在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只

是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。

所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达

1——3 亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩

具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内地。所以，学习单片机在我国是有着广阔前景的。 1.6 现代逆变电源的发展现状

逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变换的装置，它从交流或直流输入获得稳压恒频的交流输出。逆变电源技术是一门综合性的专业技术，它横跨电力、电子、微处理器及自动控制等多学科领域，是目前电力电子产业和科研的热点之一。逆变电源广泛应用于航空、航海、电力、铁路交通、邮电通信等诸多领域， 其主要发展趋势分为以下几个方面： 1. 高频化

PWM开关电源按硬开关模式工作时，在开关过程中，功率开关器件的电压

和电流波形有交叠，因而开关损耗大。高频化可以缩小感性元件和容 性元件的体积重量，但开关频率越高，开关损耗越大。为此，必须采取措施来提高高开关频率DC/DC转换器的效率。人们研究了在开关过程中开 关器件的电压和电流波形不相交叠的技术，即所谓零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）技术，总称为软开关技术（相对于PWM硬开关技术而言）。 除了减小开关损耗以外，应用软开关技术还可以大大降低开关的噪声，以及减小了开关电源对外界的电磁干扰。 2. 大容量技术

先如今的科技主要追求体积小容量大的方面，电路方面也不例外，在器件中多种的串联和并联目的就是为了提升容量，另一方面也可以将多个电源进行串连并连，其目的也是为了更好的提升容量。超声波技术的不断发展变将逆变电源的大

容量化转化成了最为迫不及待解决的问题。

1.6.1智能化控制

在有可靠的要求的前提下提高电源的可靠性，逆变电源正在一步一步朝向现代化、智能化发展，下一代的发展目标为具有远程控制、有只能接口的计算机、可以诊断故障的智能电源等等。 1.7 超声电源的定义

超声电源也称为超声波功率源、超声波发生器，超声电源系统的主要部分由整流滤波电路、直流斩波电路、推挽逆变电路、匹配电路、换能器和反馈电路等部分组成，硬件电路包括功率调整电路、BUCK变换电路、逆变主电路、驱动主电路、滤波电路和反馈主电路等。其中功率调整电路是对输入信号进行调整；BUCK变换电路即为降压变换电路，是用于直流的降压变换；逆变电路是指将低电压变为高电压，把直流电变为交流电的电路，它的基本作用是在控制电路的控制下将中间的直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源；驱动电路的基本任务是将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求转换为加在电力电子器件控制端间，可以使其开通或关断信号；滤波电路的作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变滑；反馈电路是将放大器输出信号的一部分或全波回收到放大器输入端与输入信号进行比较并用所比较所得的有效输入信号去控制输出

本课题的选题背景意义

随着时代的发展和进步，超声技术越来越融入现实中，代表了如今世界领先的技术，在生物治疗，超声洗衣，零件器件加工等多种领域中有强烈的表现和出色的效率，采用了超声系统的加工技术不但在环境污染方面和传统的模式有着巨大的改善，而且在加工过程中的速度和效率都有着巨大的提升，还可以完成一

般的科学技术完成不了的任务，而超声电源在各种领域内都有涉及，它是每个机械都不可缺少的部分，电源即为机械的根本，也是器件的头一道工作过程，对研究超声电源越广泛越精湛可以使所有领域的器件有了一个定心丸，因此，本课题所设计的超声电源在工业、农业、电子信息、医疗卫生、环境环保等多个领域具有重要的意义。

由于我国研究起步较晚，超声发生器的发展满足不了我国各大领域的顶级器件，所有对超声系列未来的发展可以说是十分广阔、前途无量，因此我国对研究超声技术的人员需求量越来越大，从事这一行业的研究人员也越来越多，大大的推进了我国的超声技术的发展，超声波电源和超声技术正在朝向全现代化、数字化、多面化发展、具有科技领先并有智能接口还可以实现远程控制的超声电源是未来几年我国迈向科技发达大国的发展趋势也同样是必经之路。

2 模拟与超声电源的基本电路

2.1 模拟电路超声波发生器

超声波发生器采用现如今科技领先的他激式的振荡电路结构，和自激式振荡电路相比较在功率的输出上可以增加百分之十以上，在用超声波发生器下的电路采用的是开关电源电路和线性放大电路，两种电路各有优点。

会有一个特定的频率信号在超声波发生器中产生，这个信号有很多种，可以是正弦信号也可以是脉冲信号，这个发出的指定信号是换能器在工作中所产生的频率，一般的超声波频率为20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz、80KHz、100KHz或者以上未大量使用。

超声波发生器又分很多种，比如可调超声波发生器、100W/300W超声波发生器、小功率超声波发生器、高频超声波发生器、大功

率超声波发生器、数字显示超声波发生器。 2.1.1超声波振荡器

超声波振荡器是频繁的利用高频声波不断的产生震荡，可对做到对溶液搅拌用来清洗器皿，还可以利用超声波振荡器用来融入到洗衣机机里洗衣服，采用全不锈钢结构，耐酸耐碱，且美观实用。超声波振荡器采用分体式结构，用高频线把超声发生器和震板连接起来，让对其保养和使用起来更加方便，安装起来更加灵活，布置简单。

超声波震荡器为一种用于在诸如新成型的线材股等压延金属工件的邻域中产生紊动的超声波振荡器。

一种用于使得工件受到紊动液流作用的超声波振荡器，包括：一个第一槽；配置在所述第一槽中的液体，其中在振荡器操作中，工件浸没在所述液体中；连接到所述第一槽从而与所述液体有机械联系的一个换能器，所述换能器的结构是在所述液体中产生超声波，从而在邻接工件的液体中产生紊流；以及连接到所述换能器用于引起所述换能器以至少100KHZ的频率振荡的一个换能器驱动系统。

超声电源系统主要由整流滤波电路、直流斩波电路、推挽逆变电路、匹配电路、换能器和反馈电路等部分组成。超声波电源的原理结构如图1所示。

图1 超声波电源系统原理结构

3 硬件电路结构

电源输入为交流市电，在进行了整流滤波后，得到大约300V左右的直流电。超声电源整体电路框架如图2所示。使用降压式变换器用于调压，根据输出电压的要求，可以通过软件编程改变驱动开关管PWM信号的占空比，以得到不同的输出电压。与财通电路配合，可对输出进行稳压和限流保护。

图2 超声电源整体电路框图 3.1 功率调整电路

近年来单级PFC的研究集中于如何简化传统的PFC控制电路结构，避免对输入电压采样和使用复杂的模拟乘法器。相关文献中提出的单周期控制（One-CycleControl，OCC）的PFC电路很好的解决了这个问题。目前已有两种基于单周期控制的PFC芯片，它们不仅渐变可靠，而且外围所需元件少。为PFC电路的设计提供了优秀解决方案。本电路采用了英飞凌公司的ICE2PCS01功率调整芯片。它与同款的IR1150相比较性能可靠，容易调整（图3功率调整电路）。T1是扼流线圈、D7是电桥、U2是ICE2PCS01。电路参考ICE2PCS01应用文档。