JP2008113945A - Electronic treatment instrument - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic treatment instrument that when driving a plurality of oscillators, can instantly switch to the optimum power source voltage for each oscillator and improve its ripple characteristics. <P>SOLUTION: When a plurality of ultrasonic oscillators 1a, 1b, 1c are driven with time division, the power source circuit 4 of driving circuits 2 for a plurality of ultrasonic oscillators 1a, 1b, 1c is composed of a main power source circuit 15 and an auxiliary power source circuit 16. The main power source circuit 15 has a large time constant and is a stable power source, while the auxiliary power source circuit 16 has a small time constant and can fast switch the power voltage. This makes it possible to fast switch the power source voltage for driving the ultrasonic oscillators 1a, 1b and 1c in a plurality of channels, and supply more stable power source with less ripples. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電磁波や超音波を患部に照射し、治療を行う電子治療器に関するもので、特に、駆動回路への電源の供給に関わる。   The present invention relates to an electronic treatment device that performs treatment by irradiating an affected part with electromagnetic waves or ultrasonic waves, and particularly relates to supply of power to a drive circuit.

電磁波発振の振動子や超音波振動子を駆動する駆動回路には、各振動子のバラツキや、振動子の振幅を考慮して、最適な電源電圧が供給される。例えば特許文献1には、探触子の送波パワー識別信号において、送波用電源電圧切換信号を発生し、超音波送受信回路から探触子に与える超音波送信信号を変化させ、超音波送波信号パワーを補正制御するものが開示されている。   An optimum power supply voltage is supplied to a drive circuit for driving an electromagnetic wave oscillation vibrator or an ultrasonic vibrator in consideration of variations of the vibrators and amplitudes of the vibrators. For example, in Patent Document 1, a transmission power supply voltage switching signal is generated in a transmission power identification signal of a probe, an ultrasonic transmission signal applied to the probe from an ultrasonic transmission / reception circuit is changed, and an ultrasonic transmission is performed. An apparatus for correcting and controlling wave signal power is disclosed.

また、多チャンネルの電磁波や超音波の振動子を時分割で駆動する駆動回路では、チャンネルが切り換えられる毎に、各振動子に対して適切な駆動信号が供給されるように、駆動回路に対する電源電圧が切り換えられる。   In a drive circuit that drives multi-channel electromagnetic wave or ultrasonic transducers in a time-sharing manner, the power supply to the drive circuit is supplied so that an appropriate drive signal is supplied to each transducer every time the channel is switched. The voltage is switched.

図7は、従来の多チャンネルの超音波振動子を駆動する超音波駆動回路の一例を示すものである。図7において、発振回路101からの発振出力は、駆動回路102に供給される。駆動回路102には、電源回路103から駆動電源が供給される。駆動回路102の出力信号は、出力切換回路104に供給される。出力切換回路104は、駆動回路102からの駆動信号を順に切り換えて、端子105a、105b、105c、…に出力する。端子105a、105b、105cには、それぞれ、超音波振動子106a、106b、106cが接続される。   FIG. 7 shows an example of an ultrasonic drive circuit for driving a conventional multi-channel ultrasonic transducer. In FIG. 7, the oscillation output from the oscillation circuit 101 is supplied to the drive circuit 102. Drive power is supplied from the power supply circuit 103 to the drive circuit 102. The output signal of the drive circuit 102 is supplied to the output switching circuit 104. The output switching circuit 104 sequentially switches the drive signal from the drive circuit 102 and outputs it to the terminals 105a, 105b, 105c,. Ultrasonic transducers 106a, 106b, and 106c are connected to the terminals 105a, 105b, and 105c, respectively.

出力切換回路104及び電源回路103には、切換信号SW101、SW102、SW103が順に供給される。この切換信号SW101、SW102、SW103により、端子105a、105b、105cに駆動信号が順に供給され、超音波振動子106a、106b、106cが時分割で切り換えられる。また、この超音波振動子106a、106b、106cの切り換えに同期したタイミングで、電源回路103の出力電圧が切り換えられる。これにより、各超音波振動子106a、106b、106cの駆動期間毎に、最適な駆動電圧が駆動回路102に供給される。   Switching signals SW101, SW102, and SW103 are sequentially supplied to the output switching circuit 104 and the power supply circuit 103. By the switching signals SW101, SW102, and SW103, driving signals are sequentially supplied to the terminals 105a, 105b, and 105c, and the ultrasonic transducers 106a, 106b, and 106c are switched in a time division manner. Further, the output voltage of the power supply circuit 103 is switched at a timing synchronized with the switching of the ultrasonic transducers 106a, 106b, and 106c. As a result, an optimum drive voltage is supplied to the drive circuit 102 for each drive period of each of the ultrasonic transducers 106a, 106b, and 106c.

図8は、上述の従来の超音波駆動回路の各部のタイミング図である。図8(A)〜図8(C)に示すように、期間T100〜T101、T101〜T102、T102〜T103で、切換信号SW101、SW102、SW103が順にハイレベルになる。これにより、図8(D)に示すように、端子105a、105b、105c、…に、順に、駆動信号が供給される。また、図8(E)に示すように、端子105aが選択される期間T100〜T101、T103〜T104、…では、電源回路103からの駆動電圧がVaに設定され、端子105bが選択される期間T101〜T102、T104〜T105、…では、電源回路103からの駆動電圧がVbに設定され、端子105cが選択される期間T102〜T103、T105〜T106、…では、電源回路103からの駆動電圧がVcに設定される。
特開平7−289553号公報
FIG. 8 is a timing chart of each part of the above-described conventional ultrasonic drive circuit. As shown in FIGS. 8A to 8C, the switching signals SW101, SW102, and SW103 sequentially become high level during the periods T100 to T101, T101 to T102, and T102 to T103. As a result, as shown in FIG. 8D, drive signals are sequentially supplied to the terminals 105a, 105b, 105c,. As shown in FIG. 8E, in the periods T100 to T101, T103 to T104,... In which the terminal 105a is selected, the drive voltage from the power supply circuit 103 is set to Va and the terminal 105b is selected. In T101 to T102, T104 to T105,..., The drive voltage from the power supply circuit 103 is set to Vb, and in the periods T102 to T103, T105 to T106,. Set to Vc.
JP-A-7-289553

上述の多チャンネルの超音波振動子を駆動する超音波駆動回路においては、図8に示したように、端子105a〜105cが切り換わる毎に、電源電圧が素速く切り換わることが望まれる。また、電源電圧としては、リップルが少なくなることが望まれる。   In the ultrasonic drive circuit that drives the multi-channel ultrasonic transducer described above, it is desirable that the power supply voltage be switched quickly each time the terminals 105a to 105c are switched, as shown in FIG. Further, it is desired that the power supply voltage has less ripple.

ところが、電源電圧が高速で切り換えられるように、電源回路の平滑回路の時定数を小さくすると、リップル特性が悪化するという問題が生じる。また、リップル特性が良好になるように、電源回路の平滑回路の時定数を大きくすると、電源電圧を高速に切り換えることができなくなるという問題が生じる。   However, if the time constant of the smoothing circuit of the power supply circuit is made small so that the power supply voltage can be switched at a high speed, there arises a problem that the ripple characteristics deteriorate. Further, if the time constant of the smoothing circuit of the power supply circuit is increased so as to improve the ripple characteristics, there arises a problem that the power supply voltage cannot be switched at high speed.

つまり、電源回路の電圧制御回路110は、例えば、図9に示すように、トランジスタ120と、ツェナー電圧の異なるツェナーダイオード121a、121b、121cと、ツェナーダイオード121a、121b、121cを切り換えるスイッチ回路122a、122b、122cにより実現できる。ツェナーダイオード121a、121b、121cのツェナー電圧は、超音波振動子1a、1b、1cの設定電圧に応じた値とされる。スイッチ回路122a、122b、122cは、切換信号SW101、SW102、SW103によりオン/オフされる。このような電電圧制御回路110の出力電圧は、平滑回路111を介して、出力される。   That is, the voltage control circuit 110 of the power supply circuit includes, for example, a switch circuit 122a that switches between a transistor 120, Zener diodes 121a, 121b, and 121c having different Zener voltages, and Zener diodes 121a, 121b, and 121c, as shown in FIG. This can be realized by 122b and 122c. Zener voltages of the Zener diodes 121a, 121b, and 121c are values corresponding to the set voltages of the ultrasonic transducers 1a, 1b, and 1c. The switch circuits 122a, 122b, 122c are turned on / off by switching signals SW101, SW102, SW103. The output voltage of the electric voltage control circuit 110 is output through the smoothing circuit 111.

平滑回路111は、典型的には、図10に示すように、コンデンサ131及び132と、チョークコイル133とからなる。コンデンサ131及び132の容量を大きくすれば、時定数は大きくなり、コンデンサ131及び132の容量を小さくすれば、時定数は小さくなる。   The smoothing circuit 111 typically includes capacitors 131 and 132 and a choke coil 133 as shown in FIG. Increasing the capacitances of the capacitors 131 and 132 increases the time constant, and decreasing the capacitances of the capacitors 131 and 132 decreases the time constant.

ここで、時定数の小さい平滑回路111を用いると、図11に示すように、端子が切り換わる毎に、電源電圧が素速く切り換えることができる。ところが、この場合には、図11に示すように、電源電圧が安定せず、電源に多くのリップルが含まれるようになる。   Here, when the smoothing circuit 111 having a small time constant is used, the power supply voltage can be switched quickly each time the terminal is switched as shown in FIG. However, in this case, as shown in FIG. 11, the power supply voltage is not stable, and the power supply includes many ripples.

これに対して、時定数の大きい平滑回路111を用いると、図12に示すように、電源電圧の安定性は良くなり、リップル成分を殆ど含まなくなる。ところが、この場合には、図12に示すように、電源電圧が所望の電圧に切り換わるまでに、時間がかかってしまる。   On the other hand, when the smoothing circuit 111 having a large time constant is used, the stability of the power supply voltage is improved and almost no ripple component is included, as shown in FIG. However, in this case, as shown in FIG. 12, it takes time until the power supply voltage switches to a desired voltage.

本発明は、上述の課題を鑑み、各振動子に対して適切な電源電圧に瞬時に切り換えることができると共に、リップル特性が改善できるようにした電子治療器を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an electronic treatment device that can instantaneously switch to an appropriate power supply voltage for each transducer and improve ripple characteristics.

上述の課題を解決するために、本発明は、複数の振動素子と、複数の振動素子に対する発振信号を出力する発振手段と、発振手段からの発振信号により複数の振動素子を駆動させるための駆動回路と、駆動回路に駆動電源を供給する電源回路と、駆動回路からの駆動信号を複数の振動素子に選択的に供給する出力切換手段とからなり、電源回路は、時定数の大きい主電源回路と、時定数の小さい補助電源回路とからなり、主電源回路の出力に補助電源回路の出力を重畳して、駆動回路に供給するようにしたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plurality of vibration elements, an oscillation unit that outputs an oscillation signal for the plurality of vibration elements, and a drive for driving the plurality of vibration elements by the oscillation signal from the oscillation unit. Circuit, a power supply circuit for supplying drive power to the drive circuit, and output switching means for selectively supplying drive signals from the drive circuit to a plurality of vibration elements. The power supply circuit is a main power supply circuit having a large time constant. And an auxiliary power supply circuit having a small time constant, wherein the output of the auxiliary power supply circuit is superimposed on the output of the main power supply circuit and supplied to the drive circuit.

また、本発明では、主電源の電圧は、補助電源の電圧よりも高くするようにしたことを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the voltage of the main power supply is made higher than the voltage of the auxiliary power supply.

また、本発明では、補助電源回路の出力は可変可能とされ、出力切換手段の切り換えに応じて、補助電源回路の電圧を切り換えるようにしたことを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the output of the auxiliary power supply circuit can be varied, and the voltage of the auxiliary power supply circuit is switched in accordance with the switching of the output switching means.

また、本発明では、主電源回路及び補助電源回路の出力は可変可能とされ、出力切換手段の切り換えに応じて、変更電圧が小さいときには、補助電源回路の電圧を切り換え、変更電圧が大きいときには、主電源回路の電圧を切り換えるようにしたことを特徴とする。   Further, in the present invention, the outputs of the main power supply circuit and the auxiliary power supply circuit can be changed, and when the change voltage is small, the voltage of the auxiliary power supply circuit is switched according to the switching of the output switching means, and when the change voltage is large, The voltage of the main power supply circuit is switched.

また、本発明では、主電源回路の出力と補助電源回路の出力とを同じ向きの極性で重畳するようにしたことを特徴とする。   Also, the present invention is characterized in that the output of the main power supply circuit and the output of the auxiliary power supply circuit are superimposed with the same polarity.

また、本発明では、主電源回路の出力と補助電源回路の出力とを反対向きの極性で重畳するようにしたことを特徴とする。   Also, the present invention is characterized in that the output of the main power supply circuit and the output of the auxiliary power supply circuit are superimposed with opposite polarities.

また、本発明では、駆動回路に対して平衡に、主電源回路と補助電源回路とを配置して、主電源回路の出力と補助電源回路の出力と重畳するようにしたことを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the main power supply circuit and the auxiliary power supply circuit are arranged in balance with respect to the drive circuit so as to overlap the output of the main power supply circuit and the output of the auxiliary power supply circuit.

本発明によれば、主電源回路からの電源と、補助電源回路からの電源とを重畳して、超音波振動子に対する電源としている。主電源回路は、その時定数が大きく、安定した電源とされ、補助電源回路は、その時定数が小さく、電源電圧を高速で切り換えることができる電源とされている。これにより、複数チャンネルの超音波振動子への駆動電源の電圧を素速く切り換えることができ、また、リップルの少ない安定した電源を供給することができる。   According to the present invention, the power supply from the main power supply circuit and the power supply from the auxiliary power supply circuit are superimposed to form a power supply for the ultrasonic transducer. The main power supply circuit has a large time constant and is a stable power supply, and the auxiliary power supply circuit has a small time constant and is a power supply capable of switching the power supply voltage at high speed. Thereby, the voltage of the drive power supply to the ultrasonic transducers of a plurality of channels can be switched quickly, and a stable power supply with little ripple can be supplied.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施形態を示すものである。図1において、1a、1b、1cは超音波振動子である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1a, 1b, and 1c are ultrasonic transducers.

超音波振動子1a、1b、1cは、固有の共振周波数を有する。駆動回路2は、VCO(Voltage Controlled Oscillator)3の発振信号を受けて、共振周波数で超音波振動子1a、1b、1cを駆動している。駆動回路2には、電源回路4から駆動電源が供給される。   The ultrasonic transducers 1a, 1b, and 1c have unique resonance frequencies. The drive circuit 2 receives an oscillation signal from a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 3 and drives the ultrasonic transducers 1a, 1b, and 1c at a resonance frequency. Drive power is supplied from the power supply circuit 4 to the drive circuit 2.

電源回路4は、主電源回路15と補助電源回路16とから構成される。主電源回路15は、その時定数が大きく、安定した電源である。補助電源回路16は、その時定数が小さく、電源電圧を高速で切り換えることができる電源である。また、主電源回路15の電源電圧は、補助電源回路16の電源電圧より大きく設定されている。駆動回路2は、後に説明するように、主電源回路15からの出力電源と、補助電源回路16からの出力電源とを重畳して、超音波振動子1a、1b、1cに対する駆動電源を形成している。   The power supply circuit 4 includes a main power supply circuit 15 and an auxiliary power supply circuit 16. The main power supply circuit 15 has a large time constant and is a stable power supply. The auxiliary power supply circuit 16 is a power supply that has a small time constant and can switch the power supply voltage at high speed. The power supply voltage of the main power supply circuit 15 is set larger than the power supply voltage of the auxiliary power supply circuit 16. As will be described later, the drive circuit 2 superimposes the output power supply from the main power supply circuit 15 and the output power supply from the auxiliary power supply circuit 16 to form a drive power supply for the ultrasonic transducers 1a, 1b, and 1c. ing.

VCO3は、その制御端子の制御電圧に応じて発振周波数が変化する発振器である。VCO3は、超音波振動子1の共振周波数と等しい周波数となるように発振周波数が制御される。   The VCO 3 is an oscillator whose oscillation frequency changes according to the control voltage at its control terminal. The oscillation frequency of the VCO 3 is controlled so as to be equal to the resonance frequency of the ultrasonic transducer 1.

各チャンネルの超音波振動子1a、1b、1cと駆動回路2との間には、出力切換回路5a、5b、5cが夫々設けられている。出力切換回路5a、5b、5cには、数値演算回路6から、切換信号SW1、SW2、SW3が夫々供給される。切換信号SW1、SW2、SW3により、各チャンネルの超音波振動子1a、1b、1cに、駆動回路2からの駆動信号が選択的に供給される。これにより、複数チャンネルの超音波振動子1a、1b、1cが時分割で駆動される。   Output switching circuits 5a, 5b, and 5c are provided between the ultrasonic transducers 1a, 1b, and 1c of each channel and the drive circuit 2, respectively. The output switching circuits 5a, 5b, and 5c are supplied with switching signals SW1, SW2, and SW3 from the numerical operation circuit 6, respectively. The drive signals from the drive circuit 2 are selectively supplied to the ultrasonic transducers 1a, 1b, and 1c of the respective channels by the switching signals SW1, SW2, and SW3. Thereby, the ultrasonic transducers 1a, 1b, 1c of a plurality of channels are driven in a time division manner.

また、各チャンネルの超音波振動子1a、1b、1cに対して検出抵抗7a、7b、7c、及び検出処理回路8a、8b、8cが夫々設けられる。検出処理回路8a、8b、8cには、切換信号SW1、SW2、SW3が夫々供給される。各チャンネルの検出抵抗7a、7b、7cの検出値は、バッファ回路10に送られ、バッファ回路10から、整流回路11、A/D変換器12を介して、数値演算回路6に送られる。   Further, detection resistors 7a, 7b, 7c and detection processing circuits 8a, 8b, 8c are provided for the ultrasonic transducers 1a, 1b, 1c of the respective channels. Switching signals SW1, SW2, and SW3 are supplied to the detection processing circuits 8a, 8b, and 8c, respectively. The detection values of the detection resistors 7a, 7b, and 7c of each channel are sent to the buffer circuit 10, and are sent from the buffer circuit 10 to the numerical operation circuit 6 via the rectifier circuit 11 and the A / D converter 12.

数値演算回路6は、例えばマイクロプロセッサにより構成されている。数値演算回路6は、VCO3の発振周波数を連続的に変化させながら、整流回路11の検出出力を取り込み、超音波振動子1a、1b、1cの各インピーダンスを監視し、超音波振動子1a、1b、1cの各共振周波数を検出する。   The numerical operation circuit 6 is constituted by, for example, a microprocessor. The numerical operation circuit 6 captures the detection output of the rectifier circuit 11 while continuously changing the oscillation frequency of the VCO 3, monitors the impedances of the ultrasonic transducers 1 a, 1 b, 1 c, and the ultrasonic transducers 1 a, 1 b. Each resonance frequency of 1c is detected.

超音波振動子1a、1b、1cのインピーダンスは、共振周波数で最小となる。したがって、各チャンネルを選択したときの整流回路11の検出出力が最小値となる周波数を検出することで、各チャンネルの超音波振動子1a、1b、1cの共振周波数を検出できる。   The impedances of the ultrasonic transducers 1a, 1b, and 1c are minimized at the resonance frequency. Therefore, the resonance frequency of the ultrasonic transducers 1a, 1b, and 1c of each channel can be detected by detecting the frequency at which the detection output of the rectifier circuit 11 becomes the minimum value when each channel is selected.

数値演算回路6は、整流回路11の検出出力が最小値となる周波数から超音波振動子1a、1b、1cの共振周波数を検出すると、そのときの制御電圧をVCO3に設定する。これにより、VCO3の発振周波数は、各超音波振動子1a、1b、1cの共振周波数に一致するようになる。このように、各超音波振動子1a、1b、1cの共振周波数を検出して、VCO3の発振周波数を各超音波振動子1a、1b、1cの共振周波数に設定することで、各超音波振動子1a、1b、1cを効率的に駆動することができる。   When the numerical arithmetic circuit 6 detects the resonance frequency of the ultrasonic transducers 1a, 1b, and 1c from the frequency at which the detection output of the rectifier circuit 11 becomes the minimum value, it sets the control voltage at that time to VCO3. As a result, the oscillation frequency of the VCO 3 coincides with the resonance frequency of each ultrasonic transducer 1a, 1b, 1c. Thus, by detecting the resonance frequency of each ultrasonic transducer 1a, 1b, 1c and setting the oscillation frequency of the VCO 3 to the resonance frequency of each ultrasonic transducer 1a, 1b, 1c, each ultrasonic vibration The children 1a, 1b and 1c can be driven efficiently.

次に、本発明の第1の実施形態における駆動回路2への電源の供給について説明する。   Next, supply of power to the drive circuit 2 in the first embodiment of the present invention will be described.

前述したように、本発明の第1の実施形態においては、主電源回路15からの電源と、補助電源回路16からの電源とを重畳して、駆動回路2に対する電源回路としている。主電源回路15は、その時定数が大きく、安定した電源とされ、補助電源回路16は、その時定数が小さく、電源電圧を高速で切り換えることができる電源とされている。また、主電源回路15の電源電圧は、補助電源回路16の電源電圧より、高くなるように設定されている。これにより、複数チャンネルの超音波振動子1a、1b、1cへの駆動電源の電圧を素速く切り換えることができ、また、リップルの少ない安定した電源を供給することができる。このことについて、以下に説明する。   As described above, in the first embodiment of the present invention, the power supply from the main power supply circuit 15 and the power supply from the auxiliary power supply circuit 16 are superimposed to form a power supply circuit for the drive circuit 2. The main power supply circuit 15 has a large time constant and is a stable power supply, and the auxiliary power supply circuit 16 has a small time constant and is a power supply capable of switching the power supply voltage at high speed. The power supply voltage of the main power supply circuit 15 is set to be higher than the power supply voltage of the auxiliary power supply circuit 16. Thereby, the voltage of the drive power supply to the ultrasonic transducers 1a, 1b, 1c of a plurality of channels can be switched quickly, and a stable power supply with little ripple can be supplied. This will be described below.

本発明の実施の形態においては、図2に示すように、主電源回路15と、補助電源回路16とを、同一の極性方向に直列に接続して、駆動回路2に供給している。前述したように、主電源回路15は、その時定数が大きいことから、リップルの少ない安定した電源となるが、電源電圧の切り換えに時間がかかる。これに対して、補助電源回路16は、その時定数が小さく、電源電圧を高速で切り換えることができるが、リップルが大きい。補助電源回路16には、電圧設定信号SW1、SW2、SW3が供給される。補助電源回路16の出力電圧は、この電圧設定信号SW1、SW2、SW3により切り換えられる。これにより、出力切換回路5a、5b、5cに対応したタイミングで、駆動回路2に供給される電源電圧が切り換えられる。   In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the main power supply circuit 15 and the auxiliary power supply circuit 16 are connected in series in the same polarity direction and supplied to the drive circuit 2. As described above, since the main power supply circuit 15 has a large time constant, the main power supply circuit 15 becomes a stable power supply with little ripple, but switching of the power supply voltage takes time. In contrast, the auxiliary power supply circuit 16 has a small time constant and can switch the power supply voltage at high speed, but has a large ripple. The auxiliary power supply circuit 16 is supplied with voltage setting signals SW1, SW2, and SW3. The output voltage of the auxiliary power circuit 16 is switched by the voltage setting signals SW1, SW2, and SW3. Thereby, the power supply voltage supplied to the drive circuit 2 is switched at a timing corresponding to the output switching circuits 5a, 5b, and 5c.

例えば、主電源回路15の電源電圧が10Vとし、補助電源回路16の電源電圧が1V、2V、3Vの3段階に可変可能としたとすると、主電源回路15と補助電源回路16とを重畳することで、主電源回路15の電源電圧(10V)と、補助電源回路16の電源電圧(1V、2V、3V)の和の電圧(11V、12V、13V)の電源出力が得られる。   For example, if the power supply voltage of the main power supply circuit 15 is 10 V and the power supply voltage of the auxiliary power supply circuit 16 is variable in three stages of 1 V, 2 V, and 3 V, the main power supply circuit 15 and the auxiliary power supply circuit 16 are superimposed. Thus, a power output of the sum of the power supply voltage (10V) of the main power supply circuit 15 and the power supply voltage (1V, 2V, 3V) of the auxiliary power supply circuit 16 (11V, 12V, 13V) is obtained.

ここで、補助電源回路16は、時定数が小さいので、その電圧を高速に切り換えられるが、リップルが多く発生する。しかしながら、主電源回路15と補助電源回路16とを重畳することにより、駆動回路2に供給する駆動電源のリップル率を下げることができる。   Here, since the auxiliary power supply circuit 16 has a small time constant, its voltage can be switched at high speed, but a large amount of ripple occurs. However, by overlapping the main power supply circuit 15 and the auxiliary power supply circuit 16, the ripple ratio of the drive power supply supplied to the drive circuit 2 can be lowered.

つまり、例えば、補助電源回路16において、0.3Vのリップル成分が発生したとする。このリップル成分は、3Vの補助電源に対しては、
0.3/3=0.1
となり、10%のリップル率となる。
That is, for example, it is assumed that a ripple component of 0.3 V is generated in the auxiliary power supply circuit 16. This ripple component is 3V for the auxiliary power supply.
0.3 / 3 = 0.1
And a ripple rate of 10%.

ところが、主電源回路15と補助電源回路16とを合成すると、13Vの電源に対して0.3Vのリップル成分となるので、
0.3/13=0.023
となり、2.3%のリップル率となり、リップル率が低下したことになる。
However, when the main power supply circuit 15 and the auxiliary power supply circuit 16 are combined, a ripple component of 0.3 V is obtained with respect to a 13 V power supply.
0.3 / 13 = 0.023
Thus, the ripple rate is 2.3%, and the ripple rate is reduced.

以上説明したように、本発明の第1の実施形態においては、駆動回路2に対して電源を供給する電源回路を、主電源回路15と補助電源回路16とから構成するようにし、主電源回路15の時定数を大きくし、リップルの少ない安定した電源とし、補助電源回路16の時定数を小さくし、電源電圧を高速で切り換えるようにしている。これにより、図3に示すように、複数チャンネルの超音波振動子1a、1b、1cへの駆動電源の電圧を、超音波振動子1a、1b、1cの切り換えに対応して、素速く切り換えることができ、また、リップルの少ない安定した電源を供給することができる。図3において、期間T0〜T1、T3〜T4、…は超音波振動子1aの駆動期間であり、その間では、電圧VAに設定される。期間T1〜T2、T4〜T5、…は超音波振動子1bの駆動期間であり、その間では、電圧VBに設定される。期間T2〜T3、T5〜T6、…は超音波振動子1bの駆動期間であり、その間では、電圧VCに設定される。   As described above, in the first embodiment of the present invention, the power supply circuit that supplies power to the drive circuit 2 is composed of the main power supply circuit 15 and the auxiliary power supply circuit 16, and the main power supply circuit is configured. The time constant of 15 is increased to provide a stable power supply with little ripple, the time constant of the auxiliary power supply circuit 16 is reduced, and the power supply voltage is switched at high speed. As a result, as shown in FIG. 3, the voltage of the drive power source to the ultrasonic transducers 1a, 1b, 1c of a plurality of channels can be switched quickly corresponding to the switching of the ultrasonic transducers 1a, 1b, 1c. In addition, a stable power source with little ripple can be supplied. In FIG. 3, periods T0 to T1, T3 to T4,... Are driving periods of the ultrasonic transducer 1a, and the voltage VA is set between them. Periods T1 to T2, T4 to T5,... Are driving periods of the ultrasonic transducer 1b, and the voltage VB is set between them. Periods T2 to T3, T5 to T6,... Are driving periods of the ultrasonic transducer 1b, and the voltage VC is set during this period.

なお、上述の第1の実施形態においては、補助電源回路16の出力電圧を、例えば、1V、2V、3Vの3段階に切り換えられるようにし、主電源回路15の出力電圧を10Vとし、主電源回路15と補助電源回路16とを、極性が同一方向となるように重畳しているが、電源電圧は一例であり、どのような電源電圧に設定しても良い。   In the first embodiment described above, the output voltage of the auxiliary power supply circuit 16 can be switched to, for example, three stages of 1V, 2V, and 3V, the output voltage of the main power supply circuit 15 is 10V, and the main power supply Although the circuit 15 and the auxiliary power supply circuit 16 are superimposed so that the polarities are in the same direction, the power supply voltage is an example, and any power supply voltage may be set.

図4は、本発明の第2の実施形態を示すものである。前述の第1の実施形態では、主電源回路15の電圧は固定とし、補助電源回路16の電圧を切り換えることにより、駆動回路2に対する電源を切り換えるようにしているが、この第2の実施形態では、主電源回路15の電源電圧についても、可変としている。すなわち、この実施形態では、補助電源回路16の出力電圧が電圧設定信号SW1、SW2により切り換えられると共に、主電源回路15の出力電圧が電圧設定信号SW11により切り換えられる。そして、変更電圧が小さいときには、補助電源回路16の電圧を切り換え、変更電圧が大きいときには、主電源回路15の電圧を切り換えるようにしている。他の構成については、前述の第1の実施形態と同様である。   FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, the voltage of the main power supply circuit 15 is fixed, and the power supply to the drive circuit 2 is switched by switching the voltage of the auxiliary power supply circuit 16, but in this second embodiment, The power supply voltage of the main power supply circuit 15 is also variable. In other words, in this embodiment, the output voltage of the auxiliary power circuit 16 is switched by the voltage setting signals SW1 and SW2, and the output voltage of the main power circuit 15 is switched by the voltage setting signal SW11. When the change voltage is small, the voltage of the auxiliary power supply circuit 16 is switched. When the change voltage is large, the voltage of the main power supply circuit 15 is switched. About another structure, it is the same as that of the above-mentioned 1st Embodiment.

また、スイチング制御により出力電圧を制御する主電源回路15と、アナログ制御(シャントレギュレータ等)により出力電圧を制御する補助電源回路16を用いれば、損失が低く抑えられので、バッテリー駆動に好適な応用も可能である。   In addition, if the main power supply circuit 15 that controls the output voltage by switching control and the auxiliary power supply circuit 16 that controls the output voltage by analog control (such as a shunt regulator) are used, the loss can be kept low. Is also possible.

図5は、本発明の第3の実施形態を示すものである。前述の第1の実施形態では、主電源回路15と補助電源回路16とを、極性が同一方向となるように接続して重畳しているのに対して、この実施形態では、図6に示すように、主電源回路15と補助電源回路16とを、極性が反対方向となるように接続して重畳するようにしている。第1の実施形態の場合には、主電源回路15の出力電圧と補助電源回路16の出力電圧との和が駆動回路2に対する駆動電源の電圧となるが、この第2の実施形態の場合には、主電源回路15の出力電圧と補助電源回路16の出力電圧との差が駆動回路2に対する駆動電源の電圧となる。他の構成については、前述の第1の実施形態と同様である。   FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, the main power supply circuit 15 and the auxiliary power supply circuit 16 are connected and overlapped so that the polarities are in the same direction, whereas in this embodiment, as shown in FIG. Thus, the main power supply circuit 15 and the auxiliary power supply circuit 16 are connected and overlapped so that the polarities are in opposite directions. In the case of the first embodiment, the sum of the output voltage of the main power supply circuit 15 and the output voltage of the auxiliary power supply circuit 16 becomes the voltage of the drive power supply for the drive circuit 2. In the case of this second embodiment, The difference between the output voltage of the main power supply circuit 15 and the output voltage of the auxiliary power supply circuit 16 is the voltage of the drive power supply for the drive circuit 2. About another structure, it is the same as that of the above-mentioned 1st Embodiment.

図6は、本発明の第4の実施形態を示すものである。この実施形態では、駆動回路2に対して平衡に、主電源回路15と補助電源回路16とを配置して、駆動回路2に対する駆動電源を平衡電源で駆動するようにしている。他の構成については、前述の第1の実施形態と同様である。   FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the main power supply circuit 15 and the auxiliary power supply circuit 16 are arranged in balance with respect to the drive circuit 2, and the drive power supply for the drive circuit 2 is driven by the balanced power supply. About another structure, it is the same as that of the above-mentioned 1st Embodiment.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明は、電磁波や超音波を利用した電子治療器の電源回路として用いられる他、電源電圧を時分割で切り換える各種の電源回路の適用することができる。   The present invention can be applied to various power supply circuits that switch power supply voltages in a time-sharing manner in addition to being used as a power supply circuit for an electronic therapy device using electromagnetic waves or ultrasonic waves.

本発明の第1の実施形態のブロック図である。It is a block diagram of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における電源回路の説明図である。It is explanatory drawing of the power supply circuit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における電源回路の説明に用いる波形図である。It is a wave form diagram used for description of the power supply circuit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態のブロック図である。It is a block diagram of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態における電源回路の説明図である。It is explanatory drawing of the power supply circuit in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における電源回路の説明図である。It is explanatory drawing of the power supply circuit in the 4th Embodiment of this invention. 従来の多チャンネルの超音波振動子を駆動する超音波駆動回路の一例のブロック図である。It is a block diagram of an example of the ultrasonic drive circuit which drives the conventional multichannel ultrasonic transducer | vibrator. 従来の多チャンネルの超音波振動子を駆動する超音波駆動回路の説明に用いるタイミング図である。It is a timing diagram used for description of the ultrasonic drive circuit which drives the conventional multichannel ultrasonic transducer | vibrator. 従来の多チャンネルの超音波振動子を駆動する超音波駆動回路における電源回路の説明図である。It is explanatory drawing of the power supply circuit in the ultrasonic drive circuit which drives the conventional multichannel ultrasonic transducer | vibrator. 従来の多チャンネルの超音波振動子を駆動する超音波駆動回路における電源回路の平滑回路の説明図である。It is explanatory drawing of the smoothing circuit of the power supply circuit in the ultrasonic drive circuit which drives the conventional multichannel ultrasonic transducer | vibrator. 従来の多チャンネルの超音波振動子を駆動する超音波駆動回路における電源回路の説明図である。It is explanatory drawing of the power supply circuit in the ultrasonic drive circuit which drives the conventional multichannel ultrasonic transducer | vibrator. 従来の多チャンネルの超音波振動子を駆動する超音波駆動回路における電源回路の説明図である。It is explanatory drawing of the power supply circuit in the ultrasonic drive circuit which drives the conventional multichannel ultrasonic transducer | vibrator.

符号の説明Explanation of symbols

1a、1b、1c 超音波振動子
2 駆動回路
4 電源回路
5a、5b、5c 出力切換回路
6 数値演算回路
8a、8b、8c 検出処理回路
10 バッファ回路
11 整流回路
12 A/D変換器
15 主電源回路
16 補助電源回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b, 1c Ultrasonic vibrator 2 Drive circuit 4 Power supply circuit 5a, 5b, 5c Output switching circuit 6 Numerical operation circuit 8a, 8b, 8c Detection processing circuit 10 Buffer circuit 11 Rectifier circuit 12 A / D converter 15 Main power supply Circuit 16 Auxiliary power circuit

Claims (7)

複数の振動素子と、
前記複数の振動素子に対する発振信号を出力する発振手段と、
前記発振手段からの発振信号により前記複数の振動素子を駆動させるための駆動回路と、
前記駆動回路に駆動電源を供給する電源回路と、
前記駆動回路からの駆動信号を前記複数の振動素子に選択的に供給する出力切換手段とからなり、
前記電源回路は、時定数の大きい主電源回路と、時定数の小さい補助電源回路とからなり、前記主電源回路の出力に前記補助電源回路の出力を重畳して、前記駆動回路に供給するようにしたことを特徴とする電子治療器。
A plurality of vibration elements;
An oscillating means for outputting an oscillation signal for the plurality of vibration elements;
A drive circuit for driving the plurality of vibration elements by an oscillation signal from the oscillation means;
A power supply circuit for supplying drive power to the drive circuit;
An output switching means for selectively supplying a drive signal from the drive circuit to the plurality of vibration elements;
The power supply circuit includes a main power supply circuit having a large time constant and an auxiliary power supply circuit having a small time constant, and superimposes the output of the auxiliary power supply circuit on the output of the main power supply circuit and supplies the output to the drive circuit. An electronic therapy device characterized by that.
前記主電源の電圧は、前記補助電源の電圧よりも高くするようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電子治療器。   The electronic therapy device according to claim 1, wherein the voltage of the main power source is set higher than the voltage of the auxiliary power source. 前記補助電源回路の出力は可変可能とされ、前記出力切換手段の切り換えに応じて、前記補助電源回路の電圧を切り換えるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電子治療器。   The electronic therapy device according to claim 1, wherein the output of the auxiliary power supply circuit is variable, and the voltage of the auxiliary power supply circuit is switched according to switching of the output switching means. 前記主電源回路及び前記補助電源回路の出力は可変可能とされ、前記出力切換手段の切り換えに応じて、変更電圧が小さいときには、前記補助電源回路の電圧を切り換え、変更電圧が大きいときには、前記主電源回路の電圧を切り換えるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電子治療器。   The outputs of the main power supply circuit and the auxiliary power supply circuit are variable, and when the change voltage is small, the voltage of the auxiliary power supply circuit is switched according to the switching of the output switching means, and when the change voltage is large, the main power supply circuit and the auxiliary power supply circuit are switched. 2. The electronic therapy device according to claim 1, wherein the voltage of the power supply circuit is switched. 前記主電源回路の出力と前記補助電源回路の出力とを同じ向きの極性で重畳するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電子治療器。   The electronic therapy device according to claim 1, wherein the output of the main power supply circuit and the output of the auxiliary power supply circuit are superimposed with the same polarity. 前記主電源回路の出力と前記補助電源回路の出力とを反対向きの極性で重畳するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電子治療器。   The electronic therapy device according to claim 1, wherein the output of the main power supply circuit and the output of the auxiliary power supply circuit are superimposed with opposite polarities. 前記駆動回路に対して平衡に、前記主電源回路と前記補助電源回路とを配置して、前記主電源回路の出力と前記補助電源回路の出力と重畳するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電子治療器。   The main power supply circuit and the auxiliary power supply circuit are arranged in balance with respect to the drive circuit so as to overlap the output of the main power supply circuit and the output of the auxiliary power supply circuit. The electronic therapy device according to 1.
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