JP4496329B2 - Ultrasonic oscillation circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、負荷、水位又は温度変化によって最適周波数から外れない超音波発振回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通常、超音波洗浄装置では、比較的構成が簡単であることから他励発振装置が使用され、又、負荷の変化や温度変化に対して発振が安定していることから自動追尾方式の発振装置が使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、他励発振機では、負荷等の変化で超音波振動子の周波数が最適周波数から外れ、超音波振動子の振動が低下して著しく洗浄効果が低下するという問題があり、又、自動追尾方式の発振装置では、安定した帰還電圧が必要であるため、発振装置に安定した電圧を印加しなければならず、又、発振出力も安定しなければならないので、電圧制御発振回路に安定した可変電圧を発生させなければならず、回路が複雑で高価になるという問題があった。
【0004】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は、交流電源と、該交流電源からの電圧を半波整流する整流器と、該整流器の出力で標準温度及び標準負荷に対する共振周波数になるように調整されたリップル電圧を発生するリップル電圧発生回路と、該リップル電圧を印加することによって、前記リップル電圧によって周波数が変化する発振回路と、該発振回路からの周波数が変化された出力と整流器からの半波電圧とが入力されて半波電圧にパルス出力が重畳された出力を超音波振動子に印加する出力回路とからなるものであり、又、前記リップル電圧発生回路は前記半波整流器からの電圧がチャージされる第1のコンデンサと、該コンデンサのチャージが予め決められたチャージ電圧になると導通するトランジスタと、該トランジスタの出力でチャージされる第2のコンデンサとからなり、第2のコンデンサのチャージ電圧によって前記発振部の出力の周波数が変動されるようにしたものである。
【0005】
【実施の態様】
本発明では、発振回路に故意に電圧が安定せずにリップルのある電圧を供給することにより、発振回路からの出力はリップル電圧で周波数が変化するので、超音波振動子の共振周波数が負荷(洗浄液に入れた洗浄物)、水位、温度等の変化があっても、周波数がスイープしているので、出力の変化(洗浄効果)には大きな差がでることがなく、又、構成が簡単で、安価になる。
【0006】
【実施例】
図1は、本発明の1実施例の超音波発振回路の回路図で、交流電源1の一端に整流器2のアノードが接続され、整流器2のカソードはリップル電圧発生回路3の抵抗4と第1のコンデンサ5を介して交流電源1の他端に接続され、抵抗4と第1のコンデンサ5の接続点にゼナーダイオード6のカソードと抵抗7及びNPNトランジスタ8のコレクタが接続され、又、抵抗7の他端はトランジスタ8のベースと抵抗9の一端に接続され、ゼナーダイオード6のアノード及び抵抗9の他端は交流電源1に接続され、さらに、NPNトランジスタ8のエミッタは第2のコンデンサ10の一端及び発振回路11の発振器12の電源端子に接続され、又、発振器12の入力端子に第3のコンデンサ13を介して交流電源1の他端に接続され、さらに、発振器12の入力端子と出力端子の間に可変抵抗14及び抵抗15が接続され、発振器12のアース端子は交流電源1の他端に接続されている。
【0007】
又、発振回路11の発振器12の出力は出力回路16の抵抗17を介してNPNトランジスタ18のベースに接続されるとともに、抵抗19を介してして交流電源1の一端に接続され、さらに、NPNトランジスタ18のコレクタは抵抗20を介してNPNトランジスタ8のコレクタに接続されるとともに、NPNトランジスタ21とPNPトランジスタ22のゲートに接続され、NPNトランジスタ21のエミッタとPNPトランジスタ22のエミッタが互いに接続されるとともに、MOS電界効果トランジスタ23のベースに接続され、NPNトランジスタ21のコレクタはNPNトランジスタ8のコレクタに接続され、NPNトランジスタ18のエミッタ、PNPトランジスタ22のコレクタ及びMOS電界効果トランジスタ23のソースは交流電源1の他端に接続され、さらに整流器2のカソードとMOS電界効果トランジスタ23のドレインの間にトランス24の一次巻線が接続され、トランス24の二次巻線に洗浄機等の超音波振動子25が接続されている。
【0008】
このように構成した本実施例の超音波発振回路では、整流器2のA点の出力波形は図2に示すように半波整流電圧波形となり、又、リップル電圧発生回路3のNPNトランジスタ8のエミッタのB点における出力波形は、第1のコンデンサ5と第2のコンデンサ10のチャージ電圧によって、図3に示すようなリップル電圧波形となり、このリップル電圧は発振回路11の発振器12の電源端子に入力される。
【0009】
又、発振回路11の発振器12には、第3のコンデンサ12を介して交流電源1から負の半波電圧が印加され、可変抵抗14によって出力の発振周波数が調整され、発振回路11の出力はリップル電圧発生回路3からのリップル電圧と交流電源1からの負の半波電圧によって周波数の異なったパルス状の電圧が発生し、この電圧は出力回路16のNPNトランジスタ18、21、PNPトランジスタ22及びMOS電界効果トランジスタ23による増幅回路によって増幅され、トランス24で交流電源1から正の半波電圧と増幅された発振回路11からのパルス電圧が重畳されて、図4に示すような出力電圧波形の電圧が出力される。
【0010】
このように、本発明の実施例の超音波発振回路では、発振回路11から出力される出力は周波数が超音波振動子25の標準温度及び標準負荷時の共振周波数から予め定められた範囲の周波数になるようにリップル電圧発生回路3からの出力電圧を調整することにより、超音波振動子25が標準温度及び標準負荷に対して変動しても、常にリップル電圧発生回路3からの出力電圧が変動しているので、超音波振動子25が共振からずれる時間が短く、長時間の稼働に対して共振が僅かにずれるだけで出力の変化(洗浄効果)には大きな差がでることがなく駆動させることができる。
【0011】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の超音波発振回路では、発振回路に故意に電圧が安定せずにリップルのある電圧を供給することにより、発振回路からの出力はリップル電圧で周波数が変化するので、超音波振動子の共振周波数が負荷(洗浄液に入れた洗浄物)、水位、温度等の変化があっても、周波数がスイープしているので、出力の変化(洗浄効果)には大きな差がでることがなく、又、構成が簡単で、安価になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の超音波発振回路の回路図である。
【図2】図1の回路のA点の出力波形図である。
【図3】図1の回路のB点の出力波形図である。
【図4】図1の回路のトランスの出力波形図である。
【符号の説明】
1 交流電源
2 整流器
3 リップル電圧発生回路
4、7、9 抵抗
5 第1のコンデンサ
6 ゼナーダイオード
8 NPNトランジスタ
10 第2のコンデンサ
11 発振回路
12 発振器
13 第3のコンデンサ
14 可変抵抗
15、17 抵抗
16 出力回路
18、21 NPNトランジスタ
19、20 抵抗
22 PNPトランジスタ
23 MOS電界効果トランジスタ
24 トランス
25 超音波振動子[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an ultrasonic oscillation circuit that does not deviate from an optimum frequency due to load, water level, or temperature change.
[0002]
[Prior art]
Normally, an ultrasonic cleaning device uses a separately excited oscillation device because of its relatively simple configuration, and an oscillation device of an automatic tracking system because oscillation is stable against changes in load and temperature. Is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the separately-excited oscillator has a problem that the frequency of the ultrasonic vibrator deviates from the optimum frequency due to a change in load or the like, and the vibration of the ultrasonic vibrator is reduced to significantly reduce the cleaning effect. Since a stable feedback voltage is required in the oscillation device of the system, a stable voltage must be applied to the oscillation device, and the oscillation output must also be stable. There is a problem that a voltage must be generated, and the circuit is complicated and expensive.
[0004]
[Means to solve the problem]
The present invention relates to an AC power source, a rectifier that half-wave rectifies the voltage from the AC power source, and a ripple voltage generator that generates a ripple voltage adjusted to have a resonance frequency with respect to a standard temperature and a standard load at the output of the rectifier. A circuit, an oscillation circuit whose frequency is changed by the ripple voltage by applying the ripple voltage, an output whose frequency is changed from the oscillation circuit, and a half-wave voltage from the rectifier, and a half-wave voltage And an output circuit that applies an output on which the pulse output is superimposed to the ultrasonic transducer, and the ripple voltage generation circuit includes a first capacitor charged with a voltage from the half-wave rectifier, A transistor that conducts when the charge of the capacitor reaches a predetermined charge voltage, and a second capacitor that is charged by the output of the transistor It made, in which the frequency of the output of the oscillation part by the charge voltage of the second capacitor is to be varied.
[0005]
Embodiment
In the present invention, since the voltage from the oscillation circuit is intentionally supplied with a ripple voltage without intentionally stabilizing the voltage, the frequency of the output from the oscillation circuit changes with the ripple voltage. Even if there is a change in water, temperature, temperature, etc., the frequency sweeps, so there is no significant difference in output change (cleaning effect), and the configuration is simple. Become cheaper.
[0006]
【Example】
FIG. 1 is a circuit diagram of an ultrasonic oscillation circuit according to an embodiment of the present invention. An anode of a rectifier 2 is connected to one end of an
[0007]
The output of the
[0008]
In the ultrasonic oscillation circuit of the present embodiment configured as described above, the output waveform at the point A of the rectifier 2 becomes a half-wave rectified voltage waveform as shown in FIG. 2, and the emitter of the NPN transistor 8 of the ripple voltage generation circuit 3. The output waveform at point B is a ripple voltage waveform as shown in FIG. 3 depending on the charge voltage of the
[0009]
Further, a negative half-wave voltage is applied to the
[0010]
As described above, in the ultrasonic oscillation circuit according to the embodiment of the present invention, the output from the oscillation circuit 11 has a frequency in a predetermined range from the standard temperature of the
[0011]
【The invention's effect】
As described above, in the ultrasonic oscillation circuit of the present invention, since the voltage is intentionally supplied to the oscillation circuit and a rippled voltage is supplied, the frequency of the output from the oscillation circuit changes with the ripple voltage. Even if there is a change in the resonance frequency of the ultrasonic vibrator, such as load (washed material in the cleaning liquid), water level, temperature, etc., the frequency sweeps, so there is a large difference in output change (cleaning effect). In addition, there is an advantage that the configuration is simple and inexpensive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an ultrasonic oscillation circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an output waveform diagram at point A of the circuit of FIG. 1;
FIG. 3 is an output waveform diagram at point B of the circuit of FIG. 1;
4 is an output waveform diagram of a transformer of the circuit of FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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