超声喷丸换能器的高电压阻抗匹配设计

研究了超声喷丸换能器在不同电压下的阻抗特性,设计了针对高电压驱动工况的阻抗匹配方法.首先,采用功率放大器和示波器获取高电压下换能器两端的电压、电流以及相位差,计算得到阻抗特性曲线;其次,以工作频率下的阻抗为基准,计算并联匹配和串联匹配时的电感值,通过对比优选负载电路呈纯阻性的匹配方式,实现有功功率的最大化;最后,将匹配电路结合自制的驱动电源设计了超声喷丸成形驱动系统,利用激光位移传感器对比了匹配前后喷丸枪撞针振幅的变化.结果表明,当以2.6 mH电感串联匹配时测得接入匹配电路后喷丸撞针冲击振幅由2.7 mm升至4.9 mm,验证了所提匹配方法的有效性.