Jak se vyvíjel ultrazvukový generátor?

  Ultrazvukový generátor (nebo napájecí zdroj) je zařízení používané ke generování a poskytování ultrazvukové energie ultrazvukovému převodníku, aby pracoval na rezonanční frekvenci. Podle způsobu buzení jej lze rozdělit na dva typy: jeden je jiný-buzení, druhý je samobuzení. Druhý buzený ultrazvukový generátor se skládá hlavně ze dvou částí: generátoru signálu na předním stupni a výkonového zesilovače na zadním stupni. Obvykle se ultrazvuková energie přidává do ultrazvukového měniče připojením výstupního transformátoru. Samobuzený ultrazvukový generátor spojuje generátor signálu, výkonový zesilovač, výstupní transformátor a ultrazvukový měnič do celku a vytváří uzavřenou smyčku, která umožňuje celému ultrazvukovému generátoru generovat dostatek energie prostřednictvím amplitudové a fázové zpětné vazby, takže ultrazvukový měnič může automaticky udržovat rezonanci na mechanické rezonanční frekvenci. 

  S rychlým rozvojem vědy a techniky se rychle vyvíjela výkonová elektronická zařízení. Dosud bylo vyvinuto mnoho výkonových elektronických zařízení s různými principy a charakteristikami. Jedno zařízení určuje generaci technologie výkonové elektroniky. Vývoj ultrazvukového generátoru je také neoddělitelný od vývoje zařízení výkonové elektroniky a do jisté míry i s jeho vývojem. Podle typů zařízení používaných v koncovém stupni výkonového zesilovače ultrazvukového generátoru můžeme vidět několik fází jeho vývoje:

1. První produkty používaly elektronické elektronky a poté se vyvinuly na tyristorový invertovaný ultrazvukový generátor. Mají mnoho nedostatků a byly odstraněny.

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，很难调整到超整到超整到超整到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。

2. Ultrazvukový generátor tranzistorového typu. Pro ultrazvukový generátor jsou vhodné všechny druhy obvodů úrovně OCL a OTL výkonového zesilovače. Okruh je vyzrálý a náklady jsou nízké, ale objem je velký a hmotnost je těžká. Je obtížné přizpůsobit se frekvenčnímu rezonančnímu bodu ultrazvukového měniče. Výstupní výkon je omezen výkonovým tranzistorem a nemůže dosáhnout požadovaného efektu. Není snadné používat moderní digitální metody, pouze v aplikacích s nízkým výkonem (méně než 200 W).

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：

3. Výkonový modul ultrazvukový generátor. Úpravou pracovního cyklu přepínače pro řízení výstupního výkonu má nízkou spotřebu energie, vysokou účinnost, malé rozměry, nízkou hmotnost, dobrou spolehlivost, snadno použitelné digitální ovládání. Podle typu přepínače použitého v napájecím modulu existují dva hlavní typy:

    A. Použití výkonového MOS tranzistoru jako spínacího zařízení podle vlastního spínače má tyto výhody: vysoká spínací frekvence (100KHZ-1MHZ), dobrá průrazná odolnost (žádný lavinový efekt), jednoduchý budicí obvod, nedostatky jsou vysoký odpor při zapnutí, omezený proudovou kapacitou, nedosahuje plného výkonu, výstupní výkon nestačí. To znamená, že aplikační průmysl není široký.

    b. IGBT se používá jako spínací zařízení. Používá se v ultrazvukovém generátoru se spínací frekvencí 20-50 kHz a vysokým výkonem (nad 1500w).

Hlavní výkonové charakteristiky ultrazvukového generátoru  :

	Elektronová trubice ​ G generato r	tranzistoru GGenerátor	Generátor napájecího modulu
Linkový režim	jednoduchý	sim p le	jednodušší
Objem​	B ig	Střední	Malý
Hmotnost	Těžký	Střední	Světlo
E účinnost	Nízká ( 40 % )	Střední ( 60-70% )	Vysoká ( 80-90% )
Moc	Střední	Nízký	Vysoký
Plýtvání energií	Vysoký	Střední	Nízký
Náklady	Nízký	Nízký	Vysoký
Stupeň  automatizace	Nízký	Střední	Vysoký
P ochranný obvod	jednoduchý	Střední	komplex