Ультразвуковой генератор Советский патент 1988 года по МПК H03B5/40 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в качестве источника ультразвуковых колебаний.

Цель изобретения - увеличение выходной мощности за счет стабилизации рабочей точки магнитострикционного преобразователя.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого ультразвукового генератора;на фиг,2 - эпюры, поясняющие принцип действия генератора.

Ультразвуковой генератор содерткит усилитель 1, вьтолненный по схеме моста, первый 2 и второй 3 транзисторные ключи, диодные ключи 4 и 5 источник 6 питания, магнитострикцион- ньш преобразователь 7, датчик 8 тока импульсный стабилизатор 9 напряжения задатчик. 10 мощности, первый компаратор 11, первый 13 и второй 14 элементы И, таймер 14., триггер 15, первый 16 и второй 17 согласующие транс- форматоры, формирователь 18 экспоненциальных импульсов и второй компаратор 19.

Ультразвуковой генератор работает следуювщм образом.

Напряжение с аналогового выхода таймера 14 сравнивается в первом компараторе 11 с выходным напряжением задатчика 10 мощности. На выходе первого компаратора 11 (фиг.2 г) появля- ются импульсы длительностью tn. Отрицательными перепадами напряжения на импульсном выходе таймера 14 (фиг.2) переключается триггер 15 (фиг.2 б), перераспределяя поочередно импульсы первого компаратора 11 через первый 12 и второй 13 элементы И (фиг.25, е) на входы первого 16 и второго 17 согласующих трансформаторов. Выходные импульсы первого 16 и второго 17 со- гласующих трансформаторов (фиг.2ж,i) управляют первым 2 и вторым 3 транзисторными ключами. Причем первый транзисторный ключ 2 на время t раз- мьпсается, оставаясь замкнутым на ос- татке периода, а второй транзисторный ключ 3 замыкается, оставаясь разомкнутым на остатке периода. Логика переключения первого 2 и второго 3 транзисторных ключей обеспечивает при их одновременном замыкания подачу на магнитострикционный преобразователь 7 суммы напряжений источника

Q

5 0

5 0 5 0 5

0

6 питания и импульсного стабилизатора 9 (фиг.2 в), при замыкании второго транзисторного ключа 3 - напряжения импульсного стабилизатора 9, а при одновременном размыкании первого 2 и второго 3 транзисторных ключей - разности напряжений 6 источника питания и импульсного стабилизатора 9 (фиг.2и)

Первый 2 и второй 3 транзисторные ключи имеют конечное время выключения или время рассасывания зарядов tpi и t р, (фиг.2и) по отношению к управляющим сигйалам с первого 16 и второго 17 согласующих трансформаторов. Время замкнутого состояния tj первого и второго транзисторных ключей 2,3 становится больше времени t их разомкнутого состояния. Для компенсации этого эффекта образован дополнительный параметрический контур из формирователя 18, второго компаратора 19 и второго элемента И 13. По командам триггера 15 формирователь 18 формирует импульсы, амплитуда которых пропорциональна среднему току подмагничивания с коэффициентом пропорциональности, равным среднему сопротивлению нагрузки (в этом проявляется параметризм компенсации). Второй компаратор 19 сравнивает выходной сигнал формирователя 18 с выходным напряжением импульсного стабилизатора 9 (фиг.2 л). Пока напряжение на выходе формирователя 18 больше выходного напряжения стабилизатора 9, единичный выходной сигнал второго компаратора 19 запрещает через второй элемент И 13 замыкание второго транзисторного ключа 3. Временная задержка на замыкание второго транзисторного ключа 3 по сравнению с исходным состоянием характеризуется значением t , (фиг. 2м). Дополнительный контур компенсации является статическим с коэффигщентом передачи тем большим, чем больше постоянная зремени, определяющая спад выходных импульсов формирователя 18. Эффект от формирования компенсирующей временной задержки t к выражается в приближении компенсированной длительности tj к длительности . Предлагаемая компенсация устраняет влияние не только времени выключения первого 2 и второго 3 транзисторных ключей, но и временных задержек в первом 12 и втором 13 элементах И.

Формула изобретения

Ультразвуковой генератор, содержащий усилитель, который вьтолнен по схеме моста, в котором nepisoe и второе противоположные плечи содержат соответственно первый и второй транзисторные- ключи, а каждое из двух других плеч которого содержат диодиый ключ, источник питания, который включен в первую диагонапь моста, последовательно соединенные магнитострикционный преобразователь и датчик тока, которые включены во вторую диагональ моста, последовательно соединенные задатчик мощности первьЙ компаратор и первый элемент И, второй элемент., первый вход которого подключен к выходу первого компа- ратора, таймер, аналоговый выход которого подключен к сигнальному входу первого компаратора, первый согласующий трансформатор, первичная обмотка которого включена между выходом пер- вого элемента И и общей гаиной, а вторичная обмотка которого подключена к управляющему входу первого транзисторного ключа, второй согласующий трансформатор, первичная обмотка которого включена между выходом второго элемента И и общей шиной, а вторичная обмотка которого подключена к управляющему входу второго транзисторного ключа, триггер, вход которого подключен к импульсному выходу таймера, а неинверсный и инверсный выходы которого .подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов И, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности за счет стабилизации рабочей точки магнитострикционного преоб разователя, в него введены формирователь экспоненциальных импульсов и второй компаратор, а последовательно с датчиком тока включен введенный импульсный стабилизатор напряжения, выход которог о подключен к опорному входу второго компаратора, при этом выход второго компаратора подключен к входу запрета второго элемента И, первый вход формирователя экспоненциальных импульсов подключен к инверсному выходу триггера, а второй - к выходу датчика тока, сигнальный вход второго компаратора подключен к выходу формирователя экспоненциальных импульсов.

Изобретение относится к ультразвуковой технике. Цель изобретения - увеличение выходной, мощности за счет стабилизации рабочей точки магнито- стрикционного преобразователя (МП). Устр-но содержит у-ль 1, выполненный по схеме моста, транзисторные ключи 2 и 3, диодные ключи 4 и 5, источник питания 6, МП 7, датчик 8 тока, за- . датчик 10 мощности, компаратор 11, эл-ты И 12 и 13, таймер 14, триггер 15, согласующие тр-ры 16 и 17. Вновь введены импульсный стабилизатор 9 напряжения, формирователь 18 экспоненциальных импульсов, компаратор 19. 2 ил. с S5 (Л со О) to