JPH0121020Y2 - - Google Patents
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- JPH0121020Y2 JPH0121020Y2 JP7597283U JP7597283U JPH0121020Y2 JP H0121020 Y2 JPH0121020 Y2 JP H0121020Y2 JP 7597283 U JP7597283 U JP 7597283U JP 7597283 U JP7597283 U JP 7597283U JP H0121020 Y2 JPH0121020 Y2 JP H0121020Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- piezoelectric vibrator
- electroacoustic transducer
- diameter end
- oscillation
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Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、超音波振動で液体を霧化するための
電気音響変換器の駆動回路に関する。
電気音響変換器の駆動回路に関する。
ステツプホーンの大径端に超音波圧電振動子を
固着した電気音響変換器は構造がシンプルであ
り、少量霧化に適しかつ振動周波数がほぼステツ
プホーンの長さのみで決定されることから、10〜
20μｍ程度の粒径を必要とする霧化装置として最
近実用化され始めている。
固着した電気音響変換器は構造がシンプルであ
り、少量霧化に適しかつ振動周波数がほぼステツ
プホーンの長さのみで決定されることから、10〜
20μｍ程度の粒径を必要とする霧化装置として最
近実用化され始めている。
第１図にこの種の電気音響変換器を用いた霧化
装置を示す。この図において、大径端に超音波圧
電振動子TDを固着したステツプホーン１は、支
持Ｏリング２を介し押さえ金具３によつて支持フ
レーム４に弾性支持されている。霧化動作を行う
振動面となるステツプホーン小径端の先端面５に
は霧化すべき液体が毛細管を有する液供給部材６
より供給されるようになつている。なお、振動子
TDの一方の面の電極はリード線７Ａで、他方の
面の電極はステツプホーン１を介しリード線７Ｂ
で引出され、所定の発振回路等に接続されるよう
になつている。
装置を示す。この図において、大径端に超音波圧
電振動子TDを固着したステツプホーン１は、支
持Ｏリング２を介し押さえ金具３によつて支持フ
レーム４に弾性支持されている。霧化動作を行う
振動面となるステツプホーン小径端の先端面５に
は霧化すべき液体が毛細管を有する液供給部材６
より供給されるようになつている。なお、振動子
TDの一方の面の電極はリード線７Ａで、他方の
面の電極はステツプホーン１を介しリード線７Ｂ
で引出され、所定の発振回路等に接続されるよう
になつている。
ところで、上記の如く毛細管を用いて液体を供
給する構成では、電気音響変換器の振動開始時
に、液体の表面張力により液供給部材６とホーン
先端面５とに液の膜８が形成され、電気音響変換
器のインピーダンスを上げてしまう。このインピ
ーダンスの変動は、ステツプホーン１の大径端と
小径端の面積比が大きければ大きい程顕著な現象
となる。一方、霧化量を多くするにはできるだけ
面積比を大きくし先端振幅を増大させたいという
事情もある。しかし、このようなインピーダンス
変動は、超音波圧電振動子を自励発振回路で駆動
しようとする場合に発振しなくなつたり、発振し
てもホーン振動面に液の膜が張つたままで霧化が
開始されなくなる不都合を招いてしまう。このよ
うなインピーダンス変動対策として、電気音響変
換器のインピーダンスが高い場合に発振回路への
供給電圧を上昇させ、インピーダンスの低い場合
には供給電圧を下げるような電流帰還型のDC−
DCコンバータを用いることが本考案者により考
慮されている。しかし、電源投入直後の発振起動
時は制御系の時間遅れのため充分機能しないきら
いがあつた。
給する構成では、電気音響変換器の振動開始時
に、液体の表面張力により液供給部材６とホーン
先端面５とに液の膜８が形成され、電気音響変換
器のインピーダンスを上げてしまう。このインピ
ーダンスの変動は、ステツプホーン１の大径端と
小径端の面積比が大きければ大きい程顕著な現象
となる。一方、霧化量を多くするにはできるだけ
面積比を大きくし先端振幅を増大させたいという
事情もある。しかし、このようなインピーダンス
変動は、超音波圧電振動子を自励発振回路で駆動
しようとする場合に発振しなくなつたり、発振し
てもホーン振動面に液の膜が張つたままで霧化が
開始されなくなる不都合を招いてしまう。このよ
うなインピーダンス変動対策として、電気音響変
換器のインピーダンスが高い場合に発振回路への
供給電圧を上昇させ、インピーダンスの低い場合
には供給電圧を下げるような電流帰還型のDC−
DCコンバータを用いることが本考案者により考
慮されている。しかし、電源投入直後の発振起動
時は制御系の時間遅れのため充分機能しないきら
いがあつた。
本考案は、上記の点に鑑み、圧電振動子が接続
された発振回路と、電気音響変換器の負荷による
圧電振動子のインピーダンス変動に応じて前記発
振回路への供給電圧が変化する電源回路とを備え
た構成において、電源回路の電流検知回路に時定
数をもたせ、前記発振回路の発振開始時は供給電
流に関係なく供給電圧を上昇させるようにして、
発振及び霧化を充分な駆動力をもつて開始させる
ことが可能な電気音響変換器の駆動回路を提供し
ようとするものである。
された発振回路と、電気音響変換器の負荷による
圧電振動子のインピーダンス変動に応じて前記発
振回路への供給電圧が変化する電源回路とを備え
た構成において、電源回路の電流検知回路に時定
数をもたせ、前記発振回路の発振開始時は供給電
流に関係なく供給電圧を上昇させるようにして、
発振及び霧化を充分な駆動力をもつて開始させる
ことが可能な電気音響変換器の駆動回路を提供し
ようとするものである。
以下、本考案に係る電気音響変換器の駆動回路
の実施例を図面に従つて説明する。
の実施例を図面に従つて説明する。
第２図において、電気音響変換器の駆動回路
は、電源回路としてのDC−DCコンバータ１０
と、ノイズフイルタ１１と、発振回路１２とから
なり、DC−DCコンバータ１０には、電源スイツ
チ１３を介して直流電源１４が接続されている。
は、電源回路としてのDC−DCコンバータ１０
と、ノイズフイルタ１１と、発振回路１２とから
なり、DC−DCコンバータ１０には、電源スイツ
チ１３を介して直流電源１４が接続されている。
DC−DCコンバータ１０は、スイツチングトラ
ンジスタＱ１、発振トランス２０、整流用ダイオ
ードＤ１、インダクタＬ１等を有するブロツキン
グ発振器を備えたフライバツク方式のコンバータ
であり、スイツチングトランジスタＱ１のベース
回路にはさらにコントロールトランジスタＱ２が
設けられている。そして、ノイズフイルタ１１及
び発振回路１２に接続される共通帰線Ｎとトラン
ジスタＱ１，Ｑ２のエミツタとの間に供給電流検
知回路としてのサーミスタTh１及び抵抗器Ｒ２
の並列接続が挿入され、それらのサーミスタTh
１及び抵抗器Ｒ２の両端の電圧が抵抗器Ｒ１とコ
ンデンサＣ１とからなる時定数回路によりトラン
ジスタＱ２のベース、エミツタ間に加えられる。
前記サーミスタTh１は、トランジスタＱ２のhfe
の温度補償と、圧電振動子TDの温度によるイン
ピーダンス変動（低温ではインピーダンスが上が
り、高温ではインピーダンスが下がる）を補償す
るためのものである。
ンジスタＱ１、発振トランス２０、整流用ダイオ
ードＤ１、インダクタＬ１等を有するブロツキン
グ発振器を備えたフライバツク方式のコンバータ
であり、スイツチングトランジスタＱ１のベース
回路にはさらにコントロールトランジスタＱ２が
設けられている。そして、ノイズフイルタ１１及
び発振回路１２に接続される共通帰線Ｎとトラン
ジスタＱ１，Ｑ２のエミツタとの間に供給電流検
知回路としてのサーミスタTh１及び抵抗器Ｒ２
の並列接続が挿入され、それらのサーミスタTh
１及び抵抗器Ｒ２の両端の電圧が抵抗器Ｒ１とコ
ンデンサＣ１とからなる時定数回路によりトラン
ジスタＱ２のベース、エミツタ間に加えられる。
前記サーミスタTh１は、トランジスタＱ２のhfe
の温度補償と、圧電振動子TDの温度によるイン
ピーダンス変動（低温ではインピーダンスが上が
り、高温ではインピーダンスが下がる）を補償す
るためのものである。
DC−DCコンバータ１０の供給線路Ｐと共通帰
線Ｎとの間の電圧、すなわち供給電圧Voutは、
インダクタＬ２及びコンデンサＣ２を有するノイ
ズフイルタ１１を介し発振回路１２に供給され
る。Ｌ２，Ｃ２の定数は発振周波数（この場合
180kHz）に対し充分平滑できるように設定され
る。ここで、供給電圧Voutは、トランジスタＱ
２のオフ状態においてほぼ直流電源１４の電圧
（約6V）の２倍まで昇圧できる。
線Ｎとの間の電圧、すなわち供給電圧Voutは、
インダクタＬ２及びコンデンサＣ２を有するノイ
ズフイルタ１１を介し発振回路１２に供給され
る。Ｌ２，Ｃ２の定数は発振周波数（この場合
180kHz）に対し充分平滑できるように設定され
る。ここで、供給電圧Voutは、トランジスタＱ
２のオフ状態においてほぼ直流電源１４の電圧
（約6V）の２倍まで昇圧できる。
発振回路１２は、トランジスタＱ３、チヨーク
コイルCH、帰環同調用変成器Ｔ１、ダイオード
Ｄ２、コンデンサＣ３等を有していて第１図の如
き電気音響変換器の圧電振動子TDが帰還回路の
一部に挿入された自励発振回路を構成している。
この発振回路１２は特開昭58−10903号で開示さ
れているものであり、トランジスタＱ３のコレク
タ側のチヨークコイルCHと圧電振動子TDで第
１の同調回路を成し、変成器Ｔ１のベース側巻線
とコンデンサＣ３で第２の同調回路（直列共振回
路）を成している。
コイルCH、帰環同調用変成器Ｔ１、ダイオード
Ｄ２、コンデンサＣ３等を有していて第１図の如
き電気音響変換器の圧電振動子TDが帰還回路の
一部に挿入された自励発振回路を構成している。
この発振回路１２は特開昭58−10903号で開示さ
れているものであり、トランジスタＱ３のコレク
タ側のチヨークコイルCHと圧電振動子TDで第
１の同調回路を成し、変成器Ｔ１のベース側巻線
とコンデンサＣ３で第２の同調回路（直列共振回
路）を成している。
以上の実施例の構成において、電源スイツチ１
３を投入すると、並初はDC−DCコンバータ１０
内の時定数回路のコンデンサＣ１が充電されてい
ないため、コントロールトランジスタＱ２のベー
スはエミツタとほぼ同じ電位であり、トランジス
タＱ２はオフである。従つて、スイツチングトラ
ンジスタＱ１の導通期間は最も長く、供給電圧
Voutは最大となる。このため、発振回路１２の
発振出力は充分大きくなつて、第１図のステツプ
ホーン１の先端面５での霧化が支障なく開始され
る。電源スイツチ１３の投入後しばらく経過する
と、DC−DCコンバータ１０の時定数回路のコン
デンサＣ１は充電されてしまうから、それ以後は
通常の電流帰還型のDC−DCコンバータとして動
作する。すなわち、圧電振動子TDのインピーダ
ンスが上がれば、DC−DCコンバータ１０より発
振回路１２への供給電流Ilは小さくなり、逆にイ
ンピーダンスが下がればIlは大きくなるが、この
供給電流Ilを供給電流検知回路としてのサーミス
タTh１及び抵抗器Ｒ２の並列回路で検出してト
ランジスタＱ２へ帰還する。この結果、圧電振動
子TDのインピーダンスが上がれば、供給電流Il
が減じ、トランジスタＱ２のベース、エミツタ間
電圧は下がり、トランジスタＱ１の導通期間は長
くなつて供給電圧Voutは上昇し、発振回路１２
の発振出力は大きくなる方向に制御される。一
方、圧電振動子TDのインピーダンスが下がれ
ば、供給電流Ilが増し、トランジスタＱ２のベー
ス、エミツタ間電圧は大きくなり、トランジスタ
Ｑ１の導通期間は短くなつて供給電圧Voutは下
降し、発振回路１２の発振出力は小さくなる方向
に制御される。この結果、供給電流Ilは定電流制
御される。
３を投入すると、並初はDC−DCコンバータ１０
内の時定数回路のコンデンサＣ１が充電されてい
ないため、コントロールトランジスタＱ２のベー
スはエミツタとほぼ同じ電位であり、トランジス
タＱ２はオフである。従つて、スイツチングトラ
ンジスタＱ１の導通期間は最も長く、供給電圧
Voutは最大となる。このため、発振回路１２の
発振出力は充分大きくなつて、第１図のステツプ
ホーン１の先端面５での霧化が支障なく開始され
る。電源スイツチ１３の投入後しばらく経過する
と、DC−DCコンバータ１０の時定数回路のコン
デンサＣ１は充電されてしまうから、それ以後は
通常の電流帰還型のDC−DCコンバータとして動
作する。すなわち、圧電振動子TDのインピーダ
ンスが上がれば、DC−DCコンバータ１０より発
振回路１２への供給電流Ilは小さくなり、逆にイ
ンピーダンスが下がればIlは大きくなるが、この
供給電流Ilを供給電流検知回路としてのサーミス
タTh１及び抵抗器Ｒ２の並列回路で検出してト
ランジスタＱ２へ帰還する。この結果、圧電振動
子TDのインピーダンスが上がれば、供給電流Il
が減じ、トランジスタＱ２のベース、エミツタ間
電圧は下がり、トランジスタＱ１の導通期間は長
くなつて供給電圧Voutは上昇し、発振回路１２
の発振出力は大きくなる方向に制御される。一
方、圧電振動子TDのインピーダンスが下がれ
ば、供給電流Ilが増し、トランジスタＱ２のベー
ス、エミツタ間電圧は大きくなり、トランジスタ
Ｑ１の導通期間は短くなつて供給電圧Voutは下
降し、発振回路１２の発振出力は小さくなる方向
に制御される。この結果、供給電流Ilは定電流制
御される。
第３図実線はDC−DCコンバータ１０の供給電
圧Voutの時間変化を示し、第４図実線は圧電振
動子TDのインピーダンスの絶対値｜Ｚ｜の時間
変化を示す。第４図実線に示すように、スイツチ
投入後インピーダンスは一定値に低下する。この
ことはステツプホーン１の先端面による霧化が開
始して霧化開始前の液体の膜張り現象が解消した
ことを示す。
圧Voutの時間変化を示し、第４図実線は圧電振
動子TDのインピーダンスの絶対値｜Ｚ｜の時間
変化を示す。第４図実線に示すように、スイツチ
投入後インピーダンスは一定値に低下する。この
ことはステツプホーン１の先端面による霧化が開
始して霧化開始前の液体の膜張り現象が解消した
ことを示す。
また、比較のためにＲ１，Ｃ１の時定数回路を
有しないDC−DCコンバータの場合の供給電圧
Voutを第３図に点線で示し、圧電振動子TDのイ
ンピーダンスの絶対値｜Ｚ｜の時間変化を第４図
に点線で示す。この場合、供給電圧Voutの立上
りは緩慢であり、発振出力は大きくなつてもホー
ン先端は振幅がゆるやかに増大する間に液供給部
材６よりの液を多く吸引してホーン先端面の液滴
径を大きくし、ますます霧化を困難にしてしま
う。このため、霧化は開始せず、｜Ｚ｜は高いま
まである。
有しないDC−DCコンバータの場合の供給電圧
Voutを第３図に点線で示し、圧電振動子TDのイ
ンピーダンスの絶対値｜Ｚ｜の時間変化を第４図
に点線で示す。この場合、供給電圧Voutの立上
りは緩慢であり、発振出力は大きくなつてもホー
ン先端は振幅がゆるやかに増大する間に液供給部
材６よりの液を多く吸引してホーン先端面の液滴
径を大きくし、ますます霧化を困難にしてしま
う。このため、霧化は開始せず、｜Ｚ｜は高いま
まである。
なお、DC−DCコンバータ１０の供給電流検知
回路に付加するＣ１，Ｒ１の時定数は、圧電振動
子TDの駆動周波数の波長の５波〜10波程度の時
間にすると良い結果が得られた。
回路に付加するＣ１，Ｒ１の時定数は、圧電振動
子TDの駆動周波数の波長の５波〜10波程度の時
間にすると良い結果が得られた。
以上説明したように、本考案の電気音響変換器
の駆動回路によれば、電気音響変換器の負荷によ
る圧電振動子のインピーダンス変動に応じて発振
回路への供給電圧が変化する電源回路を備えた構
成において、電源回路の供給電流検知回路に時定
数をもたせ、前記発振回路の発振開始時は供給電
流に関係なく供給電圧を上昇させるようにして、
発振及び霧化を充分な駆動力をもつて開始させる
ことが可能である。
の駆動回路によれば、電気音響変換器の負荷によ
る圧電振動子のインピーダンス変動に応じて発振
回路への供給電圧が変化する電源回路を備えた構
成において、電源回路の供給電流検知回路に時定
数をもたせ、前記発振回路の発振開始時は供給電
流に関係なく供給電圧を上昇させるようにして、
発振及び霧化を充分な駆動力をもつて開始させる
ことが可能である。
第１図は電気音響変換器の一例を示す側面図、
第２図は本考案に係る電気音響変換器の駆動回路
の実施例を示す回路図、第３図はDC−DCコンバ
ータの供給電圧Voutの時間変化を示すグラフ、
第４図は圧電振動子のインピーダンスの絶対値｜
Ｚ｜の時間変化を示すグラフである。 １……ステツプホーン、１０……DC−DCコン
バータ、１２……発振回路、Ｑ１乃至Ｑ３……ト
ランジスタ、Ｒ１，Ｒ２……抵抗器、Ｃ１乃至Ｃ
３……コンデンサ、TD……圧電振動子。
第２図は本考案に係る電気音響変換器の駆動回路
の実施例を示す回路図、第３図はDC−DCコンバ
ータの供給電圧Voutの時間変化を示すグラフ、
第４図は圧電振動子のインピーダンスの絶対値｜
Ｚ｜の時間変化を示すグラフである。 １……ステツプホーン、１０……DC−DCコン
バータ、１２……発振回路、Ｑ１乃至Ｑ３……ト
ランジスタ、Ｒ１，Ｒ２……抵抗器、Ｃ１乃至Ｃ
３……コンデンサ、TD……圧電振動子。
Claims (1)
- 同軸上に大径端と小径端とを形成したホーンの
大径端に圧電振動子を固着し、該ホーンの小径端
の振幅を利用して液体を霧化する電気音響変換器
の駆動回路において、前記圧電振動子が接続され
た発振回路と、前記電気音響変換器の負荷による
圧電振動子のインピーダンス変動に応じて前記発
振回路への供給電圧が変化する電源回路とを備
え、該電源回路の供給電流検知回路に時定数をも
たせ、前記発振回路の発振開始時は供給電流に関
係なく供給電圧を上昇させる構成としたことを特
徴とする電気音響変換器の駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7597283U JPS59180775U (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 電気音響変換器の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7597283U JPS59180775U (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 電気音響変換器の駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59180775U JPS59180775U (ja) | 1984-12-03 |
| JPH0121020Y2 true JPH0121020Y2 (ja) | 1989-06-23 |
Family
ID=30206027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7597283U Granted JPS59180775U (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 電気音響変換器の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59180775U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5233180B2 (ja) * | 2007-06-22 | 2013-07-10 | パナソニック株式会社 | 冷蔵庫 |
-
1983
- 1983-05-23 JP JP7597283U patent/JPS59180775U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59180775U (ja) | 1984-12-03 |
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