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新產品技術發表

與歐美技術同步全自動調頻超音波塑膠熔接機

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             與歐美先進技術同步的新一代超音波系統      

 

   

  京華超音波公司歷經5年研發,於2012/6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BransonDukenTelsonicRincoKLNMecasonic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。

2IGBT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

1PWM: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(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

   鈕的線性振幅調(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510%

   。

 

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

4PWM技術,控制超音波振幅、50%100%線性調整

5PWM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

69段超音波斜率起振控制,以適應不同特性焊頭

7LCD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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