JP2015192985A - Ultrasonic vibrator drive circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波を発生して液体を霧化するための超音波振動子(圧電振動子)を駆動する超音波振動子駆動回路に関する。 The present invention relates to an ultrasonic transducer driving circuit that drives an ultrasonic transducer (piezoelectric transducer) for generating ultrasonic waves to atomize a liquid.
超音波を発生して液体を霧化する超音波霧化器が広く用いられている。そのような超音波霧化器において、超音波振動子自体又は超音波振動子両端間が短絡する事象が発生すると超音波振動子駆動回路のトランジスタが破損するおそれがあるため、保護対策が必要である。また、超音波振動子の劣化により漏洩電流が発生することが知られており、漏洩電流による超音波霧化器不具合に対する保護対策が必要となる。 An ultrasonic atomizer that generates ultrasonic waves to atomize a liquid is widely used. In such an ultrasonic atomizer, if an event occurs in which the ultrasonic transducer itself or both ends of the ultrasonic transducer are short-circuited, the transistor of the ultrasonic transducer drive circuit may be damaged. is there. In addition, it is known that leakage current is generated due to deterioration of the ultrasonic vibrator, and it is necessary to take a protection measure against an ultrasonic atomizer malfunction due to the leakage current.
図2は従来の超音波振動子駆動回路の基本的な回路構成を示す。この図において、超音波振動子駆動回路は、発振用トランジスタQ1、コンデンサC1〜C4、コイルL1,L2、バイアス用抵抗R1,R2を介してトランジスタQ1のコレクタ−ベース間に接続される超音波振動子TDとを有するコルピッツ型発振回路であり、正側及び負側電源ライン間に直流電源10が接続されている。
FIG. 2 shows a basic circuit configuration of a conventional ultrasonic transducer driving circuit. In this figure, the ultrasonic transducer drive circuit is an ultrasonic vibration connected between the collector and base of the transistor Q1 via the oscillation transistor Q1, capacitors C1 to C4, coils L1 and L2, and bias resistors R1 and R2. A Colpitts oscillation circuit having a child TD, and a
この図2の回路構成において、超音波振動子TDの両端が短絡すると、発振用トランジスタQ1のコレクタ−ベース間が短絡状態となり過大電流が流れ、トランジスタQ1が破損してしまう。 In the circuit configuration of FIG. 2, when both ends of the ultrasonic transducer TD are short-circuited, the collector-base of the oscillation transistor Q1 is short-circuited, an excessive current flows, and the transistor Q1 is damaged.
図3は従来の超音波振動子駆動回路のもう一つの回路構成を示し、図2の回路構成に加えて、超音波振動子TDに直列に直流カット用コンデンサC6を挿入している。この場合、コンデンサC6で直流成分の電流はカットでき、超音波振動子TDの両端が短絡することに起因する発振用トランジスタQ1の破損は回避できるが、トランジスタQ1のベースには必ずバイアス電流をバイアス用抵抗R1,R2を介して供給する必要があるため、バイアス電流供給側が短絡した場合には、ベース電流の流入を防止することは基本的に困難である。 FIG. 3 shows another circuit configuration of a conventional ultrasonic transducer drive circuit. In addition to the circuit configuration of FIG. 2, a DC cut capacitor C6 is inserted in series with the ultrasonic transducer TD. In this case, the DC component current can be cut by the capacitor C6, and damage to the oscillation transistor Q1 caused by short-circuiting both ends of the ultrasonic transducer TD can be avoided, but a bias current is always applied to the base of the transistor Q1. Since it is necessary to supply via the resistors R1 and R2, it is basically difficult to prevent the base current from flowing when the bias current supply side is short-circuited.
下記特許文献1は、圧電振動子を用いる噴霧装置において、過電流保護機能を付加したものである。 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 adds an overcurrent protection function to a spray device using a piezoelectric vibrator.
また、その他の過大電流対策として、駆動回路中に抵抗フューズを挿入し、過大電流が流れた際に、フューズが溶断することで回路接続を切断する構成が提案されている。しかし、この対策では、駆動回路部品が殆ど使える状態でも使用者が簡単に抵抗フューズを交換できないため、駆動回路を稼働させようとしても使用できず、販売者に機材を返却、修理する必要が発生する。 As another countermeasure against excessive current, a configuration has been proposed in which a resistor fuse is inserted in the drive circuit, and when the excessive current flows, the fuse is blown to disconnect the circuit connection. However, with this measure, the user cannot easily replace the resistance fuse even when the drive circuit components are almost usable, so it is not possible to use the drive circuit for operation, and it is necessary to return the equipment to the seller for repair. To do.
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、簡単な回路構成によってトランジスタ発振回路を過大電流から保護することが可能な超音波振動子駆動回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide an ultrasonic transducer driving circuit capable of protecting a transistor oscillation circuit from an excessive current with a simple circuit configuration.
本発明の他の目的は、簡単な回路構成によってトランジスタ発振回路の過大電流乃至漏洩電流を検出して動作停止とすることで安全性を向上させることが可能な超音波振動子駆動回路を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an ultrasonic transducer driving circuit capable of improving safety by detecting an excessive current or leakage current of a transistor oscillation circuit and stopping operation with a simple circuit configuration. There is.
本発明の第1の態様は超音波振動子駆動回路である。この超音波振動子駆動回路は、超音波振動子を駆動するトランジスタ発振回路と、前記発振回路を保護する保護回路とを備え、
前記保護回路は、前記発振回路への電源供給ラインを遮断するための第1の半導体スイッチ素子と、前記発振回路への供給電流に比例する電圧降下を生じる電流検出抵抗と、前記電圧降下が所定値以上でターンオンし、以後オン状態を自己保持する第2の半導体スイッチ素子とを有し、
前記第1の半導体スイッチ素子は前記第2の半導体スイッチ素子で制御され、前記第2の半導体スイッチ素子のオフ状態では前記第1の半導体スイッチ素子は導通状態となり、前記第2の半導体スイッチ素子のオン状態では前記第1の半導体スイッチ素子は遮断状態となって、前記発振回路への電力供給を遮断することを特徴とする。
The first aspect of the present invention is an ultrasonic transducer drive circuit. The ultrasonic transducer driving circuit includes a transistor oscillation circuit that drives the ultrasonic transducer, and a protection circuit that protects the oscillation circuit.
The protection circuit includes a first semiconductor switch element for cutting off a power supply line to the oscillation circuit, a current detection resistor that generates a voltage drop proportional to a supply current to the oscillation circuit, and the voltage drop is predetermined. A second semiconductor switch element that turns on at a value or higher and then self-holds the on state;
The first semiconductor switch element is controlled by the second semiconductor switch element, and when the second semiconductor switch element is in an OFF state, the first semiconductor switch element is in a conductive state, and the second semiconductor switch element In the on state, the first semiconductor switch element is cut off, and power supply to the oscillation circuit is cut off.
前記第1の態様において、前記第2の半導体スイッチ素子のゲートに時定数回路を介して前記電圧降下による電圧を印加するとよい。 In the first aspect, a voltage due to the voltage drop may be applied to a gate of the second semiconductor switch element through a time constant circuit.
前記第1の態様において、前記発振回路による超音波振動子の駆動をオン、オフするスイッチは、前記第2の半導体スイッチ素子の自己保持を解除しないように設けられているとよい。 In the first aspect, the switch for turning on / off the driving of the ultrasonic transducer by the oscillation circuit may be provided so as not to release the self-holding of the second semiconductor switch element.
前記第1の態様において、前記第2の半導体スイッチ素子が、サイリスタ又はトライアックであるとよい。 In the first aspect, the second semiconductor switch element may be a thyristor or a triac.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, and those obtained by converting the expression of the present invention between methods and systems are also effective as aspects of the present invention.
本発明に係る超音波振動子駆動回路によれば、簡単な回路構成の保護回路によって、トランジスタ発振回路を過大電流から保護可能である。また、トランジスタ発振回路の過大電流乃至漏洩電流を検出して動作停止とすることで安全性を向上させることが可能である。 According to the ultrasonic transducer driving circuit of the present invention, the transistor oscillation circuit can be protected from an excessive current by a protection circuit having a simple circuit configuration. Further, safety can be improved by detecting an excessive current or leakage current of the transistor oscillation circuit and stopping the operation.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent component, member, process, etc. which are shown by each drawing, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably. In addition, the embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
図1は本発明に係る超音波振動子駆動回路の第1の実施の形態であって、図2と同様のトランジスタ発振回路(コルピッツ型発振回路)20に保護回路30を付加したものである。トランジスタ発振回路20及び保護回路30は駆動基板に搭載され、図2の場合と同様に、超音波振動子TDは前記駆動基板に搭載されたトランジスタQ1のコレクタ−ベース間に接続される。
FIG. 1 shows a first embodiment of an ultrasonic transducer driving circuit according to the present invention, in which a
保護回路30は、トランジスタ発振回路20と直流電源10とを接続する負側電源ラインに直列に挿入された電流検出抵抗R3及び第1の半導体スイッチ素子としてのエンハンスメント(enhancement type)型のN型MOSFETQ2と、正側電源ラインと負側電源ライン間に接続される抵抗R4及び第2の半導体スイッチ素子としてのサイリスタ(SCR:登録商標)Q3と、サイリスタQ3のゲートに電流検出抵抗R3の電圧降下による電圧を印加するCR時定数回路(コンデンサC5及び抵抗R5)とを有している。
The
なお、トランジスタ発振回路20には、超音波振動子TDの駆動をオン、オフするスイッチSW1がバイアス用抵抗R1,R2とトランジスタQ1のベース間に挿入され、抵抗R6がトランジスタQ1のベースと電流検出抵抗R3の一端との間に接続されている。抵抗R6はスイッチSW1がオフのときにトランジスタQ1のベースを負側ラインの電位として、トランジスタQ1を確実にオフ状態とするものである。
In the
前記保護回路30において、電流検出抵抗R3は発振回路20への供給電流に比例する電圧降下を生じるものであり、その抵抗R3の両端の電圧がコンデンサC5及び抵抗R5からなる時定数回路を通してサイリスタQ3のゲートに印加される(N型MOSFETQ2が導通時は前記電圧降下が実質的にサイリスタQ3のゲートとカソード間電圧となる)。サイリスタQ3はカソードを基準としたゲート電圧が、所定値(例えば1V)以上となったときにターンオンするものである。前記所定値は、直流電源10から過大電流がトランジスタ発振回路20に流れ込んだときの電流検出抵抗R3の電圧降下に相当する電圧値である。サイリスタQ3がターンオンするとN型MOSFETQ2のゲートは負側電源ラインと同電位となって、N型MOSFETQ2はオフとなる。
In the
コンデンサC5及び抵抗R5からなる時定数回路の時定数は、電源電圧投入時に、N型MOSFETQ2が導通状態になった直後に保護回路30の保護機能が働くように設定する。すなわち、電源投入直後のN型MOSFETQ2の内部抵抗が無視できない状態のときは、サイリスタQ3のゲートとカソード間の電圧となる電流検出抵抗R3とN型MOSFETQ2の直列抵抗値による電圧降下が大きくなり、サイリスタQ3のゲート電圧が過大となって、過電流状態であると誤認してターンオンする可能性があるが、時定数回路の時定数(例えば数10ms)でゲート電圧の上昇を緩やかにして電源投入直後のサイリスタQ3の誤動作を回避している。また、前記時定数回路は外来ノイズ等に起因する急激なゲート電圧の変動も防止している。
The time constant of the time constant circuit composed of the capacitor C5 and the resistor R5 is set so that the protection function of the
図1の構成において、トランジスタ発振回路20の発振用トランジスタQ1のコレクタ−ベース間に超音波振動子TDを接続した後、直流電源10を正側電源ライン及び負側電源ライン間に接続して電源投入し、さらにトランジスタQ1のベースバイアス回路に挿入されたスイッチSW1をオンにすれば、コルピッツ型発振回路であるトランジスタ発振回路が発振して超音波振動子TDで超音波振動を発生し、所要の液体霧化動作を行う。正常時は保護回路30の電流検出抵抗R3の電圧降下はサイリスタQ3がターンオンする所定値よりも低い電圧値である。このため、N型MOSFETQ2のゲートには抵抗R4を介して正側電源ラインの電圧が加わり、N型MOSFETQ2はオン状態を維持している。また、スイッチSW1をオフにすれば、トランジスタ発振回路20の発振は停止し、超音波振動子TDの超音波振動も停止する。
In the configuration of FIG. 1, after connecting the ultrasonic vibrator TD between the collector and base of the oscillation transistor Q1 of the
一方、超音波振動子TD自体の短絡状態等に起因して発振用トランジスタQ1に過大電流が流れると、保護回路30の電流検出抵抗R3の電圧降下がサイリスタQ3がターンオンする所定値以上となり、この電圧値がコンデンサC5及び抵抗R5からなる時定数回路を通して、微小時間遅れでサイリスタQ3のゲートに印加される(この時点ではN型MOSFETQ2は導通しており、前記電圧降下がサイリスタQ3のゲートとカソード間電圧となる)。このため、サイリスタQ3がターンオンしてN型MOSFETQ2のゲート電位は負側電源ラインの電位となり(ゲート−ソース間が実質的に短絡され)、N型MOSFETQ2はオフ状態となる(トランジスタ発振回路20への電源供給ラインを遮断する)。サイリスタQ3は一旦ターンオンすると、抵抗R4を通して電流が流れて、ターンオン状態を自己保持する。このため、N型MOSFETQ2もオフ状態を維持して、トランジスタ発振回路20への通電停止を継続する。
On the other hand, when an excessive current flows through the oscillation transistor Q1 due to a short circuit state of the ultrasonic transducer TD itself, the voltage drop of the current detection resistor R3 of the
スイッチSW1のオン、オフ操作ではターンオンしたサイリスタQ3をオフ状態に戻すことはできない。直流電源10を一旦駆動回路から外し、その後直流電源10を接続することで、サイリスタQ3をオフ状態に戻すことができる。
When the switch SW1 is turned on / off, the turned-on thyristor Q3 cannot be returned to the off state. The thyristor Q3 can be returned to the OFF state by disconnecting the
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。 According to the present embodiment, the following effects can be achieved.
(1) トランジスタ発振回路20への電源供給ラインを遮断するためのN型MOSFETQ2と、発振回路20への供給電流に比例する電圧降下を生じる電流検出抵抗R3と、前記電圧降下が所定値以上でターンオンし、以後オン状態を自己保持するサイリスタQ3とを有する簡単な回路構成の保護回路30によって、トランジスタ発振回路20を過大電流から保護可能である。
(1) An N-type MOSFET Q2 for cutting off the power supply line to the
(2) 保護回路30内のサイリスタQ3は一旦ターンオン後はその状態を自己保持する。このため、過大電流の原因が除去されても再度トランジスタ発振回路20に通電される不都合を除去できる。
(2) The thyristor Q3 in the
(3) コンデンサC5及び抵抗R5からなる時定数回路を通してサイリスタQ3のゲート電圧を供給しており、コンデンサC5の値を適切に設定することで、ノイズの影響を受けない安定した保護回路30の動作を実現できる。
(3) The gate voltage of the thyristor Q3 is supplied through a time constant circuit composed of the capacitor C5 and the resistor R5, and the operation of the
(4) 保護回路30のサイリスタQ3は正常動作状態ではオフであり、待機電流を消費しないし、過大電流検出後も抵抗R4を通した自己保持のための電流を消費するだけである。マイコン等の処理回路を使用しないので、ソフトウエア開発が不要で、簡単に回路を構成できる。
(4) The thyristor Q3 of the
図4は本発明の第2の実施の形態を示す。この第2の実施の形態は、図2と同様のトランジスタ発振回路(コルピッツ型発振回路)20に保護回路40を付加したものである。トランジスタ発振回路20及び保護回路40は駆動基板に搭載され、図2の場合と同様に、超音波振動子TDはトランジスタQ1のコレクタ−ベース間に接続される。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, a protection circuit 40 is added to a transistor oscillation circuit (Colpitts oscillation circuit) 20 similar to that shown in FIG. The
保護回路40は、超音波振動子TDの直流電流成分(換言すれば、超音波振動子TD自体に流れる漏洩電流等)を検出し、それらの漏洩電流が所定閾値以上となった場合に、トランジスタ発振回路20への電源供給ラインを遮断してその動作を停止するものである。
The protection circuit 40 detects a DC current component of the ultrasonic transducer TD (in other words, a leakage current flowing through the ultrasonic transducer TD itself), and when the leakage current exceeds a predetermined threshold, the transistor The power supply line to the
保護回路40は、トランジスタ発振回路20への電源供給ラインを遮断するための第1の半導体スイッチ素子としてのN型MOSFETQ2と、ゲート電圧が所定値以上でターンオンし、以後オン状態を自己保持する第2の半導体スイッチ素子としてのサイリスタQ3と、サイリスタQ3に直列に接続される停止表示部としての発光ダイオードD2と、N型MOSFETQ4を有する増幅回路としてのソース・フォロアと、コンデンサC7,C8と、抵抗R4,R8〜R14とを有する。
The protection circuit 40 is an N-type MOSFET Q2 as a first semiconductor switching element for cutting off the power supply line to the
また、トランジスタ発振回路20において、超音波振動子TDの直流電流成分を検出するために、超音波振動子TDの一端と発振用トランジスタQ1のベース間に直流阻止コンデンサC9及び抵抗R7の直列接続が挿入されるとともに、超音波振動子TDに対して直列に保護回路40内の抵抗R8,R9が接続される。つまり、直流電源10の正側及び負側電源ライン間に超音波振動子TD及び抵抗R8,R9の直列回路が接続され、抵抗R9が超音波振動子TDの直流電流成分に比例した検出電圧を発生する電流検出抵抗となる。
In the
保護回路40において、抵抗R9と並列に交流成分を除去するためのコンデンサC7が接続されている。コンデンサC7の両端において、交流成分は、正側電流成分と負側電流成分を合計する(積分する)と「ゼロ」になるため、漏洩電流である直流成分だけが検出可能となる。 In the protection circuit 40, a capacitor C7 for removing an AC component is connected in parallel with the resistor R9. At both ends of the capacitor C7, the AC component becomes “zero” when the positive-side current component and the negative-side current component are summed (integrated), so that only the DC component that is a leakage current can be detected.
超音波振動子TDの直流電流成分に比例した検出電圧を増幅する増幅回路としてのソース・フォロアは、N型MOSFETQ4を含み、そのゲートには抵抗R8とR9で分圧された電圧が印加されるようになっている。直流電源10の供給電圧が例えば48Vと高いため、一般的なFETで取り扱いやすい5V以下にベース電圧を下げている。ソース・フォロアの入力側はハイ・インピーダンスであり、抵抗R8,R9は充分高い抵抗値とすることが可能であり、トランジスタ発振回路20に影響を及ぼさないようにすることが可能である。ソース・フォロアの出力側はロー・インピーダンスであり、サイリスタQ3を確実にターンオンさせることができる。ソース・フォロアの出力電圧はコンデンサC8及び抵抗R12からなるCR時定数回路を通してサイリスタQ3のゲートに供給される。コンデンサC8の値を適切に設定することで、ノイズの影響を受けない安定した動作を実現できる。
The source follower as an amplifier circuit that amplifies a detection voltage proportional to the direct current component of the ultrasonic transducer TD includes an N-type MOSFET Q4, and a voltage divided by resistors R8 and R9 is applied to its gate. It is like that. Since the supply voltage of the
なお、トランジスタ発振回路20の発振用トランジスタQ1のベースバイアス回路に挿入されたコイルL3及びコンデンサC10はトランジスタ発振回路20の交流成分の流出防止のために設けられており、抵抗R15はトランジスタQ1のベース電流の安定化のためにコイルL3とトランジスタQ1のベース間に挿入されている。定電圧ダイオードD1及び抵抗R7はトランジスタQ1の保護のために設けられている。
The coil L3 and the capacitor C10 inserted in the base bias circuit of the oscillation transistor Q1 of the
図4の第2の実施の形態において、超音波振動子TDの漏洩電流が所定閾値以上となったとき、漏洩電流に比例する抵抗R9の両端の電圧が所定値以上となり、N型MOSFETQ4のソース電圧はサイリスタQ3がターンオンする所定値以上となり、この電圧値がコンデンサC8及び抵抗R12からなるCR時定数回路を通して、サイリスタQ3のゲートに印加される。このため、サイリスタQ3がターンオンしてN型MOSFETQ2のゲート電位は負側電源ラインの電位となり(ゲート−ソース間が実質的に短絡され)、N型MOSFETQ2はオフ状態となる(トランジスタ発振回路20への電源供給ラインを遮断する)。サイリスタQ3は一旦ターンオンすると、抵抗R4を通して電流が流れて、ターンオン状態を自己保持する。このため、N型MOSFETQ2もオフ状態を維持して、トランジスタ発振回路20への通電停止を継続する。サイリスタQ3のターンオンによりトランジスタ発振回路20の動作停止期間中、停止表示部としての発光ダイオードD2が点灯して異常を報知することができる。
In the second embodiment of FIG. 4, when the leakage current of the ultrasonic transducer TD exceeds a predetermined threshold value, the voltage across the resistor R9 proportional to the leakage current becomes a predetermined value or more, and the source of the N-type MOSFET Q4 The voltage is equal to or higher than a predetermined value at which the thyristor Q3 is turned on, and this voltage value is applied to the gate of the thyristor Q3 through a CR time constant circuit including a capacitor C8 and a resistor R12. Therefore, the thyristor Q3 is turned on, and the gate potential of the N-type MOSFET Q2 becomes the potential of the negative power supply line (the gate-source is substantially short-circuited), and the N-type MOSFET Q2 is turned off (to the transistor oscillation circuit 20). Shut off the power supply line. Once the thyristor Q3 is turned on, a current flows through the resistor R4 to hold the turn-on state. For this reason, the N-type MOSFET Q2 also maintains the OFF state, and the energization stop to the
第2の実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。 According to the second embodiment, the following effects can be obtained.
(1) トランジスタ発振回路20への電源供給ラインを遮断するためのN型MOSFETQ2と、超音波振動子TDの直流電流成分(超音波振動子TD自体に流れる漏洩電流及び超音波振動子TDに並列に流れる漏洩電流)に比例する電圧を生じる電流検出抵抗R9と、前記漏洩電流に比例する電圧が所定値以上でターンオンし、以後オン状態を自己保持するサイリスタQ3とを有する保護回路40によって、漏洩電流が所定閾値に達した場合に、トランジスタ発振回路20の動作を停止して使用不能とすることで、漏洩電流に起因する不具合の発生を未然に防止できる。従って、簡単な回路構成で安全性を向上させることができる。
(1) The N-type MOSFET Q2 for cutting off the power supply line to the
(2) 保護回路40内のサイリスタQ3は一旦ターンオン後はその状態を自己保持する。このため、トランジスタ発振回路20の動作停止の原因が除去される前に、再使用する不都合を除去できる。また、前記動作停止は発光ダイオードD2の点灯で操作者に知らせることができる。
(2) The thyristor Q3 in the protection circuit 40 self-holds its state once turned on. For this reason, it is possible to eliminate the inconvenience of reusing before the cause of the operation stop of the
(3) コンデンサC8及び抵抗R12からなる時定数回路を通してサイリスタQ3のゲート電圧を供給しており、コンデンサC8の値を適切に設定することで、ノイズの影響を受けない安定した保護回路40の動作を実現できる。 (3) The gate voltage of the thyristor Q3 is supplied through a time constant circuit composed of the capacitor C8 and the resistor R12, and the operation of the stable protection circuit 40 which is not affected by noise by setting the value of the capacitor C8 appropriately. Can be realized.
(4) 保護回路40のサイリスタQ3は正常動作状態ではオフであり、待機電流を消費しないし、漏洩電流の異常検出後も抵抗R4を通した自己保持のための電流を消費するだけである。マイコン等の処理回路を使用しないので、ソフトウエア開発が不要で、簡単に回路を構成できる。 (4) The thyristor Q3 of the protection circuit 40 is off in the normal operation state, does not consume standby current, and only consumes current for self-holding through the resistor R4 even after detection of leakage current abnormality. Since a processing circuit such as a microcomputer is not used, software development is unnecessary and the circuit can be easily configured.
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。 The present invention has been described above by taking the embodiment as an example. However, it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and each processing process of the embodiment within the scope of the claims. By the way. Hereinafter, modifications will be described.
各実施の形態においてはトランジスタ発振回路としてコルピッツ発振回路を例示したが、ハートレー発振回路、その他のトランジスタ発振回路を用いることも可能である。 In each embodiment, the Colpitts oscillation circuit is exemplified as the transistor oscillation circuit. However, a Hartley oscillation circuit and other transistor oscillation circuits may be used.
各実施の形態において、第1の半導体スイッチ素子としてN型MOSFETを用いたが、その他の半導体スイッチ素子を使用可能であり、例えばバイポーラトランジスタを使用する回路構成も可能である。 In each embodiment, the N-type MOSFET is used as the first semiconductor switch element. However, other semiconductor switch elements can be used. For example, a circuit configuration using a bipolar transistor is also possible.
第2の半導体スイッチ素子として、サイリスタを例示したが、トライアック等であってもよい。また、第2の半導体スイッチ素子としてフリップ・フロップを使用することも可能である。 Although the thyristor is exemplified as the second semiconductor switch element, a triac or the like may be used. It is also possible to use a flip-flop as the second semiconductor switch element.
第2の実施の形態において、漏洩電流の検出電圧の増幅回路は、FETQ4を有するソース・フォロアを含む構成であるが、演算増幅器を使用することもできる。 In the second embodiment, the leakage current detection voltage amplification circuit includes a source follower having an FET Q4, but an operational amplifier may also be used.
10 直流電源
20 トランジスタ発振回路
30,40 保護回路
C1〜C9 コンデンサ
D1 定電圧ダイオード
D2 発光ダイオード
L1,L2,L3 コイル
Q1 発振用トランジスタ
Q2,Q4 エンハンスメント型のN型MOSFET
Q3 サイリスタ
R1〜R15 抵抗
SW1 スイッチ
TD 超音波振動子
DESCRIPTION OF
Q3 Thyristor R1-R15 Resistance SW1 Switch TD Ultrasonic vibrator
Claims (4)
前記保護回路は、前記発振回路への電源供給ラインを遮断するための第1の半導体スイッチ素子と、
前記発振回路への供給電流に比例する電圧降下を生じる電流検出抵抗と、
前記電圧降下が所定値以上でターンオンし、以後オン状態を自己保持する第2の半導体スイッチ素子とを有し、
前記第1の半導体スイッチ素子は前記第2の半導体スイッチ素子で制御され、前記第2の半導体スイッチ素子のオフ状態では前記第1の半導体スイッチ素子は導通状態となり、前記第2の半導体スイッチ素子のオン状態では前記第1の半導体スイッチ素子は遮断状態となって、前記発振回路への電力供給を遮断することを特徴とする超音波振動子駆動回路。 A transistor oscillation circuit for driving the ultrasonic vibrator, and a protection circuit for protecting the oscillation circuit;
The protection circuit includes a first semiconductor switch element for cutting off a power supply line to the oscillation circuit;
A current detection resistor that produces a voltage drop proportional to the supply current to the oscillator circuit;
A second semiconductor switch element that turns on when the voltage drop is equal to or greater than a predetermined value, and then self-holds the on state;
The first semiconductor switch element is controlled by the second semiconductor switch element, and when the second semiconductor switch element is in an OFF state, the first semiconductor switch element is in a conductive state, and the second semiconductor switch element The ultrasonic transducer drive circuit, wherein in the on state, the first semiconductor switch element is in a cut-off state to cut off power supply to the oscillation circuit.
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