京華超音波公司,推出新一代超音波系統,採用全橋IGBT模組做為功率轉換元件以取代傳統功率晶體,改善傳統超音波系統負載熔接特性、負載振幅維持率及焊頭起振特性,提高產品熔接品質。配置在京華超音波的塑膠熔接機、金屬熔接機系列產品上,可提升高品質的超音波熔接技術及服務,此技術之開發成功,讓京華超音波在高端之超音波應用上,完全與歐美Branson、Duken、Telsonic、Rinco、KLN、Mecasonic一流品牌,技術同步,領先台灣及中國同業至少10年以上。
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京華超音波公司董事長李清分表示,新一代超音波系統的優
勢是更換超音波焊頭時,自動控制諧振頻率,免手調頻率及避免
焊頭溫升導致頻率偏移。採用全橋IGBT模組取代傳統功率晶體,
提高switching時的電流及轉換效率,使超音波振動子約提高15
%振幅量,與傳統系統配置相同增益比的booster時可得到較高
振幅,焊頭設計增益比可適度下降,得到較佳的熔接效果及增長
焊頭壽命。以IGBT最大導通直流電壓及由小變大的脈波寬度,搭
配脈波由小變大的時間,觸發IGBT
switching,可降低超音波起
振時的高壓,相對降低焊頭起振時的顫抖。新系統後級諧振線路
阻抗,匹配於負載時的特性,其負載熔接時的振幅會比空載時提
高約15%。
新超音波系統介紹
新一代超音波系統將配置於京華超音波公司塑膠熔接機、
金屬熔接機系列產品、為業界提供高品質的超音波熔接技術及
服務。
新超音波系統與傳統系統差異性及特點說明
項次
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新超音波系統
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傳統超音波系統
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新系統優勢
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諧振頻率控制
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超音波頻率相位自動鎖定技術
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手動調頻線圈調整
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1、更換超音波焊頭時,自動
控制諧振頻率,免手調頻
率。
2、避免焊頭溫昇導致頻率偏
移,影響熔接特性。
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超音波switching主功率元件
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全橋式IGBT模組
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多顆功率晶體並聯
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1、採用IGBT模組改善多顆功
率晶體並聯後,switching
時,每顆功率晶體開關速
度不同而燒毀。
2、IGBT模組耐電流特性較佳。
3、縮小switching線路體積。
4、提升switching轉換效率。
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超音波switching線路
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電源單相全橋式交換線路
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電源單相半橋式交換線路
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1、採用全橋式交換線路,提
高switching時的電流及轉
換效率,因此可在輸出變
壓器圈數比較低時,使超
音波振動子得到較高的振
幅,與傳統系統比較約高
出15%的振幅量。
2、因有以上特性因此:
a、與傳統半橋系統配置
相同增益比之booster
時可得到較高振幅,焊
頭設計增益比可適度下
降,得到較佳的熔接效
果及增長焊頭壽命。
b、熔接需高振幅場合時以
相同焊頭及相同增益
比booster下,可比原
系統提高15%的振幅量。
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超音波焊頭起振斜率控制線路
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PWM寬度方式控制全橋式IGBT模組
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自激振盪起振方式
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1、PWM:以IGBT最大導通直流
電壓及由小變大的脈波寬度
,搭配脈波由小變大的時間
,觸發IGBT switching,來
降低超音波振動子起振時的
高壓,亦相對降低焊頭起振
時的顫抖。
2、原系統的缺點為:超音波
起振由振動部組的焊頭Q值
決定起振特性,高Q值(高
振幅增益比、子母HORN…
等種類焊頭),在傳統超音
波系統起振電壓高,容易
產生起振時的顫抖,影響
焊頭壽命及熔接效果。
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超音波功率振幅大小控制
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PWM寬度方式控制超音波功率及振幅大小(振幅調整線性控制)
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SCR觸發角度或變更輸出變壓器圈數比,控制超音波功率及振幅大小(振幅調整非線性控制)
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1、新系統以觸發IGBT脈波的
寬度控制超音波振幅及功
率,由於以軟硬體控制因
此可得面板VR旋鈕的線性
振幅調整(以2倍 BOOSTER
為例,VR調整50%(振幅約
16µ),75%(振幅約24µ),
100%(振幅約32µ)。
2、傳統系統以VR的調整電壓
控制SCR的觸發角度,以控
制AC電壓的來源大小或變
更輸出變壓器2次側圈數比
,控制超音波振幅及功率
大小,除了振幅非線性外
,振幅大小變化範圍亦較
小。
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超音波系統後級線路阻抗匹配
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匹配於負載特性
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匹配於空載特性
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1、新系統後級諧振線路阻抗
,匹配於負載時的特性,
因此其負載熔接時的振幅
會比空載時提高約10%。
2、傳統系統後級諧振線路阻
抗匹配於空載時的特性,
因此其負載熔接時的振幅
會比空載時降低約5∼10%。
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新超音波系統由於以上所述的特殊設計技術,因此具備以下特點
新超音波系統十大特點:
1、自動超音波焊頭頻率控制、免調焊頭諧振點
2、特殊線路設計,補償負載熔接振幅,提高熔接能力
3、採用全橋式IGBT模組作為功率驅動元件,提升耐用性
4、PWM技術,控制超音波振幅、50%∼100%線性調整
5、PWM技術,控制超音波起振特性,降低高壓起振時焊頭的抖動
以保護焊頭
6、9段超音波斜率起振控制,以適應不同特性焊頭
7、LCD顯示超音波頻率及振幅百分比,一目瞭然
8、超音波頻率偏移及高電壓過載保護
9、自動控頻技術,避免焊頭溫昇導致頻率偏移,影響熔接特性
10、開機自動超音波檢測
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