與歐美先進技術同步的新一代超音波系統
京華超音波公司，展出歷時５年研發，於今年6月推出的新一代超音波系統，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。
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
新超音波系統
傳統超音波系統
新系統優勢
諧振頻率控制
超音波頻率相位自動鎖定技術
手動調頻線圈調整
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。
超音波switching主功率元件
全橋式IGBT模組
多顆功率晶體並聯
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。
超音波switching線路
電源單相全橋式交換線路
電源單相半橋式交換線路
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。
超音波焊頭起振斜率控制線路
PWM寬度方式控制全橋式IGBT模組
自激振盪起振方式
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。
超音波功率振幅大小控制
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)
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)
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。
超音波系統後級線路阻抗匹配
匹配於負載特性
匹配於空載特性
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%。
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
