CN102006035A

CN102006035A - 超声波控制电路及其装置

Info

Publication number: CN102006035A
Application number: CN201010520072.0A
Authority: CN
Inventors: 白清利; 王勇
Original assignee: Shenzhen H&T Intelligent Control Co Ltd
Current assignee: Shenzhen H&T Intelligent Control Co Ltd
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2030-10-26
Also published as: CN102006035B

Abstract

本发明公开一种超声波控制电路，其可产生超声波，包括方波产生电路，所述方波产生电路包括：锁相环逻辑芯片，包括有串联电阻接入端，用于产生脉冲宽度调制方波；可调电阻，串接在所述串联电阻接入端与地之间，用于调节所述脉冲宽度调制方波的输出频率。本发明又提出一种应用上述超声波控制电路的污除装置。本发明通过改变可调电阻的阻值来调节脉冲宽度调制方波的输出频率，从而可以适合不同的超声波换能器的谐振点振荡，从而实现功率输出的最大值，使除污洗涤效果更好。超声波控制电路应用于洗衣机中，超声波将洗衣机泵中迸出的水雾化为水蒸气除污除尘，提高洗涤效率。

Description

超声波控制电路及其装置

技术领域

本发明涉及超声波及除污领域，特别涉及一种超声波控制电路及其装置。

背景技术

超声波洗涤作为一项新技术已广泛应用于多个领域，其洗涤效果明显，不需要洗涤剂，清洁环保。但现有的超声波控制电路输出的脉冲宽度调制方波的频率是固定的且无法改变，由于不同的超声波换能器的谐振点不同，如果只有一种振荡频率，就不能适合不同的超声波换能器的谐振点振荡，不能实现有功功率最大值，导致洗涤效果不好。

因此，如何实现超声波除污控制电路能输出不同频率的脉冲宽度调制方波是业内亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种超声波控制电路及应用该超声波控制电路的装置，旨在实现超声波控制电路可输出不同的脉冲宽度调制方波振荡频率，适合不同的超声波换能器的谐振点，实现最大有效功率。

本发明提出一种超声波控制电路，可产生超声波，其包括方波产生电路，所述方波产生电路包括：

锁相环逻辑芯片，包括有串联电阻接入端，用于产生脉冲宽度调制方波；

可调电阻，串接在所述串联电阻接入端与地之间，用于调节所述脉冲宽度调制方波的输出频率。

优选地，在所述可调电阻与所述串联电阻接入端之间串接有电阻，用于调节频率输出范围。

优选地，还包括：

推挽电路，与所述锁相环逻辑芯片的电压输出端连接，用于升压和改变所述脉冲宽度调制方波的输出频率；

LC振荡电路，用于将所述脉冲宽度调制方波转换为脉冲宽度调制正弦波，以供超声波换能器将所述正弦波转化为超声波。

优选地，还包括：

频率跟踪反馈电路，串接在所述LC振荡电路与所述锁相环逻辑芯片之间，用于将LC振荡电路频率和超声波频率反馈至所述锁相环逻辑芯片进行处理控制。

优选地，所述频率跟踪反馈电路包括LC振荡电路频率反馈电路和超声波换能器振荡频率反馈电路，所述LC振荡电路频率反馈电路串接在所述LC振荡电路与所述锁相环逻辑芯片的比较器输入端之间，所述超声波换能器振荡频率反馈电路串接在所述推挽电路输出端与所述锁相环逻辑芯片的信号输入端之间。

优选地，所述锁相环逻辑芯片包括压控振荡器和时钟发生器。

本发明又提出一种超声波控制电路装置，包括电源板和用于控制装置工作的控制单元，还包括：

超声波控制电路，与所述电源板、控制单元连接，由所述控制单元控制产生正弦波；

超声波换能器，用于将所述正弦波转化为超声波，将装置喷出的水雾化成水蒸气进行除污。

优选地，所述超声波控制电路包括方波产生电路，所述方波产生电路包括：

优选地，本超声波控制电路装置还包括上述一种超声波控制电路的其它各个技术方案。

优选地，所述超声波控制电路装置包括洗衣机。

本发明超声波控制电路的锁相环逻辑芯片产生脉冲宽度调制方波(如频率100KHz)，通过推挽电路及LC振荡电路产生脉冲宽度调制正弦波(频率50KHz)，再通过超声波换能器将该脉冲宽度调制正弦波转化为超声波，可调电阻串接在锁相环逻辑芯片的串联电阻接入端与地之间，通过改变其阻值调节脉冲宽度调制方波的输出频率，改变输出的超声波频率。应用于除污中，调节脉冲宽度调制方波的输出频率可改变，因而适合不同的超声波换能器的谐振点，使得输出的有功功率实现更大值，洗涤效果更好。将本发明的超声波控制电路应用于除污装置中，如应用于洗衣机中，实现有功功率更大值，超声波将洗衣机泵中进出的水雾化为水蒸气污除尘，可以不需要洗衣粉，清洁环保，提高洗涤效率，也可以在洗衣机中作为较脏污点的提前预先处理，再用洗衣粉清洗，对洗衣洁净效率有明显提升。

附图说明

图1为本发明超声波控制电路的方波产生电路一实例结构示意图；

图2为本发明超声波控制电路的方波产生电路的电路图；

图3为本发明超声波控制电路一实例的结构示意图；

图4为本发明超声波控制电路又一实例的结构示意图；

图5为本发明超声波控制电路一实例的电路图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1、图2，提出本发明的一种超声波控制电路一实施例，该超声波控制电路可产生超声波，其包括有方波产生电路100，该方波产生电路100包括有锁相环逻辑芯片110和可调电阻120，其中：

锁相环逻辑芯片110，包括有串联电阻接入端111等其它接端，该锁相环逻辑芯片110用于产生脉冲宽度调制方波，该脉冲宽度调制方波可通过推挽电路200、LC振荡电路300和超声波换能器等设备转化为超声波。

可调电阻120，串接在上述串联电阻接入端111与地之间，通过改变可调电阻120的阻值来改变电流、电压，从而可以调节锁相环逻辑芯片110输出的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)方波频率，此功能实现可适应不同超声波换能器个体谐振频率略有差异，起到频率微调的作用。

上述锁相环逻辑芯片110包括压控振荡器和时钟发生器。压控振荡器称为调频器，用以产生调频信号。在自动频率控制环路和锁相环环路中，输入控制电压是误差信号电压，压控振荡器是环路中的一个受控部件。时钟发生器提供各种总线需要的时钟信号，以协调芯片的时钟频率。

脉冲宽度调制方波频率的改变是由PLL(Phase Locked Loop，锁相回路或锁相环)逻辑芯片的特性决定的，改变可调电阻120的阻值，可以使VCO(voltage-controlled oscillator，压控振荡器)输出频率改变，如：可调电阻120的阻值减少，则VCO输出频率增加。通过改变VCO的输出频率，可以确保不同超声波换能器在不同谐振点能正常工作，克服了现有超声波除污技术中不能改变VCO的输出频率使除污效果不好的缺点。

本发明超声波控制电路的锁相环逻辑芯片110产生脉冲宽度调制方波(如频率100KHz)，以便于通过推挽电路200升压和改变脉冲宽度调制方波的输出频率，通过LC振荡电路300产生脉冲宽度调制正弦波(频率50KHz)，最后通过超声波换能器将脉冲宽度调制正弦波转化为超声波，接入了可调电阻120可以通过改变其阻值来改变电流、电压等，从而达到改变锁相环逻辑芯片110输出的PWM方波频率，适合不同的超声波换能器的谐振点，使得输出的有功功率实现更大值，洗涤效果更好，使本发明的超声波控制电路的应用范围更广。

进一步，在上述可调电阻120与上述串联电阻接入端111之间串接有至少一个固定阻值的电阻，用于调节频率输出范围，固定阻值电阻确定了一个基础输出PWM方波频率，可调电阻120再在该基础输出频率基础上进行调节不同的输出频率。本实施例在可调电阻120与锁相环逻辑芯片110的12引脚(串联电阻接入端111)之间串接有两固定阻值的电阻R20、R21，其阻值的大小可根据实际使用情况而选定。

参照图3、图4，上述超声波控制电路还包括推挽电路200和LC振荡电路300，其中：

推挽电路200，与上述锁相环逻辑芯片110的电压输出端连接，用于升压和改变上述脉冲宽度调制方波的输出频率。

LC振荡电路300，用于将上述推挽电路200输出的脉冲宽度调制方波转换为脉冲宽度调制正弦波，以供超声波换能器将上述正弦波转化为超声波。

例如：上述锁相环逻辑芯片110产生脉冲宽度调制方波的频率100KHz，经过推挽电路200后，脉冲宽度调制方波的频率转化为50KHz，同时也升高了电压(5V转为12V)，再经过LC振荡电路300将频率50KHz的脉冲宽度调制方波转化为50KHz的脉冲宽度调制正弦波，用于施加到超声波换能器上，由于超声波换能器本身的压电效应，在超声波换能器笔头上产生超声波，以便于将超声波用于去污。

参照图4、图5，上述超声波控制电路还包括：频率跟踪反馈电路400，其串接在上述LC振荡电路300与上述锁相环逻辑芯片110之间，用于将LC振荡电路300频率和超声波频率反馈至所述锁相环逻辑芯片110进行处理控制，保证稳定的频率输出。

上述频率跟踪反馈电路400包括：LC振荡电路频率反馈电路402和超声波换能器振荡频率反馈电路401。所述LC振荡电路频率反馈电路402串接在上述LC振荡电路300与上述锁相环逻辑芯片110的比较器输入端之间，将LC振荡电路频率反馈至所述锁相环逻辑芯片110进行处理控制。所述超声波换能器振荡频率反馈电路401串接在上述推挽电路200输出端与上述锁相环逻辑芯片110的信号输入端之间，将超声波频率反馈至所述锁相环逻辑芯片110进行处理控制。本实施例LC振荡电路频率反馈电路402、超声波换能器振荡频率反馈电路401分别通过电阻R31、R32连接在LC振荡电路300的反馈点上；LC振荡电路频率反馈电路402、超声波换能器振荡频率反馈电路401分别与上述锁相环逻辑芯片110的3引脚(比较器输入端)、14引脚(信号输入端)连接。

本发明又提出一种超声波控制电路装置，本装置用于产生超声波进行清洗除污，包括有电源板和用于控制该装置工作的控制单元等，还包括超声波控制电路和超声波换能器，其中：

超声波控制电路，其与上述电源板、控制单元连接，由控制单元控制(除污)装置工作，驱动超声波控制电路工作，产生可最终转化为超声波的脉冲宽度调制正弦波。

超声波换能器，用于将上述脉冲宽度调制正弦波转化为超声波，超声波将(除污)装置喷出的水雾化成水蒸气进行除污。

上述超声波控制电路包括方波产生电路100，该方波产生电路100包括锁相环逻辑芯片110和可调电阻120，其中：

可调电阻120，串接在上述串联电阻接入端111与地之间，通过改变可调电阻120的阻值来调节锁相环逻辑芯片110输出的PWM方波频率，此功能实现可适应不同超声波换能器个体谐振频率略有差异，起到频率微调的作用，实现功率输出的最大值。

上述超声波控制电路装置包括有洗衣机等其它清洗设备，也就是将本发明的超声波控制电路应用于洗衣机中，调节脉冲宽度调制方波的输出频率可改变，因而适合不同的超声波换能器的谐振点，使得输出的有功功率实现更大值，洗涤效果更好，超声波将洗衣机泵中进出的水雾化为水蒸气污除尘，可以不需要洗衣粉，清洁环保，提高洗涤效率。将此技术应用于洗衣机等其它除污产品中，超声波除污可以作为较脏污点的提前预处理，会对衣物等物质的洁净的效率提升，具有广泛的应用空间。

使用上述洗衣机时，启动除污笔喷水，打开水阀控制可控硅，水流通过橡皮水管从出口喷出，然后按下除污按键，超声波换能器开始工作，将喷出的水雾化成水蒸气，将衣物中的污点去除。

本超声波控制电路装置还包括上述一种超声波控制电路的其它各个技术方案，达到的技术效果也相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种超声波控制电路，其特征在于，包括方波产生电路，所述方波产生电路包括：

2.根据权利要求1所述的超声波控制电路，其特征在于，所述可调电阻与所述串联电阻接入端之间串接有电阻，用于调节频率输出范围。

3.根据权利要求1或2所述的超声波控制电路，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的超声波控制电路，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的超声波控制电路，其特征在于，所述频率跟踪反馈电路包括LC振荡电路频率反馈电路和超声波换能器振荡频率反馈电路，所述LC振荡电路频率反馈电路串接在所述LC振荡电路与所述锁相环逻辑芯片的比较器输入端之间，所述超声波换能器振荡频率反馈电路串接在所述推挽电路输出端与所述锁相环逻辑芯片的信号输入端之间。

6.根据权利要求4所述的超声波控制电路，其特征在于，所述锁相环逻辑芯片包括压控振荡器和时钟发生器。

7.一种超声波控制电路装置，包括电源板和用于控制所述装置工作的控制单元，其特征在于，还包括：

超声波控制电路，与所述电源板、控制单元连接，由所述控制单元控制产生脉冲宽度调制正弦波；

超声波换能器，用于将所述脉冲宽度调制正弦波转化为超声波，将所述装置喷出的水雾化成水蒸气进行除污。

8.根据权利要求7所述的超声波控制电路装置，其特征在于，所述超声波控制电路包括方波产生电路，所述方波产生电路包括：

9.根据权利要求8所述的超声波控制电路装置，其特征在于，还包括权利要求2-6中任一项所述的超声波控制电路。

10.根据权利要求9所述的超声波控制电路装置，其特征在于，所述超声波控制电路装置包括洗衣机。