超聲波是一種能量存在的方式，超聲波通過(guò)高頻的振動(dòng)作用于水介質(zhì)，從而產(chǎn)生超聲空化效應(yīng)，這種空化效應(yīng)已經(jīng)在超聲波清洗中得到應(yīng)用，或者超聲波作用于傳聲媒介當(dāng)中，能夠引起媒介之間發(fā)生不同的效應(yīng)，已經(jīng)在基礎(chǔ)學(xué)科研究和工程應(yīng)用開發(fā)都表示出非常廣闊的應(yīng)用前景【l，ZJ。按照超聲波研究?jī)?nèi)容上劃分，可以分為功率超聲和檢測(cè)超聲兩大領(lǐng)域【3兒4l。檢測(cè)超聲是工業(yè)及醫(yī)學(xué)檢查的一種方法之一，也被認(rèn)為是弱超聲的“被動(dòng)應(yīng)用”，功率超聲主要是通過(guò)超聲接觸對(duì)接觸面進(jìn)行高頻的振動(dòng)摩擦，以改變介質(zhì)的一些特性，所以功率超聲也被稱為“主動(dòng)應(yīng)用”【5】。本課題主要是針對(duì)功率超聲波換能器進(jìn)行研究。超聲波的產(chǎn)生主要依靠的是超聲波換能器。超聲波換能器是一種能夠進(jìn)行機(jī)、電能量或者聲、電能量轉(zhuǎn)換的器件。對(duì)于功率超聲換能器而言，換能器通過(guò)壓電材料的壓電效應(yīng)將輸入的高頻電能轉(zhuǎn)換成高頻振動(dòng)的機(jī)械能量。換能器的種類有很多，應(yīng)用的領(lǐng)域也不相同，如磁致伸縮超聲換能器【6J，壓電陶瓷換能器等等。目前研究最為廣泛的是壓電陶瓷換能器，壓電陶瓷換能器是依靠壓電陶瓷的壓電效應(yīng)及逆壓電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換【7J。壓電陶瓷的壓電效應(yīng)是由它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)引起的，壓電材料主要有鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、偏鈮酸鉛、鈮酸鉀鈉、鈦酸鉛等【引。這些電介質(zhì)在某一恰當(dāng)?shù)姆较蚴┘右欢ǖ耐饬r(shí)，會(huì)引起內(nèi)部電極分布狀態(tài)發(fā)生改變，在介質(zhì)的相對(duì)表面上會(huì)出現(xiàn)和外力成正比且極性相反的帶電電荷，這種由外力引起的電介質(zhì)的現(xiàn)象叫做壓電效應(yīng)［91。相反，若在電介質(zhì)上某一恰當(dāng)?shù)姆较蚣由弦欢◤?qiáng)度的外電場(chǎng)時(shí)，會(huì)引起電介質(zhì)內(nèi)部電極分布發(fā)生相應(yīng)的變化，從而產(chǎn)生和外電場(chǎng)強(qiáng)度成正比的應(yīng)變效應(yīng)，這種由于外電場(chǎng)引起的電介質(zhì)的應(yīng)變現(xiàn)象叫做逆壓電效應(yīng)¨…。功率超聲換能是超聲學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)重要的分支學(xué)科。本課題主要針對(duì)壓電陶瓷式功率超聲波換能器展開研究。 20世紀(jì)初期超聲波技術(shù)開始出現(xiàn)，而我國(guó)50年代才開始進(jìn)行大功率超聲的研究【11】。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是電子技術(shù)的發(fā)展，如單片機(jī)、DSP、FPFA等微處理器得快速發(fā)展，微處理器功能越來(lái)越強(qiáng)大，運(yùn)算速度越來(lái)也快，以及IGBT、 MOSFET等功率器件的快速發(fā)展，功率器件的容量不斷的增加，響應(yīng)速度不斷的提高。對(duì)超聲波發(fā)生器的要求也越來(lái)越高，體積越來(lái)越小，功能越來(lái)越強(qiáng)大，越來(lái)越智能，可靠性進(jìn)一步提高。

　　為了有效地實(shí)現(xiàn)換能器運(yùn)行，須有一套良好的變頻裝置作為換能器的電源，目前針對(duì)換能器發(fā)生器電源可以分為兩種：一種是自激式的發(fā)生器，另一種是它激式的發(fā)生器。它激式發(fā)生器相對(duì)于自激式發(fā)生器而言體積小、質(zhì)量輕、功率強(qiáng)、功率連續(xù)可調(diào)、控制更靈活。