以超声波清洗机为例在不鏽钢清洗槽的底部粘接有一个或多个压电陶瓷元件构成的振子。当用修超声波振子荡电源给振子加上一定频率的交流电压时振子就将电能转化为机械振动。通过清洗槽底传递给清洗液

　　达到清洗的目的。但修超声波振子子在有负载和无负载时其参数有较大差异。右圖是一个谐振频率为38kHz的振子的等效电路将此振子的喇叭口前端置于水中，模拟为稳定的负载用阻抗测定仪（HP一4194A）测定出等效电路参数。可见差异较大若把修超声波振子子作为反馈回路的元件，当其环境（温度‘负载、液位、工件、驱动电压等）变化或自身参数因日久發生变化时就可能破环自激振荡的条件，使振荡不稳定这是自激振荡电路的缺陷。

　　基于此设计制作了这款适应面较宽的他激式超聲波电源系统其功能如下：

　　●锁相环（PLL）控制的他激振荡电路。频率18kHz-60kHz可调

　　●恒流控制的可变开关电源。

　　输出电压范围0-250V

　　●最大输出功率300W。

　　●负载短路及过流保护由于具有PLL电路和恒流控制电路的两个闭环控制配合作用

　　因此可以同时自动控制谐振频率的跟踪和振子的振动强度。锁定修超声波振子子的频率保证功率的稳定输出。本设计自成系统与清洗槽及振子分开。

　　形成獨立的超声波电源因此可以方便灵活地与不同的超声波设备配合使用。另外本系统也可作为超声波设备的检修电源使用。

　　试用情況将制作好的系统分别试用于两台超声波清洗机清洗槽（含振子）一台是1998年产180W、频率35kHz、三振子、振荡很弱的国产机。另一台是2000年产、240W、頻率40kHz、三振子、时振时不振的国产机试用效果令人鼓舞。分别调整频率、输出变压器抽头、电流可以顺和J起振并调整出最大振幅。且妀变液位及增减被清洗的试管量看不出振幅变化，电流表的指示值也基本不变输出功率稳定：工作半小时后四个大功率场效应管的叉指型散热器温度仅45℃。试用时的测定值见附表

　　事实说明，只要频率和功率在本系统容许范围内的修超声波振子子都可以用本系统驅动。

　　电路原理：整个电路由PLL振荡电路、绝缘型栅极驱动电路、半桥输出电路、匹配电路、恒流控制的可变电源电路、交流输入滤波整流电路、低压电源（略）、保护电路（略）组成其结构见左图。频率控制、半桥输出及匹配电路等见下图

　　输入到压控振荡电路（VCO）。误差放大器的反馈回路选用了响应速度快的延迟、超前型环形滤波器直流增益为10倍（1M/100k）。VCO由开关穩压器IC6（MC34025P）内部电路提供可以获得宽的频率变化范围，且与后续的半桥输出电路匹配良好IC6内部振荡器的频率由其内部充放电的Ct、Rt决定，这里将Rt端的外接电阻用运放IC5a和三极管V1取代构成恒流电路控制流过Rt端的电流，达到频率的自动追踪在有负载的情况下。当振荡频率低於振子谐振频率时振子匹配电路的阻抗呈容性。振子电流相位超前干电压则鉴相电路输出正脉冲，使下级误差放大器输出负电位VCO振蕩频率上升：当振荡频率高于振子谐振频率时。匹配电路的阻抗呈感性电流相位滞后，鉴相器输出负脉冲使误差放大器输出正电位，洇而振荡频率下降频率可变范围由IC5a的输入电阻R19（1MΩ）决定，可达18kHz-60KHz；W2作中心频率f0（即振子谐振频率）的调整。W3作频率微调

判断修超声波振子子的好坏可鉯从一下几点进行：

在安装修超声波振子子时晶片出现裂缝；

压电陶瓷本身问题，如内部分层；

变幅杆、模具的设计装配出现问题；

同心喥差造成的应力杆周围零件相碰

2、动态电阻，压电振子串联支路的电阻在相同的支撑条件下越小越好。对于清洗或焊接振子来说一般在5Ω-20Ω之间。如果太大的话，振子或振动系统工作会有问

题，如电路不匹配或转换效率低、振子寿命短 

3、机械品质因素，以电导曲线法确定Qm＝Fs /(F2－F1)，Qm越高越好因为Qm越高，振子的效率越高；但Qm必须与电源匹配Qm值太高时，电源无法匹配对于清洗振

子来说，Qm值越高越好一般来说，清洗振子的Qm要达到500-1000之间太低的话，振子效率低太高的话，电源无法匹配对于超声焊接或加工来说，振子本身的Qm值

一般茬50-1000左右整机系统在，太低的话振动效率低，但是也不能太高因为Qm越高，工作带宽越窄电源难以匹配，即：电源难以工作在谐振频率点

4、自由电容，压电器件在1kHz频率下的电容值此值和数字电容表测得的值是一致的。这个值减掉动态电容C1就可以得到真正的静电容C0C0＝CT－C1。使用时要以电感

对C0进行平衡在清洗机或超声加工机器的电路设计中，正确地平衡C0可以提高电源的功率因素使用电感平衡有两种方法，并联调谐和串联调谐 

5、反谐振频率，压电振子并联支路的谐振频率在这个频率下，压电振子的阻抗Zmax大如果反谐振阻抗Zmax很低，則振子有问题