、滤波电路二和滤波电路三，电容12上并联有一个电阻r1和电阻r2，滤波电路一与滤波电路二之间并联连接有一个电容c27、一个电容c15和一个电容c16，电容c27的一端连接连接ac_n1引脚，电容c27的另一端连接ac_l2引脚，电容c15的输出端与电容c16的输入端之间连接有插片1，滤波电路二与滤波电路三之间并联设有一个电容c29，实现电源外对传导干扰的抑制。
33.功率恒定检测模块包括霍尔效应电流传感器二，霍尔效应电流传感器二的vcc输出端串联电容c37并接地，vcc引脚与电容c37的输入端连接+5v电压，霍尔效应电流传感器二的viout引脚串联电阻r42并接入标准运算放大器的in-引脚，电阻r42并联有一个电阻r66和电容c36并接地，标准运算放大器的out引脚连接overcurrent引脚，overcurrent引脚串联电阻r67、+5v电源和电容c63并接地，5v电源接入标准运算放大器的vcc引脚，并通过标准运算放大器的dnd端接地，标准运算放大器的in+引脚串联电容c73并接地，电容c73的输出端连接电阻r64、电阻r65和+5v电源，作用为频率追踪，并保持频率稳定利于emc测试和过流保护。
34.主控芯片采用32为mcu芯片，信号处理速度更快捷。
35.驱动芯片及器件包括igbt，igbt的g脚与s脚各套设一个穿针磁珠，减少成本，实现低成本方式抑制开关过程中的干扰杂波。
36.频率追踪修正过流保护检测模块包括霍尔效应电流传感器一，霍尔效应电流传感器一的vcc引脚串联电容c20并接地，vcc引脚与电容c20的输入端连接+5v电压，霍尔效应电流传感器一的引脚viout串联电阻r17并连接ad_value引脚，霍尔效应电流传感器一的gnd引脚并联接地端与电容c22，电容c22连接ad_value引脚，实现超声功率追踪检测，通过改变主控芯片的输出占空比来保持输出功率恒定。
37.电感和容性负载包括共模电感，共模电感通过变压器与电感器连接igbt，实现超声振子干扰源的共模滤波抑制。
38.本发明的工作原理如下：
39.启动超声波清洗，主控芯片输出初始默认触发频率，触发频率经过驱动芯片放大及相关器件协作产生振荡源。容性负载振子与线路板上的电感器产生依靠振荡源频率产生串联谐振，在产生串联谐振的过程中，功率检测芯片不断的检测输出功率，并时时传回信号给主控芯片调整使功率限定在额定功率内，频率追踪检测芯片不断检测振荡源的频率，并时时传回信号给主控芯片调整，使容性负载和电感器的串联谐振保持在最佳频率点。频率追踪检测芯片还兼具过流保护使用，当检测到信号出现异常时，可瞬间停止触发频率输出，停止工作。
40.以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，其特征在于：包括电源模块，所述电源模块包括芯片工作电源和超声波工作电源；功率恒定检测模块，用于检测输出功率；主控芯片，用于输出触发频率和调整频率；驱动芯片及器件，用于产生振荡源；频率追踪修正过流保护检测模块，用于检测振荡源的频率，并传回信号给所述主控芯片调整；电感和容性负载，用于产生串联谐振；所述主控芯片输出触发频率，所述超声波工作电源驱动所述功率恒定检测模块进对输出功率进行检测，并传回信号给所述主控芯片，所述主控芯片调整输出功率使其在额定功率内，触发频率经过所述驱动芯片及器件产生振荡源，所述电感和容性负载依靠振荡源产生串联谐振，所述频率追踪修正过流保护检测模块对产生的振荡源不间断检测并将信号传送至所述主控芯片，所述主控芯片对振荡源的频率进行调整，实现控制器对振子的跟踪扫描和追频跟踪。2.根据权利要求1所述的一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，其特征在于：所述频率追踪修正过流保护检测模块包括霍尔效应电流传感器一，所述霍尔效应电流传感器一的vcc引脚串联电容c20并接地，vcc引脚与电容c20的输入端连接+5v电压，所述霍尔效应电流传感器一的引脚viout串联电阻r17并连接ad_value引脚，所述霍尔效应电流传感器一的gnd引脚并联接地端与电容c22，所述电容c22连接所述ad_value引脚。3.根据权利要求1所述的一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，其特征在于：所述电源模块包括电容c12，所述电容c12的输入端连接霍尔效应电流传感器一的ip+端，输出端接地，所述电容c12的输入端串联连接滤波电路一、滤波电路二和滤波电路三，所述电容12上并联有一个电阻r1和电阻r2，所述滤波电路一与所述滤波电路二之间并联连接有一个电容c27、一个电容c15和一个电容c16，所述电容c27的一端连接连接ac_n1引脚，所述电容c27的另一端连接ac_l2引脚，所述电容c15的输出端与所述电容c16的输入端之间连接有插片1，所述滤波电路二与所述滤波电路三之间并联设有一个电容c29。4.根据权利要求1所述的一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，其特征在于：所述驱动芯片及器件包括igbt，所述igbt的g脚与s脚各套设一个穿针磁珠。5.根据权利要求1所述的一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，其特征在于：所述电感和容性负载包括共模电感，所述共模电感通过变压器与电感器连接所述igbt。6.根据权利要求1所述的一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，其特征在于：所述功率恒定检测模块包括霍尔效应电流传感器二，所述霍尔效应电流传感器二的vcc输出端串联电容c37并接地，vcc引脚与电容c37的输入端连接+5v电压，所述霍尔效应电流传感器二的viout引脚串联电阻r42并接入标准运算放大器的in-引脚，所述电阻r42并联有一个电阻r66和电容c36并接地，所述标准运算放大器的out引脚连接overcurrent引脚，所述overcurrent引脚串联电阻r67、+5v电源和电容c63并接地，所述5v电源接入所述标准运算放大器的vcc引脚，并通过所述标准运算放大器的dnd端接地，所述标准运算放大器的in+引脚串联电容c73并接地，所述电容c73的输出端连接电阻r64、电阻r65和+5v电源。7.根据权利要求1所述的一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，其特征在于：所述主
控芯片采用32为mcu芯片。

技术总结
本发明公开了一种基于电磁兼容技术的超声波控制器，包括电源模块、功率恒定检测模块、主控芯片、驱动芯片及器件、频率追踪修正过流保护检测模块和电感和容性负载，主控芯片输出初始默认触发频率，经过驱动芯片及器件产生振荡源，振荡源通过电感和容性负载产生串联谐振，产生串联谐振过程中功率检测芯片不断的检测输出功率，并时时传回信号给主控芯片调整使功率限定在额定功率内，频率追踪检测芯片不断检测振荡源的频率，并时时传回信号给主控芯片调整，使容性负载和电感器的串联谐振保持在最佳频率点，频率追踪检测芯片还兼具过流保护使用，当检测到信号出现异常时，可瞬间停止触发频率输出，实现控制器对振子的跟踪扫描，追频跟踪，达到频率和功率控制稳定的效果。达到频率和功率控制稳定的效果。达到频率和功率控制稳定的效果。


技术研发人员：赵阳春 朱路路
受保护的技术使用者：嵊州市金诚电子有限公司
技术研发日：2023.08.01
技术公布日：2023/10/11