Ультразвуковой генератор

(21) (22) (46) (71) энер лавл Д генератора. У сточник 1 питан ройс 3878398/2415,02.85 источострикммути. У 34 Б 15.09.87 Смоленск етическо ковскогои Рос- инструменилиал ститу рыбикомпащий мазного ии зав рансфор аймер 1 и счет х эле вязей дает в ставля паратор ный триг ментов и ая тех тами устройства енения каждой с зжду эл ность и магнитостри я 3 своим и регулирова слаботочныхионного прочником и ющеи то образова возможно мощности тора 13, надежнос ел ть выходнои цепях генер овышается е счет че ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Агранат Б.А. Ультразвуков нология. - М,: Металлургия,974, с. 126-131 .Авторское свидетельство СССР В 1121771, кл. Н 03 В 5/40, 1981. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к области ультразвуковой техники. Цель изобретения - повышение надежности и К содержит ник 2 по ционный и рующие ди 7, источи раторы 10 дмаг нич ив ан маг нитреобразова ль 3, кооды 4 и 5, транзистоики 8 и 9 смещения,и 11 тока, согласуюатор 12, генераторзадатчик 17 мощнос8, схемы И 19 и 20ер 21. Введение новьобразование новых с1 1337Изобретение относится к ультраэвуконой технике и может быть использовано в различных технологических процессах, в которых применяется ультразвук, например при размерной обработке.Цель изобретения - повышение надежности и КПД генератора.На фиг.1 изображена функциональ ная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы,20 Устройство содержит источкик 1питания, последовательно включенныеисточник 2 подмагничинания и магкитострикционный преобразователь 3,сдвоенный однотактный усилитель мощности, выполненный по схеме мостав котором два противоположных плеча содержат коммутирующие диоды 4и 5, а два других - ключевые транзисторы 6 и 7, причем одна диагональмоста подключена к источнику 1 питания, а в другую включены источник 2подмагничивания и магнитострикционный преобразователь 3, а также дваисточника 8 и 9 смещения, два двухвходовых компаратора 10 и 11 тока,один из которых имеет инвертирующий выход, согласующий трансформатор 12 и задающий генератор 13, который ныполнен регулируемым по скважности и содержит автоколебательныйтаймер 14 с частотоэадающей РС-цепьюи двумя выходами - непрерывным 15 иимпульсным 16, задатчик 17 мощности, компаратор 18, две схемы И 19и 20 и счетный триггер 21, причем 10непрерывный выход таймера 14 соединен с инвертирующим входом компаратора 18, к второму входу которого подключен выход задатчика 17 мощности,выход компаратора 18 соединен с первыми входами схем И 19 и 20, вторыевходы которых подключены к соответствующим выходам счетного триггера21, вход которого соединен с импульсным выходом таймера 14, выходь;50схем И 19 и 20 соединены с входомсогласующего трансформатора 12, вторичные обмотки которого соединены впротивофазе с первыми входами соответствующих коммутаторов 10 и 11 тока, к вторым входам которых подключены соответствующие источники 8 и 9смещения, а выходы коммутаторов 10и 11 тока соединены с входами соответствующих ключевых транзисторов 6 и 7.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии, соотнетствующем нулевому уровню выходной мощности, на выходе компаратора 18 присутствует нулевой сигнал, обеспечивающий независимо от переключений триггера 21, одинаковые состояния схем 19 и 20. На вход трансформато ра 12 не поступает управляющих импульсов от источников 8 и 9, транзистор 6 полностью открыт, транзистор 7 полностью заперт, Источник 1 питания отключен от нагрузки 3, по которой протекает только ток подмагничивания, создаваемый источником 2.В режиме нормальной работы напряжение на выходе 15 таймера 14 превышает уровень выходного сигнала эадатчика 17 мощности. Результат их сравнения на компараторе 18 представляет собой прямоугольные импульсы длительностью С . В свою очередь, триггер 21 переключается импульсами, поступающими на его вход с выхода 16 таймера 14. Схемы 19 и 20 на своих выходах формируют результат логического умножения выходного сигнала компаратора 18 и выходного сигнала триггера 21 . На первичной обмотке согласующего трансформатора 12,включенной между ныходами схем 19 и 20, формируется сигнал управления транзисторами 6 и 7 сдвоенного однотактного преобразователя, Полный цикл работы устройства состоит из четырех времекных интервалов (фиг.2). На интервале 1,- 1 складывается описанная ситуация. Если перед этим ток преобразователя достиг наибольшего значения то он уменьшается, стремясь к значению постоянной составляющей. На интервале первичная обмотка трансформатора 12 находится под таким сигналом, который в совокупности с источником 8 смещения обеспечивает запирание транзистора 6, Поскольку транзистор 7 остается запертым, то к нагрузке 3 прикладывается разность ЭДС источников 2 и 1, под действием которой спад тока усиливается. На интервалеС повторяется ситуация, которая имела место на интервале и ток в нагрузке 3 увеличивается под действием источника 2, стремясьподмагничивания и магнитострикцион"ный преобразователь, а также задающий генератор с согласующим трансформатором, вторичные обмотки которого подключены к входным цепям соответствующих ключевых транзисторов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности и КПДгенератора, в него введены два источника смещения и два двухвходовыхкоммутатора тока, один из которыхимеет инвертирующий выход, задающийгенератор выполнен регулируемым поскважности и содержит два элемента И,счетный триггер, компаратор, эадатчик мощности и автоколебательный таймер, при этом непрерывный выход таймера соединен с инвертирующим входомкомпаратора, к второму входу которого подключен выход эадатчика мощности, выход компаратора соединен с одними входами элементов И, другиевходы которых подключены к соответствующим выходам счетного триггера,вход которого соединен с импульснымвыходом таймера, выходы элементов Исоединены с входом согласующеготрансформатора, вторичные обмоткикоторого соединены в противофазе спервыми входами соответствующих коммутаторов тока, к вторым входам которых подключены соответствующие источники смещения, а выходы коммутаторовтока соединены с входами соответствующих ключевых транзисторов. 35 3133714 к значению постоянной составляющей. На интервале С, - 1 схемы И 19 и 20, а также коммутаторы 10 и 11 тока обеспечивают открывание транзистора5 7. Поскольку транзистор 6 остается открытым, то ЭДС источников 1 и 2 складываются и обеспечивают увеличение тока в нагрузке 3. Таким образом, транзистор 6 выполняет функции нормальноэамкнутого ключа, раэмыкающегося на время й , а транзистор 7 нормальнораэомкнутого ключа, замыкающегося на времяВ результате .изменения каждой сос тавляющей тока магнитострикционного преобразователя своим источником и регулирования выходной мощности в слаботочных цепях задающего генера - тора повышается надежность предлагае мого устройства.Действительно, если интервалы-С, и 4обозач вм Гц а и валы г., -1 и 1-, - символом 1, то среднее напряжение за периодколебаний, приложенное к нагрузке 3:1, +1-1, )й.+1 й +1 +1 ) с. где 1 - ЗДС источника 2;1, - ЗДС источника 1;30 Т=2 (Е++1 ц) - период колебаний тока преобразователя 3.Таким образом, постоянная составляю:,ая тока преобразователя 3 определяется только, ЭДС источника 2. В сваю очередь, отклонение этого тока о" среднего значения за полупериод колебаний, например, для интервалаопределяется величинойъц Г/22М 1=-1Ртт.е. переменная составляющая тока нагрузки 3 определяется только ЭДС источника 1б 4 формулаизобретенияультразвуковой генератор, содержащий сдвоенный однотактный усилитель мощности, выполненный по схеме моста, в котором два противолежащих плеча содержат ключевые транзисторы, а два других - коммутирующие диоды, причем одна диагональ моста подключена к источнику питания, а в другу- включены последовательно источникписное Тираж 437енного комитета СССРтений и открытий5, Раушская наб., д.4 Государст лам изобр и 11303