CH708887A2

CH708887A2 - Means for ultrasonic treatment.

Info

Publication number: CH708887A2
Application number: CH01951/13A
Authority: CH
Inventors: Felipe Walter Messerli
Original assignee: Felipe Walter Messerli
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2015-05-29
Also published as: EP3071339A1; WO2015074160A1

Abstract

Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Ultraschallbehandlung hat zumindest einen Aktuator (7), welcher einem Becken (1) für die Aufnahme der zu behandelnden Gegenstände zugeordnet ist. Die Einrichtung hat auch ein Steuergerät (10) für die Ansteuerung des Aktuators. Das Steuergerät (10) ist so ausgeführt, dass es Schwingungen variabler Frequenz innerhalb einer grossen Bandbreite bei variabler Spannungsamplitude für unterschiedliche Aktuatortypen und Aktuatoranzahlen liefern kann.The device according to the invention for ultrasound treatment has at least one actuator (7), which is associated with a basin (1) for receiving the objects to be treated. The device also has a control unit (10) for controlling the actuator. The controller (10) is designed to provide variable frequency oscillations within a wide bandwidth at variable voltage amplitude for different types of actuators and actuator counts.

Description

Beschreibung description

[0001 ] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ultraschallbehandlung mit zumindest einem Aktuator, welcher einem Becken für die Aufnahme der zu behandelten Gegenstände zugeordnet ist, und mit einem Steuergerät für die Ansteuerung des Aktuators. The present invention relates to a device for ultrasonic treatment with at least one actuator, which is associated with a basin for receiving the objects to be treated, and with a control device for the control of the actuator.

[0002] Solche Einrichtungen sind bereits bekannt. Eine dieser Einrichtungen ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Diese Einrichtung umfasst ein Becken 1 , in welchem sich die zu behandelten Gegenstände, beispielsweise aus einem Halbleitermaterial befinden können. Dieses Becken 1 ist während des Betriebes der Einrichtung mit einer Behandlungsflüssigkeit gefüllt, in welcher die zu behandelten Gegenstände eingetaucht sind. Ultraschallschwingungen werden in die Behandlungsflüssigkeit mit Hilfe eines Transducers 2 eingeleitet, welcher der Aussenseite (und/oder Innenseite) des Beckenbodens 4 zugeordnet ist. Such devices are already known. One of these devices is shown schematically in Fig. 1. This device comprises a basin 1 in which the objects to be treated, for example made of a semiconductor material, can be located. This basin 1 is filled during operation of the device with a treatment liquid in which the objects to be treated are immersed. Ultrasonic vibrations are introduced into the treatment liquid by means of a transducer 2, which is assigned to the outside (and / or inside) of the pelvic floor 4.

[0003] Der Transducer 2 kann auf einer Schwingplatte 3, beispielsweise aus Metall, oder direkt auf dem Beckenboden 4 angeordnet befestigt sein. Eine der Grossflächen der Schwingplatte 3 ist der Aussenseite (und/oder Innenseite) des Beckenbodens 4 in einer derartigen Weise zugeordnet, dass die Ultraschallschwingungen von der Schwingplatte 3 in den Beckenbogen 4 möglichst wirkungsvoll übertragen werden. Der Beckenboden 4 gibt seine Ultraschallschwingung dann weiter an die Behandlungsflüssigkeit. Die Ultraschallschwingung pflanzt sich in der Flüssigkeit als eine Welle fort. Beim Auftreffen auf die behandelten Teile verursacht diese Welle Kavitation an der Oberfläche der Teile. Auf der dem Beckenboden abgewandten Grossfläche der Schwingplatte 3 sind Piezoelemente 7, 8 und 9 des Transducers 2 aufgebracht, die mit einem Steuergerät 10 mittels Leitern 6 elektrisch verbunden sind. Sinngemäss können die Transducer 2 auch an bzw. in den Beckenwänden angeordnet sein. The transducer 2 may be mounted on a swing plate 3, for example made of metal, or arranged directly on the pelvic floor 4. One of the large surfaces of the vibrating plate 3 is assigned to the outside (and / or inside) of the pelvic floor 4 in such a manner that the ultrasonic vibrations are transmitted from the vibrating plate 3 in the basin bow 4 as effectively as possible. The pelvic floor 4 then passes its ultrasonic vibration to the treatment liquid. The ultrasonic vibration propagates in the liquid as a wave. When hitting the treated parts, this wave causes cavitation on the surface of the parts. Piezo elements 7, 8 and 9 of the transducer 2, which are electrically connected to a control device 10 by means of conductors 6, are applied to the large area of the oscillating plate 3 facing away from the basin bottom. Analogously, the transducers 2 can also be arranged on or in the basin walls.

[0004] Als Transducer 2 werden industriell einsetzbare Bauteile bezeichnet, welche Ultraschallschwingungen erzeugen und diese an das Behandlungsmedium optimal abgeben. Ein Transducer 2 bestehen aus einem oder aus mehreren piezokeramischen Aktuatoren 7, 8 und 9, die in geeigneter Form zusammengebaut und angeordnet sind. Diese Aktuatoren 7, 8 und 9 haben Scheiben- oder plattenförmige Piezokeramikkörper mit metallisierten Oberflächen. Diese Oberflächen dienen als Elektroden für die elektrische Anregung einer mechanischen Schwingung im Keramikkörper. Der mechanische Aufbau der Aktuatoren bestimmt die Schwingungsmodi und die Schwingungsamplituden der Aktuatoren. In diesen Aktuatoren 7, 8 und 9 treten mehr oder weniger ausgeprägte Resonanzstellen auf. As a transducer 2 industrially usable components are called, which generate ultrasonic vibrations and deliver them optimally to the treatment medium. A transducer 2 consist of one or more piezoceramic actuators 7, 8 and 9, which are assembled and arranged in a suitable form. These actuators 7, 8 and 9 have disc or plate-shaped piezoceramic body with metallized surfaces. These surfaces serve as electrodes for the electrical excitation of a mechanical vibration in the ceramic body. The mechanical structure of the actuators determines the vibration modes and the vibration amplitudes of the actuators. In these actuators 7, 8 and 9 occur more or less pronounced resonance points.

[0005] Technologisch bedingt, stellen Piezokeramik-Aktuatoren primär kapazitive Lasten dar. Nur im Bereich der Resonanzstellen zeigen sie ohmsches und induktives Impedanzverhalten. Die Leistungselektronik 10 für die Ansteuerung der Transducer 2 muss deshalb in der Lage sein, neben den Wirkströmen hohe kapazitive Blindströme mit kleinen Verlusten zu liefern. Beim Stand der Technik ist dies ohne Bauteilanpassung nur in einem engen Frequenzbereich möglich. Technologically conditioned, piezoceramic actuators are primarily capacitive loads. Only in the field of resonance points they show ohmic and inductive impedance behavior. The power electronics 10 for the control of the transducer 2 must therefore be able to deliver high capacitive reactive currents with small losses in addition to the active currents. In the prior art, this is possible without component adaptation only in a narrow frequency range.

[0006] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Einrichtung der eingangs genannten Gattung so auszuführen, dass sie den genannten Nachteil sowie noch weitere Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. The object of the present invention is to carry out the device of the type mentioned so that it does not have the mentioned disadvantage as well as other disadvantages of the prior art.

[0007] Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

Fig. 1 schematisch eine der vorbekannten Einrichtungen der vorliegenden Gattung, 1 shows schematically one of the known devices of the present type,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung, mit deren Hilfe die Verluste, welche beim direkten Schalten von kapazitiven Lasten entstehen, vermieden werden können, 2 shows a circuit arrangement with the aid of which the losses, which occur during the direct switching of capacitive loads, can be avoided,

Fig. 3 eine weitere Schaltungsanordnung, mit deren Hilfe die Verluste, welche beim direkten Schalten von kapazitiven Lasten entstehen, vermieden werden können, 3 shows a further circuit arrangement with the aid of which the losses, which occur during the direct switching of capacitive loads, can be avoided,

Fig. 4 Impulsmuster ohne Vorladung, mit welchen die Schaltungsanordnungen gemäss Fig. 2 und 3 angesteuert werden können, 4 pulse pattern without precharge, with which the circuit arrangements according to FIGS. 2 and 3 can be controlled,

Fig. 5 Impulsmuster mit Vorladung, mit welchen die Schaltungsanordnungen gemäss Fig. 2 und 3 angesteuert werden können, 5 pulse pattern with precharge, with which the circuit arrangements according to FIGS. 2 and 3 can be controlled,

[0008] Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung bzw. eine Steuervorrichtung 10, welche zur Ansteuerung von Aktuatoren 7, 8 und 9 des Transducers 2 verwendbar ist. Diese Steuervorrichtung 10 weist ein Speisegerät 15 auf, welches die vorliegende Schaltungsanordnung mit elektrischer Energie aus dem Netz versorgt. Parallel zu diesem Speisegerät 15 ist ein erster Kreis 16 der Steuervorrichtung 10 geschaltet, welcher aus zwei in Serie geschalteten Kondensatoren 17 und 18 besteht. Zum Speisegerät 15 parallel ist ausserdem auch ein zweiter Kreis 20 geschaltet. Dieser zweite Kreis 20 setzt sich aus zwei Ästen 21 und 22 zusammen, welche in Serie geschaltet sind. Es ist ein Grundleiter 23 vorgesehen, welcher die einzelnen Teile dieser Schaltungsanordnung miteinander verbindet. Fig. 2 shows a circuit arrangement or a control device 10, which can be used to drive actuators 7, 8 and 9 of the transducer 2. This control device 10 has a power supply 15, which supplies the present circuit with electrical energy from the network. Parallel to this supply device 15, a first circuit 16 of the control device 10 is connected, which consists of two capacitors 17 and 18 connected in series. In addition to the power supply 15 in parallel, a second circuit 20 is also connected. This second circle 20 is composed of two branches 21 and 22, which are connected in series. There is a base conductor 23 is provided, which connects the individual parts of this circuit arrangement together.

[0009] Der erste Ast 21 des zweiten Kreises 20 weist zwei in Serie geschalteten MOS-FET-Transistoren 24 und 25 sowie eine Diode 26. Der zweite Ast 22 des zweiten Kreises 20 weist zwei in Serie geschalteten MOSFET-Transistoren 27 und 28 sowie eine Diode 29 auf. Zwischen den Ästen 21 und 22 gibt es einen Mittelpunkt 30. Je eine dieser Dioden 26 und 29 ist The first branch 21 of the second circuit 20 has two series-connected MOS-FET transistors 24 and 25 and a diode 26. The second branch 22 of the second circuit 20 has two series-connected MOSFET transistors 27 and 28 and a Diode 29 on. Between the branches 21 and 22 there is a midpoint 30. Each of these diodes 26 and 29 is

2 an den Mittelpunkt 30 unmittelbar angeschlossen. Die Dioden sind gleich polarisiert. Zwischen den in Serie geschalteten Kondensatoren 17 und 18 des ersten Kreises 16 gibt es ebenfalls einen Mittelpunkt 31 in den Kreisen 16 und 20. Die Mittelpunkte 30 und 31 sind verbunden. 2 directly connected to the midpoint 30. The diodes are polarized the same way. Between the series capacitors 17 and 18 of the first circuit 16, there is also a center 31 in the circles 16 and 20. The centers 30 and 31 are connected.

[0010] Einen weiteren Mittelpunkt 33 gibt es zwischen den in Serie geschalteten MOSFET-Transistoren 24 und 25 des ersten Astes 21. Einen noch weiteren Mittelpunkt 34 gibt es zwischen den in Serie geschalteten MOSFET-Transistoren 24, 27 und 28 des zweiten Astes 22. Diese zweiten bzw. inneren Mittelpunkte 33 und 34 sind mittels eines Leiters 35 miteinander verbunden. An diesen Verbindungsleiter 35 ist einerends eine Serienschaltung 36 angeschlossen, welche aus Serienschaltung einer Induktivität 37 und aus zumindest einem der Aktuatoren 7, 8 bzw. 9 besteht. There is a further center 33 between the series-connected MOSFET transistors 24 and 25 of the first branch 21. A still further center 34 exists between the series-connected MOSFET transistors 24, 27 and 28 of the second branch 22nd These second or inner centers 33 and 34 are connected to each other by means of a conductor 35. At this connecting conductor 35, a series circuit 36 is connected at one end, which consists of a series connection of an inductor 37 and at least one of the actuators 7, 8 and 9 respectively.

[0011 ] Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung bzw. eine Steuervorrichtung 10, welche zur Ansteuerung der Aktuatoren 7, 8 und 9 ebenfalls verwendbar ist. Diese Schaltungsanordnung weist eine Spannungsquelle 45 auf. An diese ist ein dritter Kreis 46 angeschlossen. Dieser dritte Kreis 46 besteht aus einem ersten MOSFET-Transistor 47 und einem zweiten MOSFET-Transistor 48. Parallel dazu ist ein vierter Kreis 50 geschaltet, welcher aus einem ersten Kondensator 51 und aus einem zweiten Kondensator 52 besteht, welche in Serie geschaltet sind. Zwischen den MOSFET-Transistoren 46 und 47 gibt es einen Mittelpunkt 49. Zwischen den Kondensatoren 51 und 52 gibt es ebenfalls einen Mittelpunkt 53. An diese Mittelpunkte 49 und 53 sind die Anschlussleiter der Primärwicklung eines Transformators 60 angeschlossen. Fig. 3 shows a circuit arrangement or a control device 10, which is also used to control the actuators 7, 8 and 9. This circuit arrangement has a voltage source 45. At this a third circle 46 is connected. This third circuit 46 consists of a first MOSFET transistor 47 and a second MOSFET transistor 48. In parallel, a fourth circuit 50 is connected, which consists of a first capacitor 51 and a second capacitor 52, which are connected in series. Between the MOSFET transistors 46 and 47 there is a center 49. Between the capacitors 51 and 52 there is also a center 53. At these centers 49 and 53, the connection conductors of the primary winding of a transformer 60 are connected.

[0012] Die Sekundärwicklung 62 des Transformators 60 weist einen ersten Anschlussleiter 58 und einen zweiten Anschlussleiter 59 auf. Ein fünfter Kreis 63 der Steuervorrichtung 10 ist an die Sekundärwicklung 62 des Transformators 60 angeschlossen. Dieser Kreis umfasst einen MOSFET-Transistor 64 und eine Diode 65, welche in Serie geschaltet sind. Parallel zu diesem fünften Kreis 63 ist ein sechster Kreis 66 geschaltet. Dieser Kreis 66 weist ebenfalls einen MOSFETTransistor 67 und ebenfalls eine Diode 68, welche auch in Serie geschaltet sind. The secondary winding 62 of the transformer 60 has a first connection conductor 58 and a second connection conductor 59. A fifth circuit 63 of the control device 10 is connected to the secondary winding 62 of the transformer 60. This circuit comprises a MOSFET transistor 64 and a diode 65, which are connected in series. Parallel to this fifth circle 63, a sixth circle 66 is connected. This circuit 66 also has a MOSFET transistor 67 and also a diode 68, which are also connected in series.

[0013] Der fünfte Kreis 63 ist so orientiert, dass die Diode 65 an den ersten Anschlussleiter 58 der Sekundärwicklung 62 angeschlossen ist, und dass der MOSFET-Transistor 64 an den zweiten Anschlussleiter 59 der Sekundärwicklung 62 angeschlossen ist. Der sechste Kreis 66 ist an die Anschlussleiter 58 und 59 in umgekehrter Reihenfolge angeschlossen. Dies bedeutet, dass die Diode 68 an den zweiten Anschlussleiter 59 der Sekundärwicklung 62 angeschlossen ist, und dass der MOSFET-Transistor 67 an den ersten Anschlussleiter 58 der Sekundärwicklung 62 angeschlossen ist. Die Induktivität 37 ist den Aktuatoren 7, 8 und 9 vorgeschaltet. Diese serielle Schaltung ist zwischen den Anschlüssen 58 und 59 der Sekundärwicklung 62 des Transformators 60 geschaltet. The fifth circle 63 is oriented so that the diode 65 is connected to the first terminal conductor 58 of the secondary winding 62, and that the MOSFET transistor 64 is connected to the second terminal conductor 59 of the secondary winding 62. The sixth circle 66 is connected to the leads 58 and 59 in reverse order. This means that the diode 68 is connected to the second connecting conductor 59 of the secondary winding 62, and that the MOSFET transistor 67 is connected to the first connecting conductor 58 of the secondary winding 62. The inductance 37 is connected upstream of the actuators 7, 8 and 9. This serial circuit is connected between the terminals 58 and 59 of the secondary winding 62 of the transformer 60.

[0014] Elektrisch betrachtet, stellen Piezokeramik-Aktuatoren primär kapazitive Lasten dar. Nur im Bereich die Resonanzstellen ist ohmsches und induktives Impedanzverhalten feststellbar. Kapazitive Lasten sind für den Schaltbetrieb eher ungeeignet, weil hohe Umschaltspitzen des Stromes resultieren und weil dies wiederum hohe Verluste in den Halbleiterschaltern verursacht. Es wird deshalb ohmsches und induktives Verhalten der Last angestrebt. Considered electrically, piezoceramic actuators are primarily capacitive loads. Only in the area of the resonance points is ohmic and inductive impedance behavior detectable. Capacitive loads are rather unsuitable for switching operation, because high switching peaks of the current result and because this in turn causes high losses in the semiconductor switches. It is therefore desirable ohmic and inductive behavior of the load.

[0015] Durch eine passende Wahl des Wertes der Induktivität 37, welche mit den Aktuatoren 7, 8 und 9 in Serie geschaltet ist, kann das gewünschte induktive Impedanzverhalten mittels der Ansteuerfrequenz eingestellt werden. Wir sprechen dann von Schmalbandbetrieb, wobei die Bandbreite im Prozentbereich um die Resonanzfrequenz liegt. By a suitable choice of the value of the inductor 37, which is connected in series with the actuators 7, 8 and 9, the desired inductive impedance behavior can be adjusted by means of the drive frequency. We then speak of narrow band operation, with the bandwidth in the percentage range around the resonance frequency.

[0016] Die heutigen Ultraschallgeneratoren mit hoher Dauerleistung werden praktisch ausschliesslich mit ResonanzTransducern für Schmalbandbetrieb ausgeführt. Die Serie-Induktivität wird bei diesen Ultraschallgeneratoren üblicherweise im Ausgangsübertrager als Streuinduktivität realisiert. Eine galvanische Trennung ist aus Sicherheitsgründen zwischen Bad und Netzt in der Regel erforderlich, und sie wird ebenfalls mittels des Ausgangsübertragers erreicht. Today's ultrasonic generators with high continuous power are performed almost exclusively with resonance transducers for narrow band operation. The series inductance is usually realized in these ultrasonic generators in the output transformer as stray inductance. Electrical isolation between the bath and the network is usually required for safety reasons, and it is also achieved by means of the output transformer.

[0017] Breitband-Transducer weisen eine Reihe wenig ausgeprägter Resonanzstellen auf, wobei die Bandbreite einige zehn Prozent um die Mittelfrequenz beträgt. Breitband-Transducer stellen ebenfalls hohe kapazitive Lasten dar. Eine Impedanzanpassung, wie diese oben beschrieben ist, ist für die grosse gewünschte Bandbreite nicht möglich. Demzufolge muss die Ansteuerung der Aktuatoren für hohe kapazitive Blindströme ausgelegt sein. Dies verlangt ein neuartiges Schaltungs- und Ansteuerungskonzept. Broadband transducers have a number of little distinct resonance points, with the bandwidth being tens of percent around the center frequency. Wideband transducers also provide high capacitive loads. Impedance matching, as described above, is not possible for the large desired bandwidth. Consequently, the actuation of the actuators must be designed for high capacitive reactive currents. This requires a novel circuit and control concept.

[0018] Das harte Schalten einer kapazitiven Last verursacht in den Halbleiterschaltern 24, 25, 27 und 28 normalerweise hohe Verluste. Mit den nicht vermeidbaren Streuinduktivitäten der Zuleitungen 6 von Steuergerät 10 zu den Aktuatoren 7, 8 und 9 bilden sich zudem noch parasitäre Schwingkreise mit hoher Resonanzfrequenz. Diese Schwingkreise erzeugen hohe Strom- und Spannungsamplituden bei Ansteuerung im Schaltbetrieb. Die Strom- und Spannungsamplituden können bis zur Zerstörung der Bauteile führen. Ferner werden unerwünschte EMV-Störungen verursacht. Deshalb ist es erforderlich, dass eine Induktivität 37 in Serie mit den Aktuatoren 7, 8 bzw. 9 geschaltet ist. Daraus resultiert ein zusätzlicher definierter Resonanzkreis. Für einen Breitbandbetrieb der Schaltungsanordnung muss die Resonanz-Frequenz dieses seriellen Schwingkreises oberhalb der höchsten Arbeitsfrequenz der Schaltungsanordnung liegen. The hard switching of a capacitive load normally causes high losses in the semiconductor switches 24, 25, 27 and 28. With the unavoidable stray inductances of the leads 6 of the control unit 10 to the actuators 7, 8 and 9 also form parasitic resonant circuits with high resonance frequency. These oscillating circuits generate high current and voltage amplitudes when actuated in switching operation. The current and voltage amplitudes can lead to the destruction of the components. Furthermore, unwanted EMC interference caused. Therefore, it is necessary that an inductance 37 is connected in series with the actuators 7, 8 and 9, respectively. This results in an additional defined resonant circuit. For broadband operation of the circuit arrangement, the resonance frequency of this series resonant circuit must be above the highest operating frequency of the circuit arrangement.

[0019] Für Breitbandanwendungen bei hohen Frequenzen kommen nur übertragerlose Endstufenschaltungen in Frage, weil die Streuinduktivität eines Übertragers zu hoch wird. Eine galvanische Trennung zwischen Behandlungsbad und Netz muss mit einer entsprechenden Speisung gelöst werden. For broadband applications at high frequencies only transformerless power stage circuits come into question, because the leakage inductance of a transformer is too high. A galvanic separation between the treatment bath and the mains must be solved with a suitable supply.

[0020] Der Resonanzkreis besteht aus der Serie-Induktivität 37 und der Anschlusskapazitäten der Aktuatoren 7, 8 und 9. Eine übertragerlose Leistungsendstufe mit einer geeigneten Topologie und mit einem geeigneten Pulsmuster erlaubt eine schnelle und verlustarme Umladung der Lastkapazität 7, 8 und 9. Multi-Level-Topologien bieten den notwendigen Freiraum für die Reduktion der Halbleiterverluste. Die Three Level Topologie wurde im vorliegenden Fall gewählt, weil sie einen guten The resonant circuit consists of the series inductance 37 and the connection capacities of the actuators 7, 8 and 9. A transformerless power output stage with a suitable topology and with a suitable pulse pattern allows fast and low-loss transfer of the load capacity 7, 8 and 9. Multi Level topologies provide the necessary space for the reduction of semiconductor losses. The Three Level Topology was chosen in this case because it is a good one

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Claims

Represents a compromise between component cost and losses. The developed topology allows the component optimization for the rapid transfer of the connection capacity of the actuators with high current. By driving the semiconductors 24, 25, 27 and 28 with suitable pulse patterns, a fast transhipment of the load capacitance of the series circuit 36 is achieved with small losses. FIG. 4 shows pulse patterns without precharge with which the circuit arrangements according to FIGS. 2 and 3 can be controlled. Fig. 5 shows pulse patterns with precharge, with which the circuit arrangements according to FIGS. 2 and 3 can also be controlled. The series of pulses designated Q1 relates to the control of the first transistor 24 in the first branch 21 of the second circuit 20 of the control device or the control unit 10. The pulse series designated Q2 relates to the control of the second transistor 25 in the same branch 21 of the control unit 10. Die mit Q3 designated pulse series relates to the driving of the third transistor 27 in the second branch 22 of the control unit 10. The pulse train designated Q4 relates to the control of the fourth transistor 28 in the same branch 22 of the control unit 10th This special control leads to a fast and low-loss transfer of capacity. The Umladeströme according to Q2 flow through the second transistor 25 in the branch 21 of the controller 10. The Umladeströme according to Q3 flow through the third transistor 27 in the branch 22 of the controller 10. The Umladeströme are semi-sinusoidal and dependent on the load capacitance C0und the series inductance Li. Mit The control of the pulse pattern, the point of minimal switching losses can be set. In addition, harmonics are reduced or extinguished. Whether the pulse pattern is selected with or without precharge, this results from the working frequency and the goal of loss minimization. The main advance of the present device is that this power electronics can produce continuously variable frequency and variable amplitude ultrasound. This facilitates and allows the use of this device in all areas of ultrasonic treatment. Furthermore, this embodiment of the present device enables a broadband power amplifier design for high capacitive reactive currents. An individual adaptation to the number of transducers and the frequency is no longer necessary. For each generator type, at least one frequency range of 1: 3 is covered in a capacity range of 1: 4. Only an optimized control of the power amplifier semiconductor leads to a fast, low-loss transfer of the load capacity. The drive is selected such that the charge transfer currents of the load capacitance flow through the transistor 25 or through the transistor 27. They are semi-sinusoidal, depending on the load capacitance C0, the series inductance 24 and 28 primarily carry the active current, which generates the desired ultrasonic vibration in the transducer. By controlling the pulse pattern of Q2 and Q3, the point of minimum switching losses is set, harmonics are reduced and the resonance frequency of the series circuit is extinguished. The pulse pattern with or without summons results depending on the working frequency and the goal of loss minimization. The pulse pattern of the control is regulated. Compared to the state of the art in ultrasonic treatment, the following innovations have been implemented: - Broadband power amplifier for high capacitive reactive currents. An individual hardware adaptation to the number of transducers and the frequency is no longer necessary. At least one frequency range of 1: 3 and a capacity range of the load (transducer) of 1: 4 are covered per generator type. The circuit topology is designed and optimized for minimum losses at the specified capacitive loads. - The control of the pulse pattern of the control is carried out according to an algorithm for the determination of the minimum value of the power and is thus novel for the field of ultrasonic treatment. - The amplitude of the oscillation is adjusted in broadband transducers by a supply of variable voltage power amplifier. - The high-resolution frequency generation by PLL (Phase Locked Loop) allows the setting of the optimal operating point even with narrow-band resonance transducers. - The frequency generation by means of PLL allows rapid frequency changes and the sweep mode (frequency variation according to specific pattern). - Phase synchronous operation of generators allows the simple parallel connection of power amplifiers and thus an increase in performance. - Phased synchronous operation of generators and array of transducers allows the time-variable ultrasonic beam alignment and thus a more effective treatment of the goods. For narrowband resonant transducers, the maximum amplitude operating point in a given frequency range is searched for and held. The power in this operating point is also regulated by the supply voltage of the output stage. claims 1. A device for ultrasonic treatment with at least one actuator, which is associated with a basin for receiving the objects to be treated, and with a control device for the control of the actuator, characterized in that the control device (10) is designed so that a device type a variable number of broadband or narrowband transducers in a large frequency range stepless and with variable power can control.

2. Device according to claim 1, characterized in that the control device is designed so that a device type can drive a variable number of broadband or narrow band transducer in a wide frequency range continuously and with variable power. 4

3. Device according to claim 1, characterized in that the broadband capability of the device can be achieved by the described circuit topologies, wherein the desired amplitude for the selected frequency and power within the bandwidth of the device are freely selectable and can be controlled.

4. Device according to claim 1, characterized in that a frequency and phase synchronous operation of a plurality of circuit arrangements is provided and that in conjunction with a suitable arrangement of the actuators, a beam alignment in the bath can be achieved.

5. Device according to claim 1, characterized in that the control device (10) has a supply device (15, 45) which supplies the present circuit arrangement with electrical energy from the network.

6. Device according to claim 5, characterized in that parallel to the supply device (15) a first circuit (16) of the control device (17, 18) that a second circuit (20) to the power supply (15) is connected in parallel, that this second circuit (20) is composed of two branches (21, 22), which are connected in series, and that a base conductor 23 is provided, which connects the individual parts of this circuit arrangement together.

7. Device according to claim 5, characterized in that the first branch (21) of the second circuit (20) comprises two series-connected MOSFET transistors (24, 25) and a diode (26) that the second branch (22) of the second circuit (20) has two series-connected MOSFET transistors (27, 28) and a diode (29) that the diodes (26, 29) are polarized equal that between the branches (21, 22) has a center (30) indicates that there is also a mid-point (31) between the series-connected capacitors (17, 18) of the first circuit (16), and that another capacitor (32) interposes said centers (30, 31) in the Circles (16, 20) connects.

8. Device according to claim 5, characterized in that there is a further center (33) between the series-connected MOSFET transistors (24, 25) of the first branch (21) that there is a still further center (34) between the series-connected MOSFET transistors (27, 28) of the second branch (22) indicate that these second or inner centers (33, 34) are connected to one another by means of a conductor (35), and that a series circuit (36) is connected thereto Connecting conductor (35) is connected to one ends, which consists of an inductor (37) and at least one of the actuators (7, 8 and 9).

9. Device according to claim 5, characterized in that a third circuit (46) is connected to the voltage source (45), that this third circuit (46) consists of a first MOSFET transistor (47) and a second MOSFET transistor (48) in that in parallel there is connected a fourth circuit (50) which consists of a first capacitor (51) and of a second capacitor (52) which are connected in series, that there is a center point (49) between the MOSFET transistors (46, 47) ) indicates that there is also a midpoint (53) between the capacitors (51, 52) and that these midpoints (49, 53) are connected to the leads of the primary winding of a transformer (60).

10. Device according to claim 6, characterized in that a fifth circuit (63) of the control device (10) to the secondary winding (62) of the transformer (60) is connected, that this circuit comprises a MOSFET transistor (64) and a diode ( 65), which are connected in series, that a sixth circuit (66) is connected in parallel to this fifth circuit (63), that this circuit (66) likewise has a MOSFET transistor (67) and also a diode (68) , which are also connected in series.

11. Device according to claim 10, characterized in that the fifth circuit (63) is oriented such that the diode (65) is connected to the first connecting conductor (58) of the secondary winding (62) of the transformer (60), that the MOSFET Transistor (64) to the second terminal conductor (59) of the secondary winding (62) is connected, and that the sixth circle (66) to the connecting conductors (58, 59) are connected in reverse order.

12. Device according to claim 11, characterized in that the inductance (37) is connected upstream of the actuators (7, 8, 9) and that this serial circuit is connected between the terminals (58, 59) of the secondary winding (62) of the transformer (60). is switched. 5