超声波发生器的发展

超声波发生器（或称功率源）是一种用于产生并向超声波换能器提供超声波能量使之工作于谐振频率的装置，根据其激励方式可分为两种：一种是他激式，一种是自激式。他激式超声波发生器主要包括两个部分：前级是信号发生器，后级是功率放大器，一般通过输出变压器耦合，将超声波能量加到超声波换能器上。自激式超声波发生器则将信号发生器、功率放大器、输出变压器及超声波换能器连成一个整体，构成一个闭环回路，使整个超声波发生器通过幅度、相位反馈，产生足够的功率，使超声波换能器自动保持谐振在机械共振频率上。

随着科技的日新月异，电力电子器件的发展非常迅速，迄今为止，已经发展出很多不同原理、不同特性的电力电子器件。一件器件决定一代电力电子技术，超声波发生器的发展同样离不开电力电子器件的发展，并在一定程度上是随着其发展而发展的。依据超声波发生器末级功放管所采用的器件类型，可看出其发展所经历的几个阶段：

1.早期的产品是采用电子管，然后发展到可控硅逆变式超声波发生器，它们缺点很多，都已经被淘汰。

2.晶体管式超声波发生器。各种OCL及OTL功放级电路均适用于超声波发生器，其线路成熟，成本较低，但体积大，质量重，很难调整到超声波换能器频率谐振点上，输出功率受功率管限制，不能达到理想的效果。不易于采用现代的数字方式来处理，仅仅在小功率（200W以下）应用。

3.功率模块超声波发生器。通过调节开关管的占空比来控制输出的功率，具有功耗低，效率高，体积小，重量轻，可靠性好，易于采用数字方式控制。根据功率模块所采用的开关管类型主要有以下两种：

a.使用功率MOS管作为开关器件，根据其自身开关，具有以下优点：开关频率高（100KHZ-1MHZ），抗击穿特性好（没有雪崩效应），驱动电路简单，缺点是导通电阻大，受电流容量的限制，没有做到满功率输出，输出功率也就不尽人意，应用行业面不宽。

b.使用IGBT作为开关器件，它应用于开关频率在20-50khz，功率较大（1500w以上）的超声波发生器中。

下表为超声波发生器主要性能特点