超声波按摩器设计

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1、超声波按摩器设计超声波按摩器的工作原理是利用压电陶瓷的逆压电效应，在激励信号的作用下产牛超声振动，它突破传统按摩器的理念，具有许多独特的优点，成为新型按摩器领域研究的热点。本文展开了超声波发生器研究，以满足超声波按摩器电源发展及应用的要求。本文作了以下研究工作：概述了超声波按摩器电源的工作原理及特点，介绍了超声波发生器的现状及研究存在的问题。通过对超声波发生器等效电路的分析，超声波发生器能量转换和传递过程分析，得击了超声波按摩器电源的技术要求。通过分析传统驱动电源现有方案，得到了新型驱动电源方案，并完成了新型驱动电源设计，制造了样品。通过实验与理论分

2、析，提出了一种新型超声波按摩器电源，即采用推挽式结构，并完成了具体电路设计。本文研究的超声波按摩器电源，设计频率调节范围在20kHz〜30kHz之间，通过现有超声波发牛器实验测试，木超声波按摩器电源实际调节范围在14〜250kHz,实现较宽频率范围调节。变压器工作频率固定，通过电位器可以实现对频率的调节，满足了人们在不同频率下实现按摩，解决了传统按摩器只能在固定频率下按摩的问题。关键词：超声波IR2155PWM变压器1前言12概述12.1超声波发生器电源技术的发展概况12.1.1电子管放大器12.1.2晶体管模拟放大器22.1.3晶体管开关型放大器2

3、2.2设计方案选择32.2.1设计方案1---以IR2103推挽式升压逆变电路32.2.2设计方案2一-以IR2155推挽式升压逆变电路33总体设计43.1工作原理43.2系统总图44硬件设计44.1IR2155驱动电路44.1.1IR2155驱动电路的工作原理44.1.2IR2155驱动电路产牛PWM计算64.2推挽式DC-AC主电路设计74.2.1电源拓扑结构比较74.2.2推挽变换器拓扑分析105变压器模块分析与设计125.1磁性材料和磁芯结构125.2磁芯重要参数145.3变压器损耗分析155.4变压器设计176功率模块设计226.1主功率开

4、关管选型226.2MOSFET具体参数确定246.3MOSFET驱动电路266.4功率模块保护电路设计297制作与调试307.1实物制作307.1.1硬件电路的布线与焊接304.1.2负载压电陶瓷片的制作314.1.3整体实物317.2调试328结语33致谢35参考文献36英语摘要38附录1温升与单位表面功耗关系表39附录2磁芯结构参数表39附录370°C时铜线的渗透深度40附录4系统总图40超声波是指频率超过2万赫兹以上，不能引起正常人听觉的机械振动波，其振动波具有机械作用、温热作用和化学作用。超声波按摩器利用超声波的三大作用，在人体而部进行治疗和

5、按摩保养，以达到美容目的。机械作用：超声波功率强、能量大，作用于面部可以使皮肤细胞随Z振动,产生微细的按摩作用，改变细胞容积，从而改善局部血液和淋巴液的循环，增强细胞的通透性，提高组织的新陈代谢和再牛能力，软化组织，刺激神经系统及细胞功能，使皮肤富有光泽和弹性。温热作用：通过超声波的温热作用，可以提高皮肤表而的温度，使血液循环加速，增加皮肤细胞的养分，使神经兴奋性降低，起到镇痛的作用，使痉挛的肌纤维松弛，起到解痉的作用。超声波的热是内生热，热量的79%〜82%被血液自作用区运走，18%〜21%由热传导而分散至临近组织中，因此，病人无明显热感觉。化学作

6、用：超声波可以加强催化能力，加速皮肤细胞的新陈代谢，使组织pH值向碱性方向变化，减轻皮肤炎症伴有的酸屮毒及疼痛。同时可以提高细胞膜的通透性，使营养素和药物解聚，利于皮肤吸收营养，利于药物透入菌体，提高杀菌能力。超声波按摩器的具体功能如下：软化血栓，消除“红脸治疗和消除脸部微细血管变形、血液循环障碍引起的面部红丝、红斑，以及因嫡虫感染而引起的面部红斑或酒渣鼻。2概述2」超声波发生器电源技术的发展概况超声波发生器发展可以分为三个大的阶段：第一个阶段是采用电子管放大器；第二个阶段是采用晶体管模拟放大器；第三个阶段是采用晶体管数字（开关）放大器。2.1.1电

7、子管放大器在上世纪80年代前，信号的功率放大还采用电子管。采用电子管的唯一好处是它的动态范围较宽，这个好处对于音频放大器致关重要，但对超声波发生器没有什么用处，因此一旦功率晶体管岀现后即遭淘汰。电子管的缺点很多，例如：功耗大、体积大、寿命短、效率低。2.1.2晶体管模拟放大器上世纪80年代到90年代中旬，功率晶体管发展已非常成熟，各种OCL及OTL电路均适用于发牛器，信号发牛器产牛一个特定频率的正眩波经前置放大器进行信号放大，推动功率放大器进行功率放大，再经阻抗变换提供给换能器，其中VCC、VEE是通过变压、整流、滤波后的直流电源。但模拟功率放大器有

8、几个缺点：(1)功耗较大。由于OTL、OCL电路理论效率只有78%左右，实际效率更低，功耗大，导致功率管发热