DE4230491A1 - Control device for ultrasonic generator - in which switch circuit adjusts induction in resonance oscillating circuit in response to generator output sensor - Google Patents

Control device for ultrasonic generator - in which switch circuit adjusts induction in resonance oscillating circuit in response to generator output sensor

Info

Publication number
DE4230491A1
DE4230491A1 DE19924230491 DE4230491A DE4230491A1 DE 4230491 A1 DE4230491 A1 DE 4230491A1 DE 19924230491 DE19924230491 DE 19924230491 DE 4230491 A DE4230491 A DE 4230491A DE 4230491 A1 DE4230491 A1 DE 4230491A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit
frequency
output
ultrasonic generator
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19924230491
Other languages
German (de)
Other versions
DE4230491C2 (en
Inventor
Masami Uno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP26305591A external-priority patent/JPH0573155A/en
Priority claimed from JP13797292A external-priority patent/JP3178082B2/en
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
Publication of DE4230491A1 publication Critical patent/DE4230491A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4230491C2 publication Critical patent/DE4230491C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D19/00Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
    • G05D19/02Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase characterised by the use of electric means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207Driving circuits
    • B06B1/0223Driving circuits for generating signals continuous in time
    • B06B1/0238Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave
    • B06B1/0246Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave with a feedback signal
    • B06B1/0261Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave with a feedback signal taken from a transducer or electrode connected to the driving transducer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70Specific application
    • B06B2201/72Welding, joining, soldering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

Control switch circuit for an ultrasonic generator consists of a sensor (4) which measures the output signal from the generator (1) and a switch circuit (5) which can variably set the frequency of the generator by variably adjusting the oscillating frequency of the resonance oscillating circuit (2) in response to the output signal from sensor (4). USE/ADVANTAGE - Used in ultransonic machines, esp. ultrasonic welding equipment. A frequency control over a wide range is achieved as is a power or voltage control.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Ultraschallgenerator. Insbesondere betrifft sie einen Steuerschaltkreis für einen Ultraschallgenerator, der in einer Ultraschallmaschine, wie z. B. einem Ultraschallschweißapparat und dergleichen verwendet werden kann.The present invention relates to a control device for an ultrasonic generator. In particular, it affects one Control circuit for an ultrasonic generator, which in a Ultrasound machine, such as B. an ultrasonic welding apparatus and the like can be used.

Herkömmliche Steuereinrichtungen für Ultraschallgeneratoren haben eine Frequenzsteuerung, bei der von einem Zustand in einen anderen Zustand umgeschaltet wird, wobei beispielsweise von einer Frequenz auf eine andere Frequenz umgeschaltet wird.Conventional control devices for ultrasonic generators have a frequency control from which in a state another state is switched, for example is switched from one frequency to another frequency.

Diese bekannten Vorrichtungen weisen jedoch Nachteile auf, so daß der Anwendungsbereich, in dem die abgegebene Leistung bzw. Frequenz verändert werden kann, begrenzt ist, und die Änderun­ gen nur in Stufen ausgeführt werden können. Eine Leistungs­ steuerung ist somit nur in einem engen Bereich möglich und die Einstellung der Frequenzen ungenau, d. h., daß die Frequenz in­ stabil wird, wenn die abgegebene Leistung über einen weiten Bereich geregelt wird.However, these known devices have disadvantages that the area of application in which the output or Frequency can be changed, is limited, and the changes can only be carried out in stages. A performance control is therefore only possible in a narrow area and the Setting the frequencies inaccurately, d. that is, the frequency in becomes stable if the output power over a wide range Area is regulated.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für einen Ultraschallgenerator so auszubil­ den, daß eine Frequenzsteuerung über einen weiten Bereich mög­ lich ist.The present invention has for its object a Trainee control device for an ultrasonic generator that frequency control over a wide range is possible is.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Steuervorrichtung für einen Ultraschallgenerator so auszubil­ den, daß eine Leistungs- bzw. Ausgangsspannungsteuerung über einen weiten Bereich möglich ist. Another object of the present invention is Trainee control device for an ultrasonic generator that a power or output voltage control over a wide range is possible.  

Ferner ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Steuervorrichtung so auszubilden, daß die Frequenz- und Leistungs- bzw. Ausgangsspannungssteuerung mit großer Genau­ igkeit ausgeführt werden können.Another object of the present invention is the control device so that the frequency and Power or output voltage control with great accuracy can be carried out.

Die Aufgaben werden durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The objects are solved by the features of claim 1.

Die vorliegende Erfindung umfaßt einen Resonanzschwingkreis zum Betreiben eines Ultraschallgenerators, einen Leistungssteuerschaltkreis zum Regeln einer Ausgangsleistung bzw. einer Ausgangsspannung des Resonanzschwingkreises und einen Frequenzdetektor, der die Ausgangsfrequenz des Ultra­ schallgenerators wahrnimmt, oder einen Sensor zum Messen der Oszillationsspannung des Ultraschallgenerators und einen Schaltkreis zum variablen Setzen der Frequenz, die den Reso­ nanzschwingkreis nach Maßgabe des Sensors oder des Detektors steuert.The present invention includes a resonant circuit for operating an ultrasonic generator, one Power control circuit for regulating an output power or an output voltage of the resonant circuit and a frequency detector that detects the output frequency of the Ultra perceives sound generator, or a sensor for measuring the Oscillation voltage of the ultrasonic generator and one Circuit for variably setting the frequency that the Reso resonance circuit according to the sensor or detector controls.

Eine Möglichkeit der Einstellung der Schwingungsamplitude und der Frequenz eines Ultraschallgenerators 1 wird nachfolgend beschrieben. Ein Ausgangsleistungssteuerschaltkreis 3 bzw. eine Treiberschaltung wird zu Beginn betätigt, um Rechteckwel­ len in einen Resonanzschwingkreis 2 einzuspeisen. Jede Kompo­ nente des Ausgangsleistungssteuerschaltkreises 3 wird dann so gesteuert, daß der Resonanzschwingkreis 2 das vorgesehene Er­ gebnis liefert. Anschließend wird ein Umschalter 10 betätigt, um selektiv mit einem CR-Oszillator 11 verbunden zu werden, der für Testzwecke verwendet wird. Die Schwingungsfrequenz f0 wird dann beispielsweise auf 40 kHz gesetzt. Gleichzeitig wird jede Komponente des Ausgangsleistungssteuerschaltkreises 3 so geregelt, daß der Resonanzschwingkreis 2 die vorbestimmte Wir­ kung vorsieht.One possibility for setting the vibration amplitude and the frequency of an ultrasound generator 1 is described below. An output power control circuit 3 or a driver circuit is actuated at the beginning in order to feed rectangle waves into a resonant circuit 2 . Each compo nent of the output control circuit 3 is then controlled such that the resonant circuit 2, provided it delivers result. A switch 10 is then actuated to be selectively connected to a CR oscillator 11 which is used for test purposes. The oscillation frequency f 0 is then set to 40 kHz, for example. At the same time, each component of the output power control circuit 3 is controlled so that the resonant circuit 2 provides the predetermined effect.

Anschließend wird die Schwingungsfrequenz f0 des CR-Oszilla­ tors ein wenig erhöht oder verringert, und die Spannungsaus­ gabe VG eines Spannungssteuerschaltkreises 5A wird derart ge­ regelt, daß der Resonanzschwingkreis 2 konstant mit der Schwingungsfrequenz f0 abgestimmt ist. Nachdem der oben be­ schriebene Regelvorgang abgeschlossen ist, wird der Umschalter 10 in seine Ausgangsstellung zurückgeschaltet, so daß er mit dem Frequenzdetektor 4 verbunden ist, wobei die gesamte Vor­ richtung in den Betriebszustand übergeht. Zusätzlich kann die Amplitude des Ultraschallgenerators 1 durch eine Referenzspan­ nung gesteuert werden, die von einem Referenzspannungssetz­ schaltkreis 31A abgegeben wird, der innerhalb des Leistungs­ steuerschaltkreises 3 angeordnet ist.Then the oscillation frequency f 0 of the CR oscillator is increased or decreased a little, and the voltage output V G of a voltage control circuit 5 A is controlled in such a way that the resonant circuit 2 is constantly tuned to the oscillation frequency f 0 . After the above-described control process is completed, the changeover switch 10 is switched back to its initial position, so that it is connected to the frequency detector 4 , with the entire device going into the operating state. In addition, the amplitude of the ultrasonic generator 1 can be controlled by a reference voltage, which is emitted by a reference voltage setting circuit 31 A, which is arranged within the power control circuit 3 .

Eine weitere Möglichkeit der Steuerung wird durch den Schalt­ kreis zum variablen Setzen der Frequenz ausgeführt, indem die­ ser Schaltkreis die Oszillationsspannung des Ultraschallgene­ rators konstant überwacht, die von einem Sensor abgegeben wird. Er kann auch die Induktion eines Resonanzschwingkreises in einer Art und Weise steuern, daß das Verhältnis der Oszil­ lationsspannung des Ultraschallgenerators zu einer angelegten Spannung des Resonanzschwingkreises bei einer Resonanzkreis­ frequenz größer wird.Another way of control is through the switching circle for variable frequency setting by the this circuit the oscillation voltage of the ultrasound genes rators constantly monitored by a sensor becomes. It can also induce a resonant circuit control in such a way that the relationship of Oszil Lation voltage of the ultrasonic generator to an applied Voltage of the resonant circuit in a resonant circuit frequency increases.

Anhand der Zeichnungen werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:Based on the drawings, two embodiments of the Invention described in more detail. Show it:

Fig. 1 ein Schaltbild des grundlegenden Schaltkreises des ersten und zweiten Ausführungsbeispieles, Fig. 1 is a diagram of the basic circuit of the first and second embodiment,

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Leistungssteuerschaltkrei­ ses bzw. einer Treiberschaltung aus Fig. 1,Ses Fig. 2 is a block diagram of a Leistungssteuerschaltkrei or a driver circuit of FIG. 1,

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Schaltkreises zum varia­ blen Setzen der Frequenz aus Fig. 1 gemäß eines ersten Ausfüh­ rungsbeispieles, 3 is a block diagram approximately example. Of a circuit for setting the frequency varia ble of FIG. 1 according to a first exporting,

Fig. 4 und Fig. 5 Diagramme, die sich aus Messungen erge­ ben, bei denen sich die variable Induktionskomponente Lie ei­ nes Resonanzschwingkreises mit der Steuerspannung VG aus Fig. 3 ändert, und FIGS. 4 and Fig. 5 are diagrams of measurements erge Ben, in which the variable inductance component L ei ie nes resonant circuit with the control voltage V G of Fig. 3 changes, and

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Schaltkreises zum varia­ blen Setzen der Frequenz aus Fig. 2 gemäß einem zweiten Aus­ führungsbeispiel. Fig. 6 is a block diagram of a circuit for variably setting the frequency of Fig. 2 according to a second exemplary embodiment.

Das erste Ausführungsbeispiel wird anhand von Fig. 1 bis 5 beschrieben. Es umfaßt: einen Resonanzschwingkreis 2 zum Be­ treiben eines Ultraschallgenerators bzw. Ultraschallerzeugers 1 und einen Leistungssteuerschaltkreis bzw. Spannungssteuer­ schaltkreis 3 zum Regeln der Ausgangsleistung bzw. der Aus­ gangsspannung des Resonanzschwingkreises 2. Der Ultra­ schallgenerator 1 ist mit einem Frequenzwahrnehmungsdetektor 4 versehen, der eine Ausgangsfrequenz des Ultraschallgenerators 1 wahrnimmt. Ein Schaltkreis 5 zum variablen Setzen der Fre­ quenz ist mit dem Resonanzschwingkreis 2 verbunden, wobei der Schaltkreis 5 zum variablen Setzen der Frequenz mit einer Funktion zum variablen Setzen der Frequenz versehen ist, die es ermöglicht, daß eine Oszillationsfrequenz des Resonanz­ schwingkreises 2 kontinuierlich in Abhängigkeit der Ausgabe des Frequenzdetektors 4 ausgegeben wird.The first embodiment is described with reference to FIGS. 1 to 5. It comprises: a resonant circuit 2 for driving an ultrasonic generator or ultrasonic generator 1 and a power control circuit or voltage control circuit 3 for regulating the output power or the output voltage of the resonant circuit 2 . The ultrasound generator 1 is provided with a frequency perception detector 4, sensing an output frequency of the ultrasonic generator. 1 A circuit 5 for variably setting the frequency is connected to the resonant circuit 2 , the circuit 5 for variably setting the frequency being provided with a function for variably setting the frequency, which enables an oscillation frequency of the resonant circuit 2 to be continuously dependent the output of the frequency detector 4 is output.

Die Ausgabe des Frequenzdetektors 4 wird in den Leistungssteu­ erschaltkreis 3 über einen Umschalter 10 eingegeben. Der Um­ schalter 10 ist mit einem CR(Kapazitäts-Widerstand)-Oszillator 11 an einem Anschluß davon verbunden, der eine Sinuswelle ei­ ner vorbestimmten Frequenz für Testzwecke erzeugt.The output of the frequency detector 4 is entered into the power control circuit 3 via a changeover switch 10 . The switch 10 is connected to a CR (capacitance-resistance) oscillator 11 at one terminal thereof, which generates a sine wave of a predetermined frequency for test purposes.

Insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung bildet ein PZT- Element (Blei (Pb)-Zirkonat-Titanat-Halbleiter) mit einer Ka­ pazität C0 die Grundlage des Ultraschallgenerators 1. Der Re­ sonanzschwingkreis 2 umfaßt einen Widerstand R0, eine feste Induktivität L und eine veränderbare Induktivität Lie, die alle in Reihe bezüglich des PZT-Elementes geschaltet sind, das eine Kapazität von C0 hat. Ferner wird ein Ausgabepuls des Leistungssteuerschaltkreises 3, der in vorbestimmten Zyklen auftritt, an den Widerstand R0 abgegeben.In particular, according to the present invention, a PZT element (lead (Pb) zirconate titanate semiconductor) with a capacitance C 0 forms the basis of the ultrasound generator 1 . The resonance resonant circuit 2 comprises a resistor R 0 , a fixed inductance L and a variable inductance L ie , all of which are connected in series with respect to the PZT element, which has a capacitance of C 0 . Furthermore, an output pulse of the power control circuit 3 , which occurs in predetermined cycles, is output to the resistor R 0 .

In Fig. 2 ist der Leistungssteuerschaltkreis 3 dargestellt, umfassend:
einen Gleichrichter 31 zum Gleichrichten eines vorbestimmten Frequenzsignales, das von dem Frequenzdetektor 4 abgegeben wird, einen Vergleichsverstärker 32, der die Ausgabe bzw. die Leistung des Gleichrichters 31 mit einem vorbestimmten Wert vergleicht (d. h. dem Wert der Ausgabe eines Schaltkreises zum Setzen eines Referenzwertes 31A), wobei er für die Ausgabe verstärkt wird, einen Schmidt-Schaltkreis 33 zum Umwandeln der Eingangssignale in eine Rechteckwelle, einen Differenzier­ schaltkreis 34 zum Differenzieren der Ausgabe des Schmidt- Schaltkreises 33 und einen Sägezahnsignaloszillatorschalt­ kreis 35 zum Ausgeben eines sägezahnförmigen Signals gemäß der Ausgabe des Differenzierschaltkreises 34. Der Leistungssteuer­ schaltkreis 3 ist ferner mit einem Vergleichsschaltkreis 36 versehen, der eine Pulsbreite der Ausgabe des Vergleichsver­ stärkers 32 gemäß der Ausgabe des Sägezahnoszillationsschalt­ kreises 35 moduliert. Ein Ausgabesignal des Vergleichsschalt­ kreises 36 bewirkt eine Ein-Aussteuerung eines Schalttransi­ stors Tr, wobei die Ausgabe einer TC-Spannungsversorgung VS an den oben beschriebenen Resonanzschwingkreis 2 in vorbestimmten Zyklen über einen Transformator T1 angelegt wird.
In FIG. 2, the power control circuit 3 is shown, comprising:
a rectifier 31 for rectifying a predetermined frequency signal output from the frequency detector 4 , a comparison amplifier 32 which compares the output of the rectifier 31 with a predetermined value (ie, the value of the output of a circuit for setting a reference value 31 A ), being amplified for output, a Schmidt circuit 33 for converting the input signals into a square wave, a differentiating circuit 34 for differentiating the output of the Schmidt circuit 33, and a sawtooth signal oscillator circuit 35 for outputting a sawtooth-shaped signal according to the output of the Differentiating circuit 34 . The power control circuit 3 is further provided with a comparison circuit 36 which modulates a pulse width of the output of the comparative amplifier 32 according to the output of the sawtooth oscillation circuit 35 . An output signal of the comparison circuit 36 causes an on-off control of a switching transistor Tr, the output of a TC voltage supply V S being applied to the resonant circuit 2 described above in predetermined cycles via a transformer T 1 .

Das heißt, daß der Zyklus der Rechteckwelle, die an den Reso­ nanzschwingkreis 2 angelegt ist, durch eine Spannung gesteuert wird, die von dem Ultraschallgenerator 1 über den Frequenzde­ tektor 4 abgeleitet wird, wie es oben beschrieben ist. Ferner wird eine Amplitude der Rechteckwelle durch eine Ausgabe des oben genannten Schaltkreises 31A zum Setzen des Bezugswertes gesteuert, die in dem Vergleichsverstärker 32 vorgesehen ist.That is, the cycle of the square wave applied to the resonance resonance circuit 2 is controlled by a voltage derived from the ultrasonic generator 1 through the frequency detector 4 as described above. Furthermore, an amplitude of the square wave is controlled by an output of the above-mentioned circuit 31 A for setting the reference value, which is provided in the comparison amplifier 32 .

Insbesondere, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Schalt­ kreis 5 zum variablen Setzen der Frequenz vorgesehen, umfas­ send: zwei Trennverstärker G1 und G2, die in Reihe mit einem Widerstandselement R1 verbunden sind, einen Feldeffekttransi­ stor 51 zur Steuerung (nachfolgend als "FET" bezeichnet), der an einem Ausgangsanschluß des Widerstandselementes R1 ange­ schlossen ist, ein Steuerspannungsschaltkreis 5A zum Erzeugen einer vorbestimmten Steuerspannung VG, der an ein Gate des FET 51 gelegt wird, und eine sekundäre Spule L2 eines Trans­ formators T, die an einen positiven Eingangsanschluß eines Trennverstärkers G1 angeschlossen ist. Die Ausgabe des anderen Trennverstärkers G2 wird an den positiven Eingangsanschluß des einen Trennverstärkers G1 über eine Spule 52 mit einer Induk­ tivitätskomponente L0 eingespeist. Zusätzlich ist der Steuer­ spannungsschaltkreis 5A mit einem F/V(Frequenz-Spannungs)-Kon­ verterschaltkreis 5B an einer Eingangsstufe davon vorgesehen, der die Ausgabe des oben genannten Frequenzdetektors 4 in eine entsprechende Spannung eines vorbestimmten Wertes umwandelt.In particular, as shown in Fig. 3, the circuit 5 is provided for variable frequency setting, comprising: two isolation amplifiers G 1 and G 2 , which are connected in series with a resistance element R 1 , a field effect transistor 51 for Controller (hereinafter referred to as "FET"), which is connected to an output terminal of the resistance element R 1 , a control voltage circuit 5 A for generating a predetermined control voltage V G , which is applied to a gate of the FET 51 , and a secondary coil L 2 a transformer T, which is connected to a positive input terminal of an isolation amplifier G 1 . The output of the other isolation amplifier G 2 is fed to the positive input terminal of an isolation amplifier G 1 via a coil 52 with an inductance component L 0 . In addition, the control voltage circuit 5 A is provided with an F / V (frequency-voltage) converter circuit 5 B at an input stage thereof, which converts the output of the above-mentioned frequency detector 4 into a corresponding voltage of a predetermined value.

Das Zeichen Lie stellt eine Induktivitätskomponente der gesam­ ten Spule aus der Sicht der Primärseite des Transformators T dar. Zusätzlich stellt das Symbol VG die Ausgabe des Steuer­ spannungsschaltkreises 5A dar.The symbol L ie represents an inductance component of the entire coil from the perspective of the primary side of the transformer T. In addition, the symbol V G represents the output of the control voltage circuit 5 A.

Es wird nun beschrieben, wie in dem Schaltkreis aus Fig. 3 die Ausgabe VG des Steuerspannungsschaltkreises 5A eine variable Einstellung des Betrags der Induktivitätskomponente Lie der gesamten Spule aus der Sicht von der Primärseite des Transfor­ mators T bewirkt.It is now described how in the circuit of Fig. 3, the output V G of the control voltage circuit 5 A causes a variable adjustment of the amount of the inductance component L ie the entire coil from the viewpoint of the primary side of the transformer T.

Zu Beginn ist die Gesamtverstärkung G der zwei Trennverstärker G1 und G2:At the beginning, the total gain G of the two isolation amplifiers G 1 and G 2 is :

G = R₂/(R₁ + R₂) (1),G = R₂ / (R₁ + R₂) (1),

wobei R2 den inneren Widerstand rDS zwischen Drain (D) und Source (S) des Feldeffekttransistors 51 darstellt. Die Induk­ tivitätskomponente beim ersten Laden bzw. die Bootstrap-Induk­ tivitätskomponente L0 der Spule 52 bestimmt mittels G die ef­ fektive Induktivität Li aus der Sicht der Eingangsseite von G1 wie folgt:where R 2 represents the internal resistance r DS between drain (D) and source (S) of the field effect transistor 51 . The inductance component when charging for the first time or the bootstrap inductance component L 0 of the coil 52 uses G to determine the effective inductance L i from the point of view of the input side of G 1 as follows:

Li = L₀/(1-G) (2)L i = L₀ / (1-G) (2)

Durch Einsetzen von (1) in (2) erhält man:By inserting (1) into (2) you get:

Li = L₀[1 + (R₂/R₁)] (3)L i = L₀ [1 + (R₂ / R₁)] (3)

Nachfolgend, wenn die effektive Induktivität Li mit der sekun­ dären Seite des Transformators T verbunden wird, ist die ef­ fektive Induktivität Lie aus der Sicht der Primärseite:Below, when the effective inductance L i is connected to the secondary side of the transformer T, the effective inductance L ie from the primary side point of view:

Lie = L₁-[M²/(Li + L₂)]
= L₁ [Li/(Li + L₂)] (4),
L ie = L₁- [M² / (L i + L₂)]
= L₁ [L i / (L i + L₂)] (4),

wobei L1 und L2 die primäre Induktivität und die sekundäre Induktivität des Transformators T jeweils darstellen, und M die Gegeninduktivität zwischen der primären und sekundären Seite des Transformators T bezeichnet. Ferner wird die Kopp­ lung zwischen der primären und sekundären Seite des Transfor­ mators T stark ausgebildet, und der Kopplungskoeffizient "k = 1" definiert, wobei die folgende Beziehung verwendet wird: M2 = L1·L2.where L 1 and L 2 represent the primary inductance and the secondary inductance of the transformer T, and M denotes the mutual inductance between the primary and secondary side of the transformer T. Further, the coupling between the primary and secondary sides of the transformer T is made strong, and the coupling coefficient "k = 1" is defined using the following relationship: M 2 = L 1 · L 2 .

Aus (3) und (4) erhält man:From (3) and (4) one obtains:

Lie/L₁ = 1/[1 + (L₂/Li)]
= 1/[1 + (L₂/L₀)/(1 + R₂/R₁)] (5)
L ie / L₁ = 1 / [1 + (L₂ / L i )]
= 1 / [1 + (L₂ / L₀) / (1 + R₂ / R₁)] (5)

Der innere Widerstand rDS zwischen Drain (D) und Source (S) des Feldeffekttransistors 51 wird nun als R₂ verwendet, wobei sich folgende Formel ergibt:The internal resistance r DS between drain (D) and source (S) of the field effect transistor 51 is now used as R₂, the following formula being used:

rDS = R₀/[1 - (VG/VP)] (6),r DS = R₀ / [1 - (V G / V P )] (6),

wobei VP die abgeklemmte Spannung bzw. Freilaufspannung und R₀ der Wert für rDS bei ′′VG=0′′ ist.where V P is the disconnected voltage or freewheeling voltage and R₀ is the value for r DS at '' V G = 0 ''.

Durch anschließendes Einsetzen des Ausdruckes (6) in den Ausdruck (5) erhält man:Then insert the expression (6) into the expression (5) one gets:

Lie/L₁ = 1/[1 + (L₂/L₀)/(1 + rDS/R₁)]
= 1/[1 + L2/0/{1 + R0/1/(1 - VGVP)}] (7),
L ie / L₁ = 1 / [1 + (L₂ / L₀) / (1 + r DS / R₁)]
= 1 / [1 + L 2/0 / {1 + R 0/1 / (1 - V G V P )}] (7),

wobei L2/0 = L2/L0 und R0/1 = R0/R1 gilt.wherein L 2/0 = L 2 / L 0 and R 0/1 = R 0 / R 1 applies.

Wie aus (7) offensichtlich ist, ist Lie in Abhängigkeit von VG veränderbar.As is obvious from (7), L ie can be changed depending on V G.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen Meßergebnisse von VG und Lie, die mit den Werten von elektrischen Elementen in Fig. 3 verbunden sind, wenn die Werte geeignet gewählt werden. Die Kurve K stellt berechnete Werte dar, während die Kurve J gemessene Werte zeigt. Fig. 4 and Fig. 5 show measurement results of V G and L ie , which are associated with the values of electrical elements in Fig. 3, if the values are selected appropriately. Curve K represents calculated values, while curve J shows measured values.

Das Einstellen der Schwingungsamplitude und der Frequenz gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend mit Bezug zur Fig. 1 beschrieben. Der Leistungssteuerschaltkreis bzw. die Treiberschaltung 3 wird zu Beginn betätigt, um eine Rechteck­ welle in den Resonanzschwingkreis 2 einzuspeisen. Jede Kompo­ nente des Leistungssteuerschaltkreises 3 wird dann so geregelt, daß der Resonanzschwingkreis 2 die vorbestimmten Wirkungen vorsieht. Nachfolgend wird der Umschalter 10 so ge­ schaltet, daß er selektiv mit dem CR-Oszillator 11 verbunden wird, der für Testzwecke verwendet wird. Die Schwingungsfre­ quenz f0 wird dann auf beispielsweise 40 kHz gesetzt. Gleich­ zeitig wird jede Komponente der Leistungssteuerschaltkreis 3 so geregelt, daß der Resonanzschwingkreis 2 die vorbestimmten Wirkungen vorsieht.The setting of the oscillation amplitude and the frequency according to the first exemplary embodiment is described below with reference to FIG. 1. The power control circuit or the driver circuit 3 is operated at the beginning to feed a square wave into the resonant circuit 2 . Each component of the power control circuit 3 is then controlled so that the resonant circuit 2 provides the predetermined effects. Subsequently, the switch 10 is switched so that it is selectively connected to the CR oscillator 11, which is used for test purposes. The oscillation frequency f 0 is then set to 40 kHz, for example. At the same time, each component of the power control circuit 3 is controlled so that the resonant circuit 2 provides the predetermined effects.

Nachfolgend wird die Schwingungsfrequenz f0 des CR-Oszillators 11 ein wenig erhöht oder verringert, und die Ausgabe VG des Steuerspannungsschaltkreis 5A so geregelt, daß der Resonanz­ schwingkreis 2 konstant mit der Oszillationsfrequenz f0 abge­ stimmt ist. Nachdem der oben beschriebene Steuervorgang abge­ schlossen ist, wird der Umschalter 10 auf seine ursprüngliche Stellung zurückgeschaltet, um so mit dem Frequenzwahrnehmungs­ detektor 4 verbunden zu sein, um den gesamten Apparat in einen Betriebszustand zu setzen. Wie es oben beschrieben ist, wird die Amplitude des Ultraschallgenerators 1 nun durch eine Refe­ renzspannung gesteuert, die von einem Schaltkreis 31A zum Set­ zen eines Referenzwertes geliefert wird, der innerhalb der Leistungssteuerschaltkreis 3 angeordnet ist.Subsequently, the oscillation frequency f 0 of the CR oscillator 11 is increased or decreased a little, and the output V G of the control voltage circuit 5 A is regulated so that the resonance circuit 2 is constantly tuned to the oscillation frequency f 0 . After the control process described above is completed, the changeover switch 10 is switched back to its original position so as to be connected to the frequency perception detector 4 so as to put the entire apparatus into an operating state. As described above, the amplitude of the ultrasonic generator 1 is now controlled by a reference voltage, which is supplied by a circuit 31 A for setting a reference value, which is arranged within the power control circuit 3 .

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß bei diesem ersten Aus­ führungsbeispiel ein geschlossener Regelkreis zum Regeln der Frequenz ausgebildet ist, bei dem die Frequenz abgetastet wird.In summary it can be said that with this first out example of a closed control loop for controlling the Frequency is formed at which the frequency is sampled becomes.

Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben, das gemäß Fig. 1 und Fig. 2 des ersten Ausführungsbeispieles ausgebildet ist, und dem ersten Ausführungsbeispiel bis auf die nachfolgend beschriebenen Abweichungen entspricht.Next, a second embodiment will be described, which according to FIG. 1 and FIG. The first embodiment 2 is formed, and the first embodiment except for the differences described below corresponds.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Ultraschallgenerator 1 mit einem Sensor 4 zum Wahrnehmen der Oszillationsspannung versehen.In this exemplary embodiment, the ultrasound generator 1 is provided with a sensor 4 for sensing the oscillation voltage.

Der Umschalter 10 wird in der gleichen Art und Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet.The changeover switch 10 is used in the same manner as in the first embodiment.

Fig. 6 zeigt den Schaltkreis 5 zum variablen Setzen der Fre­ quenz gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Er umfaßt auch einen ersten Trennverstärker G1 und einen zweiten Trennver­ stärker G2, wobei aber letzterer einen Bootstrap-Schaltkreis bildet. Beide Trennverstärker sind in Reihe über einen Wider­ stand R1 geschaltet. Es ist ein Feldeffekttransistor 51 zur Steuerung vorgesehen, der mit dem Widerstand R1 verbunden ist, und an dem die Steuerspannung VG der Spannungssteuerschalt­ kreis 5A am Gate anliegt. Die zweite Spule L2 des Transforma­ tors T ist mit dem positiven Eingang des Trennverstärkers G1 verbunden. Der Ausgang des zweiten Trennverstärkers G2 ist an den positiven Eingang des ersten Trennverstärkers G1 über eine Spule 52 mit der Induktivität L0 zurückgeführt. Fig. 6 shows the circuit 5 for variable setting of the frequency according to the second embodiment. It also includes a first isolation amplifier G 1 and a second isolation amplifier G 2 , but the latter forms a bootstrap circuit. Both isolation amplifiers are connected in series via an opposing R 1 . There is a field effect transistor 51 for control, which is connected to the resistor R 1 , and to which the control voltage V G of the voltage control circuit 5 A is present at the gate. The second coil L 2 of the transformer T is connected to the positive input of the isolation amplifier G 1 . The output of the second isolation amplifier G 2 is fed back to the positive input of the first isolation amplifier G 1 via a coil 52 with the inductance L 0 .

Hier wird eine Technik verwendet, die allgemein als "Bootstrap" bezeichnet wird, bei der eine positive Rückführung von einem Ausgang an einen Eingang eines Operationsverstärkers ausgeführt wird, um dabei die Scheineingangsimpedanz zu erhö­ hen.Here a technique is used that is commonly known as "Bootstrap" is referred to as having a positive return from an output to an input of an operational amplifier  is carried out in order to increase the apparent input impedance hen.

Ferner kann anstatt der Gleichspannungsquelle VS des Leistungssteuerschaltkreises gemäß Fig. 2 auch eine Wechsel­ spannungsquelle mit einem nachgeschalteten Gleichrichter und einer Glättungseinrichtung verwendet werden.Furthermore, instead of the DC voltage source V S of the power control circuit according to FIG. 2, an AC voltage source with a downstream rectifier and a smoothing device can also be used.

Mit Bezug zum Ausdruck (7) ist Lie genauso veränderbar in Ab­ hängigkeit von VG wie im ersten Ausführungsbeispiel. Insbeson­ dere erlauben Änderungen in VG die Steuerung der Resonanzfre­ quenz des Resonanzschwingkreises 2, wie sie durch den nachfol­ genden Ausdruck wiedergegeben ist:With reference to expression ( 7 ), L ie can be changed as a function of V G as in the first exemplary embodiment. In particular, changes in V G allow the control of the resonance frequency of the resonant circuit 2 , as represented by the following expression:

fr = 1/2 π · (8)fr = 1/2 π · (8)

Nachfolgend wird der Betrieb der Steuerspannungsschaltkreis 5A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.The operation of the control voltage circuit 5 A according to the second embodiment will be described below.

Die Steuerspannungsschaltkreis 5A überwacht eine angelegte Spannung des Ultraschallgenerators 1 für jeden Zyklus durch Uberprüfen des von dem F/V-Konverterschaltkreis 5B gelieferten Spannungswertes.The control voltage circuit 5 A monitors an applied voltage of the ultrasonic generator 1 for each cycle by checking the voltage value supplied by the F / V converter circuit 5 B.

Wenn die Spannung V0 an einen Reihenschaltkreis, umfassend ei­ nen Widerstand R, eine Spule L und einen Kondensator C, ange­ legt wird, wird der fließende Strom I gewöhnlich durch den folgenden Ausdruck bestimmt, wobei die Kreisfrequenz ω ist:When the voltage V 0 is applied to a series circuit comprising a resistor R, a coil L and a capacitor C, the flowing current I is usually determined by the following expression, where the angular frequency is ω:

I = V₀/R + j(ωL - 1/ωC)I = V₀ / R + j (ωL - 1 / ωC)

Wenn R ein kleiner Wert ist, ändert sich der Strom I schnell mit den Änderungen in der Kreisfrequenz ω. Eine Kreisfrequenz, die als Resonanzkreisfrequenz ω0 bezeichnet wird, ist so, daß der Strom I seinen maximalen Absolutwert erreicht. Wenn eine Spannung über die Spule L angelegt wird, und eine andere Span­ nung über den Kondensator C angelegt wird, werden VL und VC Jeweils erhalten, wobei der Wert Q bzw. die Güte Q, die die Eigenschaften eines Resonanzkreises beschreibt, folgendermaßen definiert ist:If R is a small value, the current I changes rapidly with the changes in the angular frequency ω. An angular frequency, which is referred to as resonance angular frequency ω 0 , is such that the current I reaches its maximum absolute value. When a voltage is applied across the coil L and a different voltage is applied across the capacitor C, V L and V C are respectively obtained, the value Q and the quality Q, which describes the properties of a resonant circuit, being defined as follows is:

Q = |VL/V₀|ω = ω₀
= |VC/V₀|ω = ω₀ (9)
Q = | V L / V₀ | ω = ω₀
= | V C / V₀ | ω = ω₀ (9)

Der Wert Q des Resonanzschwingkreises 2 ist durch den Ausdruck (9) bestimmt, wobei V0 eine Ausgangsspannung ist, die von dem Leistungssteuerschaltkreis 3 an den Widerstand R0 des Reso­ nanzschwingkreises 2 abgegeben wird. VC wird durch die am Ultraschallgenerator 1 angelegte Spannung bestimmt, d. h., der Wert der Spannung wird bestimmt, der von dem F/V-Konverter­ schaltkreis 5B abgegeben wird.The value Q of the resonant circuit 2 is determined by the expression ( 9 ), where V 0 is an output voltage which is output from the power control circuit 3 to the resistor R 0 of the resonant circuit 2 . V C is determined by the voltage applied to the ultrasonic generator 1 , that is, the value of the voltage is determined which is output by the F / V converter circuit 5 B.

Unter der Annahme, daß die Spannung ein wenig von der Reso­ nanzspannung verschoben ist, wird die an den Ultraschallgene­ rator 1 angelegte Spannung berechnet, um von einem größeren Wert zu sein, so daß der Wert Q des Resonanzschwingkreises 2 erhöht wird, und der Wert VG, der sich daraus ergibt, in den die Impedanz steuernde Schaltkreis 5C eingespeist wird.Assuming that the voltage is shifted a little from the resonance voltage, the voltage applied to the ultrasonic generator 1 is calculated to be of a larger value so that the value Q of the resonant circuit 2 is increased, and the value V G , which results from the fact that the impedance control circuit 5 C is fed.

Der Steuerspannungsschaltkreis 5A sieht einen kontinuierlichen Betrieb in einer Art und Weise vor, daß der Wert Q des Reso­ nanzschwingkreises 2 immer größer wird.The control voltage circuit 5 A provides continuous operation in such a way that the value Q of the resonance resonant circuit 2 is always larger.

Nachfolgend wird der Betrieb des Leistungssteuerschalt­ kreises 3 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.The operation of the power control circuit 3 according to the second embodiment will be described below.

Der Gleichrichter 31 richtet das Frequenzsignal des Sensors 4 gleich und liefert danach das sich ergebende Signal an den Vergleichsverstärker 32.The rectifier 31 rectifies the frequency signal from the sensor 4 and then supplies the resulting signal to the comparison amplifier 32 .

Der Vergleichsverstärker 32 vergleicht die Ausgabe des Gleich­ richters 31 mit der Ausgabe des Schaltkreises 31A, der den Referenzwert setzt, und verstärkt das Ergebnis davon, um es in den Vergleichsschaltkreis 36 einzuspeisen. The comparison amplifier 32 compares the output of the rectifier 31 with the output of the circuit 31 A that sets the reference value and amplifies the result thereof to be fed into the comparison circuit 36 .

Der Schmidt-Schaltkreis 33 bzw. Schmidt-Trigger wandelt das Frequenzsignal des Sensors 4 in eine Rechteckwelle, die dann in den Differenzierschaltkreis 34 eingespeist wird.The Schmidt circuit 33 or Schmidt trigger converts the frequency signal from the sensor 4 into a square wave, which is then fed into the differentiating circuit 34 .

Der Differenzierschaltkreis 34 differenziert die Ausgabe des Schmidt-Schaltkreises 33, um danach die sich ergebende Ausgabe in den das Sägezahnsignal erzeugende Schaltkreis 35 einzuspei­ sen.The differentiating circuit 34 differentiates the output of the Schmidt circuit 33 to thereafter feed the resulting output into the circuit 35 generating the sawtooth signal.

Der das Sägezahnsignal erzeugende Schaltkreis 35 erzeugt ein sägezahnförmiges Signal gemäß der Ausgabe des Differenzier­ schaltkreises 34, das an den Vergleichsschaltkreis 36 gelie­ fert wird.The sawtooth signal generating circuit 35 generates a sawtooth-shaped signal according to the output of the differentiating circuit 34 , which is delivered to the comparison circuit 36 .

Der Vergleichsschaltkreis 36 moduliert eine Pulsbreite der Ausgabe des Vergleichsverstärkers 32 gemäß der Ausgabe des das Sägezahnsignal erzeugenden Schaltkreises 35, das an das Gate des Schalttransistors Tr angelegt wird.The comparison circuit 36 modulates a pulse width of the output of the comparison amplifier 32 in accordance with the output of the sawtooth signal generating circuit 35 which is applied to the gate of the switching transistor Tr.

Der Schalttransistor Tr sieht einen Ein-Ausbetrieb in Abhän­ gigkeit von der Ausgabe des Vergleichsschaltkreises 36 vor. Der Ausgabepuls wird dabei mit einem vorbestimmten Zyklus an den Widerstand R0 des Resonanzschwingkreises 2 über den Trans­ formator T1 angelegt.The switching transistor Tr provides an on-off operation depending on the output of the comparison circuit 36 . The output pulse is applied with a predetermined cycle to the resistor R 0 of the resonant circuit 2 via the transformer T 1 .

Die Resonanzfrequenz f0 des Resonanzschwingkreises 2 wird mit einer Schaltfrequenz des Leistungssteuerschaltkreises 3 syn­ chronisiert, um so konstant mit der Schaltfrequenz abgestimmt zu sein.The resonance frequency f 0 of the resonant circuit 2 is synchronized with a switching frequency of the power control circuit 3 so as to be constantly tuned to the switching frequency.

Insbesondere wenn die Freqenz des Ultraschallgenerators 1 we­ gen einer Last- oder einer Temperaturänderung verschoben ist, kann der Leistungssteuerschaltkreis 3 mit einer solchen ver­ schobenen Frequenz des Ultraschallgenerators 1 synchronisiert werden. Zusätzlich ist eine Schwingungsamplitude des Ultra­ schallgenerators 1 in Abhängigkeit von Änderungen der Ausgabe bzw. des Ausgabeniveaus des Schaltkreises 31A zum Setzen der Bezugsspannung veränderbar. So kann selbst, wenn durch eine Last oder eine Temperaturänderung die Schwingungsamplitude des Ultraschallgenerators 1 geändert wird, die Schwingungsamplitu­ de konstant gehalten werden, da die Zyklen des Transistors Tr gesteuert werden.In particular, when the frequency of the ultrasonic generator 1 is shifted due to a change in load or temperature, the power control circuit 3 can be synchronized with such a shifted frequency of the ultrasonic generator 1 . In addition, an oscillation amplitude of the ultrasonic generator 1 can be changed as a function of changes in the output or the output level of the circuit 31 A for setting the reference voltage. Thus, even if the vibration amplitude of the ultrasonic generator 1 is changed by a load or a temperature change, the vibration amplitude can be kept constant because the cycles of the transistor Tr are controlled.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel einen geschlossenen Reglekreis bildet, bei dem die Amplitude des Ausgangssignals des Ultra­ schallgenerators gemessen wird und in Abhängigkeit von diesem Meßwert die Frequenz des Resonanzschwingkreises verändert wird, wodurch sein Wert Q geändert wird und sich die Amplitude des Ausgangssignals des Ultraschallgenerators einstellt.In summary it can be said that the device according to the second embodiment, a closed control loop forms, in which the amplitude of the output signal of the Ultra sound generator is measured and in dependence on this Measured value changes the frequency of the resonant circuit which changes its value Q and the amplitude of the output signal of the ultrasonic generator.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der oben dargestellte Aufbau einer Steuervorrichtung für einen Ultraschallgenerator bei jedem Schwingungszyklus des Ultraschallgenerators gesteu­ ert. Dies ermöglicht es, eine derartig verbesserte Steuerung des Ultraschallgenerators vorzusehen, so daß eine Ausgabe mit stabiler Frequenz über einen breiten Bereich erreicht wird.According to the present invention, the above is illustrated Structure of a control device for an ultrasonic generator controlled with each oscillation cycle of the ultrasonic generator ert. This enables such improved control to provide the ultrasonic generator so that an output with stable frequency is achieved over a wide range.

Es ist eine Steuervorrichtung für einen Ultraschallgenerator vorgesehen, die eine Treiberschaltung 3 zum Steuern der Aus­ gabe eines Resonanzschwingkreises 2 aufweist. Der Ultraschall­ generator 1 ist mit einem Sensor 4 zur Wahrnehmung der Frequenz oder der Amplitude der Ausgabe des Ultraschallgenera­ tors 1 versehen. Ein Schaltkreis 5 zum variablen Setzen der Frequenz des Ultraschallgenerators 1 ist in dem Schwingkreis 2 vorgesehen, wobei der Schwingkreis durch Veränderung einer Induktivität abgestimmt wird. Der Schaltkreis zum variablen Setzen der Frequenz ist so ausgebildet, daß in Abhängigkeit des Sensorsignales die Frequenz des Resonanzschwingkreises 2 verändert werden kann.A control device for an ultrasound generator is provided, which has a driver circuit 3 for controlling the output from a resonant circuit 2 . The ultrasound generator 1 is provided with a sensor 4 for sensing the frequency or the amplitude of the output of the ultrasound generator 1 . A circuit 5 for variably setting the frequency of the ultrasound generator 1 is provided in the resonant circuit 2 , the resonant circuit being tuned by changing an inductance. The circuit for variably setting the frequency is designed such that the frequency of the resonant circuit 2 can be changed as a function of the sensor signal.

Claims (4)

1. Steuerschaltkreis für einen Ultraschallgenerator, um­ fassend einen Resonanzschwingkreis (2) zum Betreiben des Ultraschall­ generators (1) und einen Leistungssteuerschaltkreis (3) zum Regeln der Ausgabe des Resonanzschwingkreises, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Ultraschallgenerators (1) mit einem Detektor oder Sensor (4) versehen ist, der das Ausgangssignal des Ultraschallgenerators (1) abtastet, und ein Schaltkreis (5) zum variablen Setzen der Frequenz des Ultraschallgenera­ tors vorgesehen ist, der mit dem Resonanzschwingkreis (2) ver­ bunden ist, wobei der Schaltkreis (5) zum variablen Setzen der Frequenz mit einer Funktion zum variablen Setzen der Frequenz versehen ist, die es ermöglicht, die Schwingungsfrequenz des Resonanzschwingkreises (2) kontinuierlich in Abhängigkeit von der Ausgabe des Detektors oder Sensors (4) einzustellen.1. Control circuit for an ultrasonic generator, comprising a resonant circuit ( 2 ) for operating the ultrasonic generator ( 1 ) and a power control circuit ( 3 ) for regulating the output of the resonant circuit, characterized in that the output signal of the ultrasonic generator ( 1 ) with a detector or Sensor ( 4 ) is provided, which samples the output signal of the ultrasonic generator ( 1 ), and a circuit ( 5 ) for variably setting the frequency of the ultrasonic generator is provided, which is connected to the resonant circuit ( 2 ), the circuit ( 5 ) for variably setting the frequency is provided with a function for variably setting the frequency, which makes it possible to continuously set the oscillation frequency of the resonant circuit ( 2 ) as a function of the output from the detector or sensor ( 4 ). 2. Steuerschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Ultraschallgenerators von einem Frequenzdetektor (4) abgetastet wird.2. Control circuit according to claim 1, characterized in that the output signal of the ultrasonic generator is sampled by a frequency detector ( 4 ). 3. Steuerschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Ultraschallgenerators von einem Sensor (4) zum Messen der Spannung abgetastet wird, und daß der Schaltkreis (5) zum variablen Setzen der Frequenz den Resonanzschwingkreis (2) in Abhängigkeit der Ausgabe des Sen­ sors (4) so steuert, daß ein größeres Verhältnis der Schwin­ gungsspannung des Ultraschallgenerators zu einer an dem Reso­ nanzschwingkreis (2) angelegten Spannung vorgesehen wird. 3. Control circuit according to claim 1, characterized in that the output signal of the ultrasonic generator is sampled by a sensor ( 4 ) for measuring the voltage, and that the circuit ( 5 ) for variably setting the frequency, the resonant circuit ( 2 ) depending on the output of Sen sors ( 4 ) controls so that a larger ratio of the vibration voltage of the ultrasonic generator to a resonance circuit ( 2 ) applied to the resonance is provided. 4. Schaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (5) zum variablen Setzen der Frequenz mit einem F/V-Konverterschaltkreis versehen ist, der die durch den Frequenzdetektor (4) wahrgenommene Frequenz in eine entspre­ chende Spannung wandelt, und ein Spannungssteuerschaltkreis (5A) vorgesehen ist, der eine Induktivitätskomponente nach Maßgabe der Ausgabe des Frequenzdetektors (4) einstellt, die der durch den F/V-Konverterschaltkreis umgewandelten Spannung entspricht, die als Referenzwert gemessen wird.4. A circuit according to claim 2, characterized in that the circuit ( 5 ) for variable setting of the frequency is provided with an F / V converter circuit which converts the frequency perceived by the frequency detector ( 4 ) into a corresponding voltage, and a Voltage control circuit ( 5 A) is provided, which adjusts an inductance component in accordance with the output of the frequency detector ( 4 ), which corresponds to the voltage converted by the F / V converter circuit, which is measured as a reference value.
DE19924230491 1991-09-13 1992-09-11 Control circuit for an ultrasonic generator Expired - Fee Related DE4230491C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26305591A JPH0573155A (en) 1991-09-13 1991-09-13 Drive control circuit for ultrasonic vibrator
JP13797292A JP3178082B2 (en) 1992-04-30 1992-04-30 Drive control circuit for ultrasonic transducer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4230491A1 true DE4230491A1 (en) 1993-03-18
DE4230491C2 DE4230491C2 (en) 1997-04-17

Family

ID=26471136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19924230491 Expired - Fee Related DE4230491C2 (en) 1991-09-13 1992-09-11 Control circuit for an ultrasonic generator

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE4230491C2 (en)
FR (1) FR2681261B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4400210A1 (en) * 1994-01-05 1995-08-10 Branson Ultraschall Method and device for operating a generator for the HF energy supply of an ultrasonic transducer
DE19826549A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-23 Siemens Ag Ultrasound transmission circuit for therapeutic ultrasound array
WO2001062429A1 (en) * 2000-02-26 2001-08-30 Aichele Werkzeuge Gmbh Device and method for ultrasonic processing
DE102013225042A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-11 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Ultrasonic welding device and ultrasonic welding process for controlling continuous ultrasonic welding processes
WO2021143970A1 (en) * 2020-01-13 2021-07-22 Hesse Gmbh Device and method for ultrasonic bonding
CN117302522A (en) * 2023-11-28 2023-12-29 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 Low-power-consumption ultrasonic deicing method and device for flight equipment

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011052283A1 (en) * 2011-07-29 2013-01-31 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Method for calculating the oscillation amplitude of a sonotrode

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD217454A1 (en) * 1983-04-29 1985-01-16 Zentrum F Forschung U Technolo METHOD FOR CONTROLLING US WELDING PROPERTIES
DE3429776C2 (en) * 1984-08-13 1988-05-19 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
DD298661A5 (en) * 1987-06-23 1992-03-05 Elektrokohle Lichtenberg Ag,De METHOD FOR THE PRODUCTION OF CASSETTE PARTS FOR LIQUID PHASE EPITAXIA

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5001649A (en) * 1987-04-06 1991-03-19 Alcon Laboratories, Inc. Linear power control for ultrasonic probe with tuned reactance
US4966131A (en) * 1988-02-09 1990-10-30 Mettler Electronics Corp. Ultrasound power generating system with sampled-data frequency control
US4973876A (en) * 1989-09-20 1990-11-27 Branson Ultrasonics Corporation Ultrasonic power supply
JPH0463668A (en) * 1990-07-03 1992-02-28 Brother Ind Ltd Amplitude control device for ultrasonic machining device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD217454A1 (en) * 1983-04-29 1985-01-16 Zentrum F Forschung U Technolo METHOD FOR CONTROLLING US WELDING PROPERTIES
DE3429776C2 (en) * 1984-08-13 1988-05-19 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
DD298661A5 (en) * 1987-06-23 1992-03-05 Elektrokohle Lichtenberg Ag,De METHOD FOR THE PRODUCTION OF CASSETTE PARTS FOR LIQUID PHASE EPITAXIA

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4400210A1 (en) * 1994-01-05 1995-08-10 Branson Ultraschall Method and device for operating a generator for the HF energy supply of an ultrasonic transducer
DE19826549A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-23 Siemens Ag Ultrasound transmission circuit for therapeutic ultrasound array
US6212131B1 (en) 1998-06-15 2001-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Ultrasound transmitting circuit and ultrasound transmitting system having a plurality of ultrasound transmitting circuits
DE19826549C2 (en) * 1998-06-15 2003-11-13 Siemens Ag Ultrasonic transmitter circuit
WO2001062429A1 (en) * 2000-02-26 2001-08-30 Aichele Werkzeuge Gmbh Device and method for ultrasonic processing
DE102013225042A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-11 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Ultrasonic welding device and ultrasonic welding process for controlling continuous ultrasonic welding processes
US9283713B2 (en) 2013-12-05 2016-03-15 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Ultrasonic welding device and ultrasonic welding method for controlling continuous ultrasonic welding processes
US9427914B2 (en) 2013-12-05 2016-08-30 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Ultrasonic welding device and ultrasonic welding method for controlling continuous ultrasonic welding processes
USRE48139E1 (en) 2013-12-05 2020-08-04 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Ultrasonic welding device and ultrasonic welding method for controlling continuous ultrasonic welding processes
WO2021143970A1 (en) * 2020-01-13 2021-07-22 Hesse Gmbh Device and method for ultrasonic bonding
CN117302522A (en) * 2023-11-28 2023-12-29 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 Low-power-consumption ultrasonic deicing method and device for flight equipment
CN117302522B (en) * 2023-11-28 2024-02-09 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 Low-power-consumption ultrasonic deicing method and device for flight equipment

Also Published As

Publication number Publication date
FR2681261B1 (en) 1995-06-09
DE4230491C2 (en) 1997-04-17
FR2681261A1 (en) 1993-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1258978B1 (en) Current supply system
DE19735624C1 (en) Method of inductive transfer of electrical power to several moving loads
EP2705906B1 (en) Ultrasound system, ultrasound generator and method for operating the same
DE102015212809A1 (en) Method and device for measuring a resonant frequency of an ultrasonic tool for machining
EP0329988B1 (en) High frequency power generator
DE60205268T2 (en) OVERCURRENT PROTECTION FOR MOTOR CONTROL CIRCUIT
WO2013072167A1 (en) Ultrasound transducer and corresponding apparatus for environment detection in a vehicle
DE2916540C2 (en) Electrical circuit arrangement for controlling a piezoelectric transducer
DE4121961A1 (en) CIRCUIT FOR THE ENERGY SUPPLY OF FIELD DEVICES
DE4230491C2 (en) Control circuit for an ultrasonic generator
DE3525413C2 (en)
DE2745915C2 (en) Transmitter device for use in an instrumentation system for industrial process control
DE3003339C2 (en)
DE3022857A1 (en) DEVICE FOR MEASURING TIME
DE102005030777B4 (en) Method and circuit arrangement for operating an ultrasonic vibrator
EP2011577B1 (en) Method for operating a dental ultrasonic device and dental ultrasonic device
DE1807038A1 (en) Mechanical-electrical conversion system
DE102009045460B3 (en) Inductive proximity sensor, has evaluation device setting integration results in different areas of output signal or on same areas of output signals of oscillator circuits in relation to each other
EP0476075B1 (en) Processing circuit for a differential throttle travel control device, and use of this circuit
WO2008113586A2 (en) Method and device for operating an ultrasonic tool
DE4233016A1 (en) Electrical circuit for ultrasonic cleaning device - incorporates pulse width modulation for regulating power output resonance frequency
DE3610996C2 (en) DC converter
DE69732094T2 (en) TRANSFORMER-COUPLED SWITCH TRANSMITTER FOR ELECTRONIC GOODS MONITORING SYSTEM
DE3007717C2 (en) Circuit arrangement for electrotherapy
DE4112240A1 (en) METHOD FOR OPERATING A SWITCHING REGULATOR AND ARRANGEMENT

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee