(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108390576 A(43)申请公布日 2018.08.10
(21)申请号 201810335163.3(22)申请日 2018.04.16
(71)申请人 邵立新
地址 215129 江苏省苏州市高新区长江路
199号君地风华2-1704(72)发明人 邵立新 (51)Int.Cl.
H02M 5/458(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
CN 108390576 A(54)发明名称
他激式超声波驱动电源(57)摘要
本发明提出一种他激式超声波驱动电源，包括电感L1~L6、二极管D1~D11、MOS管Q1~Q4、高频变压器T、电容C1~C8、电阻R1、接线端子J1~J8；J1接C1一端和L1一端，J2接C1另一端和L2另一端，J3接T二次绕组一端，J4串联L6后接T二次绕组另一端；J5接Q1栅极，J6接Q2栅极，J7接Q3栅极，J8接Q4栅极；T一次绕组一端串联L4后接Q3源极、Q4漏极，T1一次绕组另一端串联R1后接Q1源极和Q2漏极，Q1漏极接Q3漏极，Q2源极接Q4源极。本发明的优点在于：用内置辅助网络的全桥高频逆变电路结构代替现有技术中的半桥结构，将PWM占空比丢失大大降低，因而可以大大减少高频条件下MOS管的开关损耗，进而大大提高了大功率超声波发生器的输出效率。
CN 108390576 A
权 利 要 求 书
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1.一种他激式超声波驱动电源，其特征在于：包括整流桥堆、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10、二极管D11、P沟道MOS管Q1、P沟道MOS管Q2、P沟道MOS管Q3、P沟道MOS管Q4、高频变压器T、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电阻R1、接线端子J1、接线端子J2、接线端子J3、接线端子J4、接线端子J5、接线端子J6、接线端子J7以及接线端子J8；整流桥堆包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4；J1同时连接C1的一端和L1的一端，J2同时连接C1的另一端以及L2的一端，J3连接T的二次绕组的一端，J4串联L6后连接T的二次绕组的另一端；J5连接Q1的栅极，J6连接Q2的栅极，J7连接Q3的栅极，J8连接Q4的栅极；L1的另一端同时连接C2的一端、D1的阳极以及D4的阴极，L2的另一端同时连接C2的另一端、D3的阳极以及D2的阴极，T的一次绕组的一端串联L4后同时连接Q3的源极、Q4的漏极、D8的阳极、D9的阴极、C5的一端、C6的一端以及L5的一端，T1的一次绕组的另一端串联R1后同时连接C3的一端、C4的一端、D6的阳极、D7的阴极、Q1的源极以及Q2的漏极，Q1的漏极同时连接D10的阴极、C7的一端、C5的另一端、D8的阴极、Q3的漏极、C3的另一端、D6的阴极以及L3的一端，Q2的源极同时连接D4的阳极、D3的阴极、D5的阳极、D7的阳极、C4的另一端、Q4的源极、D9的阳极、C6的另一端、C8的一端以及D11的阳极；D1的阴极同时连接D2的阳极、D5的阴极以及L3的另一端，L5的另一端同时连接C7的另一端、C8的另一端、D10的阳极以及D11的阴极。
2.根据权利要求1所述的他激式超声波驱动电源，其特征在于：所述D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10以及D11均为IN4001型二极管。
3.根据权利要求1所述的他激式超声波驱动电源，其特征在于：所述Q1、Q2、Q3以及Q4均为IRF9530型MOS管。
4.根据权利要求1所述的他激式超声波驱动电源，其特征在于：所述高频变压器T为EC2820型高频变压器。
5.根据权利要求1所述的他激式超声波驱动电源，其特征在于：所述J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7以及J8均为DT型接线端子。
6.根据权利要求1~5任一项所述的他激式超声波驱动电源，其特征在于：所述R的阻值为220欧，所述C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8的容值分别为0.1微法、0.1微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法，所述L1、L2、L3、L4、L5、L6的电感分别为10微亨、10微亨、2微亨、2微亨、2微亨、10微亨。
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CN 108390576 A
说 明 书他激式超声波驱动电源
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技术领域
[0001]本发明涉及一种超声波发生器电源组件，具体涉及一种他激式超声波驱动电源。背景技术
[0002]超声波，尤其是大功率超声波，在目前的超声清洗、成像、雾化等医疗领域普遍应用。超声波驱动电源，是超声波发生器的电源组件，其额能够将工频市电变换为高频交流电以供超声换能器生成超声波使用。超声波驱动电源按激励方式不同可分为自激式和他激式，他激式超声波驱动电源由于在输出功率上更具优势，因此在目前的大功率超声波发生器中普遍使用。现在技术中的他激式超声波驱动电源大都采用半桥式高频逆变器，然而半桥式高频逆变器的PWM占空比丢失严重，MOS管的开关损耗过大，造成其电源输出效率低下，这一问题这在大功率超声波发生器中显得尤为突出。因此，如何提供一种输出效率更高的他激式超声波驱动电源，就成了亟待解决的问题。发明内容
[0003]本发明针对上述技术问题，提出一种他激式超声波驱动电源，并通过以下技术方案实现。
[0004]本发明的他激式超声波驱动电源包括整流桥堆、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10、二极管D11、P沟道MOS管Q1、P沟道MOS管Q2、P沟道MOS管Q3、P沟道MOS管Q4、高频变压器T、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电阻R1、接线端子J1、接线端子J2、接线端子J3、接线端子J4、接线端子J5、接线端子J6、接线端子J7以及接线端子J8；整流桥堆包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4；J1同时连接C1的一端和L1的一端，J2同时连接C1的另一端以及L2的一端，J3连接T的二次绕组的一端，J4串联L6后连接T的二次绕组的另一端；J5连接Q1的栅极，J6连接Q2的栅极，J7连接Q3的栅极，J8连接Q4的栅极；L1的另一端同时连接C2的一端、D1的阳极以及D4的阴极，L2的另一端同时连接C2的另一端、D3的阳极以及D2的阴极，T的一次绕组的一端串联L4后同时连接Q3的源极、Q4的漏极、D8的阳极、D9的阴极、C5的一端、C6的一端以及L5的一端，T1的一次绕组的另一端串联R1后同时连接C3的一端、C4的一端、D6的阳极、D7的阴极、Q1的源极以及Q2的漏极，Q1的漏极同时连接D10的阴极、C7的一端、C5的另一端、D8的阴极、Q3的漏极、C3的另一端、D6的阴极以及L3的一端，Q2的源极同时连接D4的阳极、D3的阴极、D5的阳极、D7的阳极、C4的另一端、Q4的源极、D9的阳极、C6的另一端、C8的一端以及D11的阳极；D1的阴极同时连接D2的阳极、D5的阴极以及L3的另一端，L5的另一端同时连接C7的另一端、C8的另一端、D10的阳极以及D11的阴极。[0005]本发明还可以通过以下技术方案进一步改进。[0006]作为优选，所述D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10以及D11均为IN4001型二极管。[0007]作为优选，所述Q1、Q2、Q3以及Q4均为IRF9530型MOS管。[0008]作为优选，所述高频变压器T为EC2820型高频变压器。
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CN 108390576 A[0009]
说 明 书
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作为优选，所述J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7以及J8均为DT型接线端子。
[0010]作为优选，所述R的阻值为220欧，所述C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8的容值分别为0.1微法、0.1微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法，所述L1、L2、L3、L4、L5、L6的电感分别为10微亨、10微亨、2微亨、2微亨、2微亨、10微亨。[0011]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：用内置辅助网络的全桥高频逆变电路结构代替现有技术中的半桥结构，将PWM占空比丢失大大降低，因而可以大大减少高频条件下MOS管的开关损耗，进而大大提高了大功率超声波发生器的输出效率。附图说明
[0012]图1为本发明他激式超声波驱动电源一种实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
[0013]为了更好的理解本发明，下面结合附图和实施例做具体说明。[0014]实施例：如图1所示，本实施例的他激式超声波驱动电源包括整流桥堆、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10、二极管D11、P沟道MOS管Q1、P沟道MOS管Q2、P沟道MOS管Q3、P沟道MOS管Q4、高频变压器T、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电阻R1、接线端子J1、接线端子J2、接线端子J3、接线端子J4、接线端子J5、接线端子J6、接线端子J7以及接线端子J8；整流桥堆包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4；J1同时连接C1的一端和L1的一端，J2同时连接C1的另一端以及L2的一端，J3连接T的二次绕组的一端，J4串联L6后连接T的二次绕组的另一端；J5连接Q1的栅极，J6连接Q2的栅极，J7连接Q3的栅极，J8连接Q4的栅极；L1的另一端同时连接C2的一端、D1的阳极以及D4的阴极，L2的另一端同时连接C2的另一端、D3的阳极以及D2的阴极，T的一次绕组的一端串联L4后同时连接Q3的源极、Q4的漏极、D8的阳极、D9的阴极、C5的一端、C6的一端以及L5的一端，T1的一次绕组的另一端串联R1后同时连接C3的一端、C4的一端、D6的阳极、D7的阴极、Q1的源极以及Q2的漏极，Q1的漏极同时连接D10的阴极、C7的一端、C5的另一端、D8的阴极、Q3的漏极、C3的另一端、D6的阴极以及L3的一端，Q2的源极同时连接D4的阳极、D3的阴极、D5的阳极、D7的阳极、C4的另一端、Q4的源极、D9的阳极、C6的另一端、C8的一端以及D11的阳极；D1的阴极同时连接D2的阳极、D5的阴极以及L3的另一端，L5的另一端同时连接C7的另一端、C8的另一端、D10的阳极以及D11的阴极。
[0015]本实施例的他激式超声波驱动电源作为大功率超声波发生器的电源组件，与现有技术中的超声波发生器的超声换能器、DSP处理器等其他组件配合使用。使用时，J1、J2作为市电接口分别与市电的火线和零线连接；J3、J4作为超声换能器接口分别与超声换能器的两极连接；J5、J6、J7、J8作为移相控制信号输入端口分别与DSP处理器的四路PWM控制信号中的一路信号的输出端连接。[0016]工频交流市电经由L1、C1、L2以及C2组成的LC滤波器滤波，然后经由D1、D2、D3以及D4组成的整流桥堆以及D5整流后，输出0~220V的直流电压；该直流电压施加在Q1、Q2、Q3以及Q4为核心的高频逆变电路的两端，Q1、Q2、Q3、Q4在移相控制信号的触发下轮流导通和截止，从而将直流电压转换为超声换能器所需的高频电压并自J3和J4之间输出给超声换能
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说 明 书
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器。
本实施例的他激式超声波驱动电源将高频逆变电路设置为全桥结构且内置辅助
网络，将占空比丢失大大降低，因而可以大大减少高频条件下MOS管的开关损耗，进而大大提高了大功率超声波发生器的输出效率。[0018]所述D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10以及D11均可以选用现有技术中的IN4001型二极管。
[0019]所述Q1、Q2、Q3以及Q4均可以选用现有技术中的IRF9530型MOS管。[0020]所述高频变压器T可以选用现有技术中的EC2820型高频变压器。[0021]所述J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7以及J8均可以选用现有技术中的DT型接线端子。[0022]所述R的阻值可以设置为220欧，所述C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8的容值分别可以设置为0.1微法、0.1微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法、0.02微法，所述L1、L2、L3、L4、L5、L6的电感分别可以设置为10微亨、10微亨、2微亨、2微亨、2微亨、10微亨。
[0017]
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说 明 书 附 图
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图1
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