一种超磁致伸缩换能器驱动电源的设计与实现_耿金登

一种超磁致伸缩换能器驱动电源的设计与实现

耿金登,王水波,韩笑飞

(长安大学信息工程学院陕西西安 710064)

摘要:设计并实现了一种高效率的稀土超磁致伸缩换能器驱动电源,使换能器和功放的阻抗匹配得到改善。利用开关管的导通与否控制脉冲信号,从而达到驱动换能器的目的。本电源主要配合稀土换能器应用于桥梁和大体积混凝土的超声无损检测领域。数次实际检测效果表明:该电源可以迅速、有效、稳定地驱动稀土超磁致伸缩换能器。

关键词:磁致伸缩;换能器;MOSFET开关管;高频变压器

中图分类号:TN41,TP33 文献标识码:B 文章编号:1004373X(2007)0400103

DesignandRealizationofaPowerSupplyforGiantMagnetostrictiveTransducer

GENGJindeng,WANGShuibo,HANXiaofei

(SchoolofInformation&Engineering,Chang anUniversity,Xi an,710064,China)

Abstract:Thispaperdesignsandrealizesakindofhighefficiencypowersupplyfortransducerwhichappliedwithgiantmagnetostrictive.Thiskindofpowersupplycanimprovetheimpedanceoftransducerandelectrocircuit.Usingswitchtubetocontrolthepulsesignalforsupplyingthetransducer.Thepowersupplyisusedinthedomainofultrasonictestingofconcretewithtransducermainly.Thepracticalityusingeffectindicatesthatthiskindofpowersupplycandrivethetransducerrapidly,effectivelyandstably.

Keywords:magnetostrictive;transducer;MOSFETswitchtube;highfrequencytransformer

1 引言

随着高性能的磁致伸缩材料的快速发展,由其制成的换能器的应用也越来越广泛,涉及到许多先进的民用技术领域和军用技术领域。磁致伸缩换能器能够把大功率的电能转化为很强的超声波振动,发射大功率的超声波,用于金属探伤、水下物体探测、混凝土无损检测等。

由稀土超磁致伸缩材料制成的稀土换能器具有发射功率大、频率高,能量稳定、转换效率高、传播距离远、机械强度高,工作电压低等特点,目前已成功用于海军装备、油井探测、扬声器、噪声与振动控制系统、超声检测、海洋勘探与地下通讯等领域。

稀土超磁致伸缩换能器本身并不能独立工作,他需要与大功率驱动电源配合使用。要产生超声波辐射,必须用驱动电源对其进行激励,给其提供持续的、稳定的能量。这样一来,驱动电源就成了必不可少的模块,其性能的优劣将直接影响到稀土换能器的技术性能和可靠性。

本文主要研究一种高效的稀土超磁致伸缩换能器驱动电源,以便快速、稳定地驱动稀土换能器。

收稿日期:2006

0621

2 驱动电源的设计

由于驱动电源的实际负载为换能器线圈。对换能器的驱动实际上就是对换能器线圈的激励。换能器内部设有发射电路板,配合驱动电源的使用。发射电路板的电路图如图1所示。因此设计该驱动电源的主要工作就有两个,一是平衡负载,产生1000V高压直流输出;二是设计一个同步脉冲产生电路,

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