技术领域
[0001] 本实用新型涉及
超声波焊接技术领域，具体为一种超声波焊接发生器。
背景技术
[0002] 超声焊接是利用超声波的机械振动，使被
焊接件在一定压
力下，通过
原子键的联合，实现固相连接，由于焊接过程中只发生微
熔化就能在金属之间、非金属之间实现焊接，因而具有其它焊接方法所不及的优点，超声焊接可分金属焊接和塑料焊接。超声焊接主要原理是用超声波发生器将市电转换成高频
电能，被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等
频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头，焊头将接收到的振动
能量传递到待焊接
工件的接合部，最终将要焊接的材料焊接上。
[0003] 目前市面上的超声波焊接发生器，特别是应用于金属超声波焊接的发生器，大部分是沿用早期塑料焊接的发生器，有着频率
跟踪范围窄，负载适应能力较低，容易受
温度、压力、负载等变化影响而降低焊接
质量，甚至停止工作；一些国际上知名的超声波焊接设备，成本高昂，不适合中小企业实用，针对一些小型的焊接
线束，特别是0.75MM2（平方毫米）的线束，焊接效果反而不理想。
发明内容
[0004] （一）解决的技术问题
[0005] 针对
现有技术的不足，本实用新型提供了一种超声波焊接发生器，具备频率跟踪范围广，负载适应能力强，环保节能，成本较低，普适性强，特定产品加工能力好的优点，解决了上述背景技术中提到的问题。
[0006] （二）技术方案
[0007] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种超声波焊接发生器，包括
波形变换
电路、
信号发生电路、波形处理电路、全桥驱动
变压器电路、功率放大电路、阻抗
匹配变压器电路、匹配电路和换能器；
[0008] 所述阻抗匹配变压器包括
电压采集模
块和
电流采集模块，用以采集阻抗匹配变压器输出端的电压信号和电流信号，所述电压采集模块输出端和电流采集模块输出端均与波形变换电路输入端相连，所述波形变换电路用以将电压采集模块和电流采集模块采集的正玄波信号变为方波信号，且波形变换电路将电压采集模块采集的正玄波信号变为第一方波信号，将电流采集模块采集的正玄波信号变为第二方波信号；
[0009] 所述信号发生电路输入端与波形变换电路输出端相连，波形变换电路将第一方波信号和第二方波
信号传输给信号发生电路；所述信号发生电路用以产生一定频率的信号，并根据波形变换电路传输来的第一方波信号和第二方波信号的
相位调节
输出信号频率；
[0010] 所述波形处理电路输入端与信号发生电路输出端相连，所述全桥驱动变压器电路输入端与波形处理电路输出端相连，所述功率放大电路输入端与全桥驱动变压器电路输出端相连，所述阻抗匹配变压器电路输入端与功率放大电路输出端相连，所述匹配电路输入端与阻抗匹配变压器电路输出端相连，所述匹配电路输出端与换能器相连。
[0011] 优选的，所述信号发生电路包括
锁相环电路、分频电路和延时电路，所述
锁相环电路输入端与波形变换电路输出端相连，所述分频电路输入端与锁相环电路输出端相连，所述分频电路包括第一输出端、第二输出端和第三输出端，所述延时电路输入端与分频电路第一输出端相连，所述延时电路输出端、分频电路第二输出端和分频电路第三输出端均与波形处理电路输入端相连。
[0012] 优选的，所述锁相环电路包括第十
电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十七电阻、第十八电阻、第二十电阻、第二十三点租、第二十四电阻、第二十七电阻、第一电位器、第二电位器、第三电位器、第四电位器、第五
三极管、第三十一电容、第三十三电容、第三十六电容、第三十七电容、第三十八电容、第一稳压
二极管、第六二极管、第八二极管、第十三稳压二极管、CD4046BCN芯片和相位显示表，所述CD4046BCN芯片第3管脚和第14管脚均与波形变换电路输出端相连，所述CD4046BCN芯片第3管脚通过第十二电阻接+15V电压，所述CD4046BCN芯片第14管脚通过第十一电阻接+15V电压，所述CD4046BCN芯片第6管脚和第7管脚间
串联第三十三电容，所述CD4046BCN芯片第11管脚通过第二十电阻接GND，所述CD4046BCN芯片第5管脚和第8管脚接GND，所述第二十四电阻一端接CD4046BCN芯片第12管脚，所述第一电位器第1管脚与第二十四电阻另一端相连，所述第一电位器第3管脚与第二电位器第1管脚相连，所述第一电位器第2管脚与第一电位器第3管脚相连，所述第二电位器第2管脚与第二电位器第3管脚相连，所述第二电位器第3管脚接GND，所述CD4046BCN芯片第16管脚通过第十电阻接+15V电源，所述第一稳压二极管正极接GND，负极接CD4046BCN芯片第16管脚，所述第三十八电容与第一稳压二极管并联，所述第十七电阻一端与CD4046BCN芯片第2管脚相连，另一端与第五三极管基极相连，所示第三十一电容一端与第十七电阻另一端相连，另一端接GND，所述第五三极管集
电极接+15V电压，发射极与第四电位器第1管脚相连，所述第四电位器第3管脚通过第二十七电阻接GND，所述第四电位器第2管脚与第六二极管正极相连，所述第六二极管负极与CD4046BCN芯片第9管脚相连，所述CD4046BCN芯片第9管脚通过第三十七电容接GND，所述第十三稳压二极管负极通过第十八电阻接+15V电压，正极接GND，所述第八二极管正极与第十三稳压二极管正极相连，负极与CD4046BCN芯片第9管脚相连，所述第三电位器第3管脚与CD4046BCN芯片第9管脚相连，所述第三电位器第2管脚和第三电位器第3管脚相连，所述第三电位器第1管脚与第二十三电阻一端相连，所述二十三电阻另一端与相位显示表相连，所述CD4046BCN芯片第4管脚与分频电路输入端相连。
[0013] 优选的，分频电路包括CD4013芯片，所述CD4013芯片第3管脚与CD4046BCN芯片第4管脚相连，所述CD4013芯片第4管脚、第6管脚和第7管脚均接GND， 所述CD4013芯片第2管脚为其第一输出端，所述CD4013芯片第13管脚为其第二输出端，所述CD4013芯片第12管脚为其第三输出端，所述CD4013芯片第5管脚与CD4013芯片第2管脚相连，所述CD4013芯片第9管脚与CD4013芯片第12管脚相连。
[0014] 优选的，所述延时电路包括MC14528B芯片、第二十一电阻和第三十六电容，所述MC14528B芯片第2管脚通过第二十一电阻接+15V电压，通过第三十六电容接GND，所述MC14528B芯片第5管脚接CD4013芯片第2管脚，所述MC14528B芯片第7管脚为其输出端。
[0015] （三）有益效果
[0016] 与现有技术相比，本实用新型提供了一种安全性高的五金夹持装置，具备以下有益效果：本实用新型频率跟踪范围广，正负90度索相范围；负载适应能力强，不易受温度、压力变化影响；环保、节能、节省成本，适用中小型企业，普适性强；针对一些小型的焊接线束，特别是0.75平方毫米的线束，加工效果好。
附图说明
[0018] 图2为本实用新型总电路图；
[0019] 图3为本实用新型波形变换电路电路图；
[0020] 图4为本实用新型信号发生电路电路图；
[0021] 图5为本实用新型波形处理电路电路图；
[0022] 图6为本实用新型功率放大电路电路图；
[0023] 图7为本实用新型匹配电路电路图。
[0024] 图中：R10、第十电阻，R11、第十一电阻，R12、第十二电阻，R17、第十七电阻，R18、第十八电阻，R20、第二十电阻，R21、第二十一电阻，R23、第二十三点租，R24、第二十四电阻，R27、第二十七电阻，R36、第三十六电容，RP1、第一电位器，RP2、第二电位器，RP3、第三电位器，RP4、第四电位器，Q5、第五三极管，C31、第三十一电容，C33、第三十三电容，C36、第三十六电容，C37、第三十七电容，C38、第三十八电容，D1、第一稳压二极管，D6、第六二极管，D8、第八二极管，D13、第十三稳压二极管，U2、CD4013芯片，U3、CD4046BCN芯片， U4、MC14528B芯片,Y1、换能器。
具体实施方式
[0025] 下面将结合本实用新型
实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0026] 请参阅图1-7，一种超声波焊接发生器，包括波形变换电路、信号发生电路、波形处理电路、全桥驱动变压器电路、功率放大电路、阻抗匹配变压器电路、匹配电路和换能器；
[0027] 所述阻抗匹配变压器包括电压采集模块和电流采集模块，用以采集阻抗匹配变压器输出端的电压信号和电流信号，所述电压采集模块输出端和电流采集模块输出端均与波形变换电路输入端相连，所述波形变换电路用以将电压采集模块和电流采集模块采集的正玄波信号变为方波信号，且波形变换电路将电压采集模块采集的正玄波信号变为第一方波信号，将电流采集模块采集的正玄波信号变为第二方波信号；
[0028] 所述信号发生电路输入端与波形变换电路输出端相连，波形变换电路将第一方波信号和第二方波信号传输给信号发生电路；所述信号发生电路用以产生一定频率的方波信号，并根据波形变换电路传输来的第一方波信号和第二方波信号得相位调节输出方波信号频率；
[0029] 所述波形处理电路输入端与信号发生电路输出端相连，所述全桥驱动变压器电路输入端与波形处理电路输出端相连，所述功率放大电路输入端与全桥驱动变压器电路输出端相连，所述阻抗匹配变压器电路输入端与功率放大电路输出端相连，所述匹配电路输入端与阻抗匹配变压器电路输出端相连，所述匹配电路输出端与换能器相连。
[0030] 所述信号发生电路包括锁相环电路、分频电路和延时电路，所述锁相环电路输入端与波形变换电路输出端相连，所述分频电路输入端与锁相环电路输出端相连，所述分频电路包括第一输出端、第二输出端和第三输出端，所述延时电路输入端与分频电路第一输出端相连，所述延时电路输出端、分频电路第二输出端和分频电路第三输出端均与波形处理电路输入端相连。
[0031] 所述锁相环电路包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第二十电阻R20、第二十三点租R23、第二十四电阻R24、第二十七电阻R27、第一电位器RP1、第二电位器RP2、第三电位器RP3、第四电位器RP4、第五三极管Q5、第三十一电容C31、第三十三电容C33、第三十六电容C36、第三十七电容C37、第三十八电容C38、第一稳压二极管D1、第六二极管D6、第八二极管D8、第十三稳压二极管D13、CD4046BCN芯片U3和相位显示表，所述CD4046BCN芯片U3第3管脚和第14管脚均与波形变换电路输出端相连，所述CD4046BCN芯片U3第3管脚通过第十二电阻R12接+15V电压，所述CD4046BCN芯片U3第14管脚通过第十一电阻R11接+15V电压，所述CD4046BCN芯片U3第6管脚和第7管脚间串联第三十三电容C33，所述CD4046BCN芯片U3第11管脚通过第二十电阻R20接GND，所述CD4046BCN芯片U3第5管脚和第8管脚接GND，所述第二十四电阻R24一端接CD4046BCN芯片U3第12管脚，所述第一电位器RP1第1管脚与第二十四电阻R24另一端相连，所述第一电位器RP1第3管脚与第二电位器RP2第1管脚相连，所述第一电位器RP1第2管脚与第一电位器RP1第3管脚相连，所述第二电位器RP2第2管脚与第二电位器RP2第3管脚相连，所述第二电位器RP2第3管脚接GND，所述CD4046BCN芯片U3第16管脚通过第十电阻接+15V电源，所述第一稳压二极管正极接GND，负极接CD4046BCN芯片U3第16管脚，所述第三十八电容C38与第一稳压二极管D1并联，所述第十七电阻R17一端与CD4046BCN芯片U3第2管脚相连，另一端与第五三极管Q5基极相连，所示第三十一电容C31一端与第十七电阻R17另一端相连，另一端接GND，所述第五三极管Q5集电极接+15V电压，发射极与第四电位器RP4第1管脚相连，所述第四电位器RP4第3管脚通过第二十七电阻R27接GND，所述第四电位器RP4第2管脚与第六二极管D6正极相连，所述第六二极管D6负极与CD4046BCN芯片U3第9管脚相连，所述CD4046BCN芯片U3第9管脚通过第三十七电容C37接GND，所述第十三稳压二极管D13负极通过第十八电阻R18接+15V电压，正极接GND，所述第八二极管D8正极与第十三稳压二极管D13正极相连，负极与CD4046BCN芯片U3第9管脚相连，所述第三电位器RP3第3管脚与CD4046BCN芯片U3第9管脚相连，所述第三电位器RP3第2管脚和第三电位器RP3第3管脚相连，所述第三电位器RP3第1管脚与第二十三电阻R23一端相连，所述二十三电阻R23另一端与相位显示表相连，所述CD4046BCN芯片U3第4管脚与分频电路输入端相连。
[0032] 分频电路包括CD4013芯片U2，所述CD4013芯片U2第3管脚与CD4046BCN芯片U3第4管脚相连，所述CD4013芯片U2第4管脚、第6管脚和第7管脚均接GND， 所述CD4013芯片U2第2管脚为其第一输出端，所述CD4013芯片U2第13管脚为其第二输出端，所述CD4013芯片U2第12管脚为其第三输出端，所述CD4013芯片U2第5管脚与CD4013芯片U2第2管脚相连，所述CD4013芯片U2第9管脚与CD4013芯片U2第12管脚相连。
[0033] 所述延时电路包括MC14528B芯片U4、第二十一电阻R21和第三十六电容C36，所述MC14528B芯片U4第2管脚通过第二十一电阻R21接+15V电压，通过第三十六电容C36接GND，所述MC14528B芯片U4第5管脚接CD4013芯片U2第2管脚，所述MC14528B芯片U4第7管脚为其输出端。
[0034] 工作原理：锁相环电路中的第一电位器和第二电位器用来设定锁相环电路输出信号的频率，方波信号通过波形处理电路后传输给全桥驱动变压器电路，波形处理电路用以提高方波信号的质量和放大方波信号，驱动全桥驱动变压器电路，全桥驱动变压器电路驱动功率放大电路，阻抗匹配变压器电路包括电压采集模块和电流采集模块，用以采集阻抗匹配变压器输出端的电压信号和电流信号，该电压信号和电流信号作为反馈信号经过波形变换电路变为方波信号后传输给信号发生电路，信号发生电路根据电压信号和电流信号的相位动态调整其输出信号的频率，使电压信号和电流信号在同一相位上，当阻抗匹配变压器输出端的电压和电流在同一相位时，输出功率最大。
[0035] 本实用新型中用到的全桥驱动变压器电路和阻抗匹配变压器电路为定制产品，但是其用到的是现有技术，并不存在创新技术，并且对于本技术领域人员是很容易就可以理解的技术。
[0036] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0037] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附
权利要求及其等同物限定。
