在石油、化工、冶金、热电、制糖、食品等行业中,换热传热设备、蒸发冷却设备及金属管道内的结垢问题一直是行业的一大难题。由于积垢传热效能差,给工业生产带来不必要的巨大开支。超声波除垢方法与传统除垢方法相比,具有节省资金、节约能源、减少环境污染等优势。超声波除垢设备由超声波发生器和换能器两部分组成。超声波发生器为换能器供电,换能器将电能转换成动能。本文主要对大功率超声波发生器进行了理论分析与设计。首先,简要介绍了超声波发生器原理;提出了多种功率放大电路结构,并进行了选择;总结了多种频率跟踪方法,并在此基础上设计了一种频率扫描跟踪方式;讨论多种功率调节方式,并确定了最终本设计中的方案;对功率开关器件IGBT进行了选型,并进行了可行性分析;探讨了IGBT的驱动与保护技术,并进行了电路设计;详细介绍了频率跟踪电路的设计。然后,提出设计一款2kW/20kHz样机,对主要设计内容,比如:整流滤波电路、逆变器电路、匹配电路的设计及器件选型进行了详细的介绍。最后,在PSpice环境下对设计方案进行了仿真,并对仿真结果进行了分析。仿真结果验证了设计方案的可行性。本文中提到的频率跟踪电路、IGBT大功率设计方案等与过去的设计有所不同,解决了传统超声波发生器频率跟踪困难、功率低等问题。除此之外,论文对超声波发生器的设计过程进行了详尽的介绍,这在过去的论文中是没有的。因此,本文具有一定的参考价值。