JPH10151414A - 超音波発振装置 - Google Patents
超音波発振装置Info
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- JPH10151414A JPH10151414A JP8329164A JP32916496A JPH10151414A JP H10151414 A JPH10151414 A JP H10151414A JP 8329164 A JP8329164 A JP 8329164A JP 32916496 A JP32916496 A JP 32916496A JP H10151414 A JPH10151414 A JP H10151414A
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- Electronic Switches (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 構成を簡略化するとともに、異常時における
超音波振動子の損傷を防止する。 【解決手段】 超音波発振装置１４は、入力信号Ｉの位
相に出力信号Ｏ１の位相が一致するように内蔵の発振器
を制御するＰＬＬ手段１６と、出力信号Ｏ１の位相で超
音波振動子１８に電圧を印加する駆動手段２０と、超音
波振動子１８の振動の位相を入力信号ＩとしてＰＬＬ手
段１６へフィードバックするフィードバック手段２２と
を備えている。駆動手段２０は、同じ入出力特性を有す
る二個のパワーＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２と、パワー
ＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２を同じ電圧で交互に駆動す
るハーフブリッジ駆動ＩＣ２６と、一次側にパワーＭＯ
ＳＦＥＴ２４１，２４２及び二次側に超音波振動子１８
を配設した出力トランス２７とを備えている。
超音波振動子の損傷を防止する。 【解決手段】 超音波発振装置１４は、入力信号Ｉの位
相に出力信号Ｏ１の位相が一致するように内蔵の発振器
を制御するＰＬＬ手段１６と、出力信号Ｏ１の位相で超
音波振動子１８に電圧を印加する駆動手段２０と、超音
波振動子１８の振動の位相を入力信号ＩとしてＰＬＬ手
段１６へフィードバックするフィードバック手段２２と
を備えている。駆動手段２０は、同じ入出力特性を有す
る二個のパワーＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２と、パワー
ＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２を同じ電圧で交互に駆動す
るハーフブリッジ駆動ＩＣ２６と、一次側にパワーＭＯ
ＳＦＥＴ２４１，２４２及び二次側に超音波振動子１８
を配設した出力トランス２７とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波洗浄機、超
音波カッタ、超音波溶着機等の超音波機器に用いられる
超音波発振装置に関する。
音波カッタ、超音波溶着機等の超音波機器に用いられる
超音波発振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、超音波発振装置の従来例を示す
ブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
ブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０００３】超音波発振装置５０は、発振器（図示せ
ず）を内蔵するとともに、入力信号の位相に出力信号の
位相が常に一致するように当該発振器を制御するＰＬＬ
モジュール５２と、ＰＬＬモジュール５２の出力信号を
増幅して超音波振動子５４へ供給する駆動回路５６と、
超音波振動子５４の振動を入力信号としてＰＬＬモジュ
ール５２へフィードバックする電磁コイル５８とを備え
たものである。電磁コイル５８は、超音波振動子５４と
ともに振動する鉄心を有するソレノイド型であるが、超
音波振動子５４に隣接させることにより簡略化して図示
している。
ず）を内蔵するとともに、入力信号の位相に出力信号の
位相が常に一致するように当該発振器を制御するＰＬＬ
モジュール５２と、ＰＬＬモジュール５２の出力信号を
増幅して超音波振動子５４へ供給する駆動回路５６と、
超音波振動子５４の振動を入力信号としてＰＬＬモジュ
ール５２へフィードバックする電磁コイル５８とを備え
たものである。電磁コイル５８は、超音波振動子５４と
ともに振動する鉄心を有するソレノイド型であるが、超
音波振動子５４に隣接させることにより簡略化して図示
している。
【０００４】駆動回路５６は、ＰＬＬモジュール５２の
出力信号に応じて交互にオンするＦＥＴ５６１，５６２
と、ＦＥＴ５６１，５６２で増幅された一次側電圧を所
定の比率で変換して二次側電圧とする出力トランス５６
３と、力率改善用のチョークコイル５６４とによって構
成されている。出力トランス５６３は、一次側巻線５６
ａ，５６ｂと二次側巻線５６ｃとによって構成されてい
る。
出力信号に応じて交互にオンするＦＥＴ５６１，５６２
と、ＦＥＴ５６１，５６２で増幅された一次側電圧を所
定の比率で変換して二次側電圧とする出力トランス５６
３と、力率改善用のチョークコイル５６４とによって構
成されている。出力トランス５６３は、一次側巻線５６
ａ，５６ｂと二次側巻線５６ｃとによって構成されてい
る。
【０００５】ＰＬＬモジュール５２の出力信号は、駆動
回路５６で増幅されて超音波振動子５４へ供給される。
すると、超音波振動子５４が振動し、その振動が電磁コ
イル５８で検出され入力信号としてＰＬＬモジュール５
２へフィードバックされる。ＰＬＬモジュール５２は、
入力信号の周波数及び位相に出力信号の周波数及び位相
が一致するように、発振器を制御する。これにより、負
荷の変動等による超音波振動子５４の振動周波数の変化
に対して、自動的に追尾できるようになっている。
回路５６で増幅されて超音波振動子５４へ供給される。
すると、超音波振動子５４が振動し、その振動が電磁コ
イル５８で検出され入力信号としてＰＬＬモジュール５
２へフィードバックされる。ＰＬＬモジュール５２は、
入力信号の周波数及び位相に出力信号の周波数及び位相
が一致するように、発振器を制御する。これにより、負
荷の変動等による超音波振動子５４の振動周波数の変化
に対して、自動的に追尾できるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波発振装置５０では、二個の一次側巻線５６ａ，５
６ｂが必要であったので、駆動回路５６が複雑化かつ大
型化していた。この問題は、超音波発振装置５０の低価
格化、軽量化及び小型化の妨げとなっていた。また、何
らかの異常により超音波振動子５４の振動周波数が大き
く変化しても、超音波振動子５４へ電力が供給され続け
るので、超音波振動子５４に損傷を受けることがあっ
た。
超音波発振装置５０では、二個の一次側巻線５６ａ，５
６ｂが必要であったので、駆動回路５６が複雑化かつ大
型化していた。この問題は、超音波発振装置５０の低価
格化、軽量化及び小型化の妨げとなっていた。また、何
らかの異常により超音波振動子５４の振動周波数が大き
く変化しても、超音波振動子５４へ電力が供給され続け
るので、超音波振動子５４に損傷を受けることがあっ
た。
【０００７】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、構成を簡略化
できるとともに、異常時における超音波振動子の損傷を
防止できる、超音波発振装置を提供することにある。
できるとともに、異常時における超音波振動子の損傷を
防止できる、超音波発振装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の超音波発
振装置は、入力信号の位相に出力信号の位相が一致する
ように内蔵の発振器を制御するＰＬＬ手段と、このＰＬ
Ｌ手段の出力信号の位相で超音波振動子に電圧を印加す
る駆動手段と、前記超音波振動子の振動の位相を前記入
力信号として前記ＰＬＬ手段へフィードバックするフィ
ードバック手段とを備えたものである。そして、前記フ
ィードバック手段は、前記超音波振動子へ供給される電
流の位相を検出する電流検出コイルと、この電流検出コ
イルで検出された電流の位相を調整することにより前記
入力信号を前記ＰＬＬ手段へ出力する移相回路とを備え
たものである。前記駆動手段は、同じ入出力特性を有す
る二個のスイッチング素子と、これらのスイッチング素
子を同じ電圧で交互に駆動するハーフブリッジ駆動回路
と、一次側に前記スイッチング素子及び二次側に前記超
音波振動子を配設した出力トランスとを備えたものであ
る。
振装置は、入力信号の位相に出力信号の位相が一致する
ように内蔵の発振器を制御するＰＬＬ手段と、このＰＬ
Ｌ手段の出力信号の位相で超音波振動子に電圧を印加す
る駆動手段と、前記超音波振動子の振動の位相を前記入
力信号として前記ＰＬＬ手段へフィードバックするフィ
ードバック手段とを備えたものである。そして、前記フ
ィードバック手段は、前記超音波振動子へ供給される電
流の位相を検出する電流検出コイルと、この電流検出コ
イルで検出された電流の位相を調整することにより前記
入力信号を前記ＰＬＬ手段へ出力する移相回路とを備え
たものである。前記駆動手段は、同じ入出力特性を有す
る二個のスイッチング素子と、これらのスイッチング素
子を同じ電圧で交互に駆動するハーフブリッジ駆動回路
と、一次側に前記スイッチング素子及び二次側に前記超
音波振動子を配設した出力トランスとを備えたものであ
る。
【０００９】ＰＬＬ手段の出力信号は、駆動手段で増幅
されて、超音波振動子へ供給される。超音波振動子の振
動は、フィードバック手段によってＰＬＬ手段の入力信
号としてフィードバックされる。ここで、負荷変動等に
より超音波振動子の振動周波数が変化すると、その変化
はフィードバック手段を介してＰＬＬ手段へフィードバ
ックされる。すると、ＰＬＬ手段は、入力信号の位相に
出力信号の位相が一致するように発振器を制御する。こ
のようにして、超音波発振装置は、超音波振動子の振動
周波数の変化を自動的に追尾している。
されて、超音波振動子へ供給される。超音波振動子の振
動は、フィードバック手段によってＰＬＬ手段の入力信
号としてフィードバックされる。ここで、負荷変動等に
より超音波振動子の振動周波数が変化すると、その変化
はフィードバック手段を介してＰＬＬ手段へフィードバ
ックされる。すると、ＰＬＬ手段は、入力信号の位相に
出力信号の位相が一致するように発振器を制御する。こ
のようにして、超音波発振装置は、超音波振動子の振動
周波数の変化を自動的に追尾している。
【００１０】また、駆動手段は、二個のスイッチング素
子とハーフブリッジ駆動回路とを備えているので、出力
トランスの一次側巻線は一個でよい。さらに、二個のス
イッチング素子は、同じ入出力特性を有するとともに同
じ電圧で駆動されるので、出力波形がどちらも同じにな
る。
子とハーフブリッジ駆動回路とを備えているので、出力
トランスの一次側巻線は一個でよい。さらに、二個のス
イッチング素子は、同じ入出力特性を有するとともに同
じ電圧で駆動されるので、出力波形がどちらも同じにな
る。
【００１１】請求項２記載の超音波発振装置は、請求項
１記載の超音波発振装置において、前記ＰＬＬ手段は、
前記入力信号の周波数が予め設定した帯域からはずれる
と警報信号を出力する機能を有し、前記ハーフブリッジ
駆動回路は、前記警報信号を入力すると前記スイッチン
グ素子に対する駆動を停止する機能を有するものであ
る。
１記載の超音波発振装置において、前記ＰＬＬ手段は、
前記入力信号の周波数が予め設定した帯域からはずれる
と警報信号を出力する機能を有し、前記ハーフブリッジ
駆動回路は、前記警報信号を入力すると前記スイッチン
グ素子に対する駆動を停止する機能を有するものであ
る。
【００１２】何らかの異常により超音波振動子の振動周
波数が一定以上変化すると、その変化はフィードバック
手段を介してＰＬＬ手段へフィードバックされる。する
と、ＰＬＬ手段は警報信号を出力し、ハーフブリッジ駆
動回路は警報信号を入力するとスイッチング素子に対す
る駆動を停止する。したがって、何らかの異常により超
音波振動子の振動周波数が大きく変化すると、超音波振
動子に対する電力供給が停止される。
波数が一定以上変化すると、その変化はフィードバック
手段を介してＰＬＬ手段へフィードバックされる。する
と、ＰＬＬ手段は警報信号を出力し、ハーフブリッジ駆
動回路は警報信号を入力するとスイッチング素子に対す
る駆動を停止する。したがって、何らかの異常により超
音波振動子の振動周波数が大きく変化すると、超音波振
動子に対する電力供給が停止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る超音波発振
装置の一実施形態を示すブロック図である。図２は、図
１の超音波発振装置におけるＰＬＬ−ＩＣを示すブロッ
ク図である。図３は、図１の超音波発振装置におけるパ
ルス発生回路を概略的に示す回路図である。図４は、図
１の超音波発振装置におけるハーフブリッジ駆動ＩＣを
概略的に示す回路図である。図５は、図１の超音波発振
装置における移相回路を示す回路図である。以下、これ
らの図面に基づき説明する。
装置の一実施形態を示すブロック図である。図２は、図
１の超音波発振装置におけるＰＬＬ−ＩＣを示すブロッ
ク図である。図３は、図１の超音波発振装置におけるパ
ルス発生回路を概略的に示す回路図である。図４は、図
１の超音波発振装置におけるハーフブリッジ駆動ＩＣを
概略的に示す回路図である。図５は、図１の超音波発振
装置における移相回路を示す回路図である。以下、これ
らの図面に基づき説明する。
【００１４】本実施形態の超音波発振装置１４は、入力
信号Ｉの位相に出力信号Ｏ１の位相が一致するように内
蔵の発振器１５を制御するＰＬＬ手段１６と、ＰＬＬ手
段１６の出力信号Ｏ１の位相で超音波振動子１８に電圧
を印加する駆動手段２０と、超音波振動子１８の振動の
位相を入力信号ＩとしてＰＬＬ手段１６へフィードバッ
クするフィードバック手段２２とを備えたものである。
そして、駆動手段２０は、同じ入出力特性を有する二個
のスイッチング素子としてのパワーＭＯＳＦＥＴ２４
１，２４２と、パワーＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２を同
じ電圧で交互に駆動するハーフブリッジ駆動ＩＣ２６
と、一次側にパワーＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２及び二
次側に超音波振動子１８を配設した出力トランス２７と
を備えたものである。また、ＰＬＬ手段１６は、入力信
号Ｉの周波数が予め設定した帯域からはずれると警報信
号Ｏ２を出力する機能を有し、ハーフブリッジ駆動ＩＣ
２６は、警報信号Ｏ２を入力するとパワーＭＯＳＦＥＴ
２４１，２４２に対する駆動を停止する機能を有する。
信号Ｉの位相に出力信号Ｏ１の位相が一致するように内
蔵の発振器１５を制御するＰＬＬ手段１６と、ＰＬＬ手
段１６の出力信号Ｏ１の位相で超音波振動子１８に電圧
を印加する駆動手段２０と、超音波振動子１８の振動の
位相を入力信号ＩとしてＰＬＬ手段１６へフィードバッ
クするフィードバック手段２２とを備えたものである。
そして、駆動手段２０は、同じ入出力特性を有する二個
のスイッチング素子としてのパワーＭＯＳＦＥＴ２４
１，２４２と、パワーＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２を同
じ電圧で交互に駆動するハーフブリッジ駆動ＩＣ２６
と、一次側にパワーＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２及び二
次側に超音波振動子１８を配設した出力トランス２７と
を備えたものである。また、ＰＬＬ手段１６は、入力信
号Ｉの周波数が予め設定した帯域からはずれると警報信
号Ｏ２を出力する機能を有し、ハーフブリッジ駆動ＩＣ
２６は、警報信号Ｏ２を入力するとパワーＭＯＳＦＥＴ
２４１，２４２に対する駆動を停止する機能を有する。
【００１５】ＰＬＬ手段１６は、ＰＬＬ−ＩＣ２８と、
外付けの抵抗器１６１，１６５と、外付けのコンデンサ
１６２〜１６４とから構成されている。ＰＬＬ−ＩＣ２
８は、新日本無線（株）製の商品名「ＮＪＭ５６７」で
あり、発振器１５、位相検出器２８１，２８２、増幅器
２８３，２８４、抵抗器２８５，２８６等から構成され
ている。外付けの抵抗器１６１及びコンデンサ１６２
は、発振器１５の自走周波数を設定するものである。こ
の自走周波数は、超音波振動子１８を含む振動系の共振
周波数近辺に設定されている。入力信号Ｉは端子から
入力され、入力信号Ｉの位相に一致した出力信号Ｏ１は
端子から出力される。入力信号Ｉの周波数が予め設定
した帯域からはずれると、端子から警報信号Ｏ２が出
力される。
外付けの抵抗器１６１，１６５と、外付けのコンデンサ
１６２〜１６４とから構成されている。ＰＬＬ−ＩＣ２
８は、新日本無線（株）製の商品名「ＮＪＭ５６７」で
あり、発振器１５、位相検出器２８１，２８２、増幅器
２８３，２８４、抵抗器２８５，２８６等から構成され
ている。外付けの抵抗器１６１及びコンデンサ１６２
は、発振器１５の自走周波数を設定するものである。こ
の自走周波数は、超音波振動子１８を含む振動系の共振
周波数近辺に設定されている。入力信号Ｉは端子から
入力され、入力信号Ｉの位相に一致した出力信号Ｏ１は
端子から出力される。入力信号Ｉの周波数が予め設定
した帯域からはずれると、端子から警報信号Ｏ２が出
力される。
【００１６】駆動手段２０には、パルス発生回路３０
と、結合コンデンサ３２と、外付けのダイオード２６１
及びコンデンサ２６２とが付設されている。パルス発生
回路３０は、ボルテージホロワ３０１、コンパレータ３
０２，３０３、基準電圧発生源３０４，３０５等から構
成され、三角波の出力信号Ｏ１を端子ａから入力し、出
力信号Ｏ１に同期して交互に反転する矩形波のパルス信
号Ｐ１，Ｐ２を端子ｂ，ｃから出力する。
と、結合コンデンサ３２と、外付けのダイオード２６１
及びコンデンサ２６２とが付設されている。パルス発生
回路３０は、ボルテージホロワ３０１、コンパレータ３
０２，３０３、基準電圧発生源３０４，３０５等から構
成され、三角波の出力信号Ｏ１を端子ａから入力し、出
力信号Ｏ１に同期して交互に反転する矩形波のパルス信
号Ｐ１，Ｐ２を端子ｂ，ｃから出力する。
【００１７】ハーフブリッジ駆動ＩＣ２６は、アイアー
ルファーイースト社製の商品名「ＩＲ２１１０」であ
り、パルス信号Ｐ１，Ｐ２を端子１０，１２から入力
し、所定の電圧にレベルシフトすることにより駆動信号
ＨＯ，ＬＯとして端子７，１から出力する。これによ
り、二つのパワーＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２のゲート
・ソース間の電位差はどちらも同じになる。また、ハー
フブリッジ駆動ＩＣ２６は、警報信号Ｏ２を端子１１か
ら入力すると、駆動信号ＨＯ，ＬＯの出力を停止する。
パワーＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２は、ｎチャンネル型
である。出力トランス２７は、一次側巻線２７１と二次
側巻線２７２とを有する一般的なものである。
ルファーイースト社製の商品名「ＩＲ２１１０」であ
り、パルス信号Ｐ１，Ｐ２を端子１０，１２から入力
し、所定の電圧にレベルシフトすることにより駆動信号
ＨＯ，ＬＯとして端子７，１から出力する。これによ
り、二つのパワーＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２のゲート
・ソース間の電位差はどちらも同じになる。また、ハー
フブリッジ駆動ＩＣ２６は、警報信号Ｏ２を端子１１か
ら入力すると、駆動信号ＨＯ，ＬＯの出力を停止する。
パワーＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２は、ｎチャンネル型
である。出力トランス２７は、一次側巻線２７１と二次
側巻線２７２とを有する一般的なものである。
【００１８】超音波振動子１８は、例えばボルト締めラ
ンジュバン型振動子であり、整合用のコイル１８１及び
コンデンサ１８２が近傍に配設されている。
ンジュバン型振動子であり、整合用のコイル１８１及び
コンデンサ１８２が近傍に配設されている。
【００１９】フィードバック手段２２は、電流検出コイ
ル２２１と移相回路２２２とから構成されている。電流
検出コイル２２１で検出される電流の位相には、超音波
振動子１８の振動に対して一定の「ずれ」が生じてい
る。移相回路２２２は、この位相の「ずれ」を解消する
働きをしており、オペアンプ２３１を中心に、外付けの
抵抗器２３２，２２３，２３４，２３５及びコンデンサ
２３６，２３７，２３８によって構成されている。
ル２２１と移相回路２２２とから構成されている。電流
検出コイル２２１で検出される電流の位相には、超音波
振動子１８の振動に対して一定の「ずれ」が生じてい
る。移相回路２２２は、この位相の「ずれ」を解消する
働きをしており、オペアンプ２３１を中心に、外付けの
抵抗器２３２，２２３，２３４，２３５及びコンデンサ
２３６，２３７，２３８によって構成されている。
【００２０】次に、超音波発振装置１４の動作を説明す
る。
る。
【００２１】供給電圧Ｖcc１は直流１０Ｖであり、供給
電圧Ｖcc２は直流１４０Ｖ又は２８０Ｖである。ＰＬＬ
−ＩＣの出力信号Ｏ１はパルス発生回路３０でパルス信
号Ｐ１，Ｐ２に変換され、パルス信号Ｐ１，Ｐ２はハー
フブリッジ駆動ＩＣ２６で駆動信号ＨＯ，ＬＯに変換さ
れる。駆動信号ＨＯ，ＬＯはパワーＭＯＳＦＥＴ２４
１，２４２に印加され、パワーＭＯＳＦＥＴ２４１がオ
ンのときはパワーＭＯＳＦＥＴ２４２がオフとなり、逆
にパワーＭＯＳＦＥＴ２４１がオフのときはパワーＭＯ
ＳＦＥＴ２４２がオンとなる。これにより、出力トラン
ス２７の二次側に高電圧の交流が生じ、この交流電力が
超音波振動子１８へ供給される。
電圧Ｖcc２は直流１４０Ｖ又は２８０Ｖである。ＰＬＬ
−ＩＣの出力信号Ｏ１はパルス発生回路３０でパルス信
号Ｐ１，Ｐ２に変換され、パルス信号Ｐ１，Ｐ２はハー
フブリッジ駆動ＩＣ２６で駆動信号ＨＯ，ＬＯに変換さ
れる。駆動信号ＨＯ，ＬＯはパワーＭＯＳＦＥＴ２４
１，２４２に印加され、パワーＭＯＳＦＥＴ２４１がオ
ンのときはパワーＭＯＳＦＥＴ２４２がオフとなり、逆
にパワーＭＯＳＦＥＴ２４１がオフのときはパワーＭＯ
ＳＦＥＴ２４２がオンとなる。これにより、出力トラン
ス２７の二次側に高電圧の交流が生じ、この交流電力が
超音波振動子１８へ供給される。
【００２２】一方、超音波振動子１８の振動は、電流検
出コイル２２１及び移相回路２２２を経て、ＰＬＬ−Ｉ
Ｃ２８の入力信号Ｉとしてフィードバックされる。ここ
で、負荷変動等により超音波振動子１８の振動周波数が
変化すると、その変化はＰＬＬ−ＩＣ２８へフィードバ
ックされる。すると、ＰＬＬ−ＩＣ２８は、入力信号Ｉ
の位相に出力信号Ｏ１の位相が一致するように、発振器
１５を制御する。例えば、入力信号Ｉの位相が出力信号
Ｏ１に対して進むと、発振器１５は出力信号Ｏ１の周波
数を高くする。逆に、入力信号Ｉの位相が出力信号Ｏ１
に対して遅れると、発振器１５は出力信号Ｏ１の周波数
を低くする。このようにして、超音波発振装置１４は、
超音波振動子１８の振動周波数の変化を自動的に追尾し
ている。
出コイル２２１及び移相回路２２２を経て、ＰＬＬ−Ｉ
Ｃ２８の入力信号Ｉとしてフィードバックされる。ここ
で、負荷変動等により超音波振動子１８の振動周波数が
変化すると、その変化はＰＬＬ−ＩＣ２８へフィードバ
ックされる。すると、ＰＬＬ−ＩＣ２８は、入力信号Ｉ
の位相に出力信号Ｏ１の位相が一致するように、発振器
１５を制御する。例えば、入力信号Ｉの位相が出力信号
Ｏ１に対して進むと、発振器１５は出力信号Ｏ１の周波
数を高くする。逆に、入力信号Ｉの位相が出力信号Ｏ１
に対して遅れると、発振器１５は出力信号Ｏ１の周波数
を低くする。このようにして、超音波発振装置１４は、
超音波振動子１８の振動周波数の変化を自動的に追尾し
ている。
【００２３】また、ＰＬＬ−ＩＣ２８は発振器１５を内
蔵しているので、入力信号Ｉがなくても自走周波数で発
振する。そのため、超音波発振装置１４は、フィードバ
ック手段２２から十分なレベルの入力信号Ｉを得られな
くても動作する。このとき、超音波振動子１８を含む振
動系の共振周波数近辺に自走周波数が設定されている
と、振動周波数の追尾が容易となる。
蔵しているので、入力信号Ｉがなくても自走周波数で発
振する。そのため、超音波発振装置１４は、フィードバ
ック手段２２から十分なレベルの入力信号Ｉを得られな
くても動作する。このとき、超音波振動子１８を含む振
動系の共振周波数近辺に自走周波数が設定されている
と、振動周波数の追尾が容易となる。
【００２４】なお、本発明は、いうまでもなく、上記実
施形態に限定されるものではない。例えば、スイッチン
グ素子は、パワーＭＯＳＦＥＴの代わりに、パワー用の
接合型ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等を用いてもよ
い。
施形態に限定されるものではない。例えば、スイッチン
グ素子は、パワーＭＯＳＦＥＴの代わりに、パワー用の
接合型ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等を用いてもよ
い。
【００２５】
【発明の効果】請求項１又は２記載の超音波発振装置に
よれば、超音波振動子へ供給される電流の位相を検出す
る電流検出コイルと、この電流検出コイルで検出された
電流の位相を調整することにより入力信号をＰＬＬ手段
へ出力する移相回路とからフィードバック手段を構成す
るとともに、同じ入出力特性を有する二個のスイッチン
グ素子と、これらのスイッチング素子を同じ電圧で交互
に駆動するハーフブリッジ駆動回路と、一次側にスイッ
チング素子及び二次側に超音波振動子を配設した出力ト
ランスとから駆動手段を構成したので、出力トランス等
を簡略化できることにより、全体の構成を簡略化でき
る。しかも、同じ入出力特性を有する二個のスイッチン
グ素子を用い、これらを同じ電圧で駆動することによ
り、二個のスイッチング素子の出力波形をどちらも同じ
にできるので、超音波振動子の動作を安定化できる。
よれば、超音波振動子へ供給される電流の位相を検出す
る電流検出コイルと、この電流検出コイルで検出された
電流の位相を調整することにより入力信号をＰＬＬ手段
へ出力する移相回路とからフィードバック手段を構成す
るとともに、同じ入出力特性を有する二個のスイッチン
グ素子と、これらのスイッチング素子を同じ電圧で交互
に駆動するハーフブリッジ駆動回路と、一次側にスイッ
チング素子及び二次側に超音波振動子を配設した出力ト
ランスとから駆動手段を構成したので、出力トランス等
を簡略化できることにより、全体の構成を簡略化でき
る。しかも、同じ入出力特性を有する二個のスイッチン
グ素子を用い、これらを同じ電圧で駆動することによ
り、二個のスイッチング素子の出力波形をどちらも同じ
にできるので、超音波振動子の動作を安定化できる。
【００２６】請求項２記載の超音波発振装置によれば、
超音波振動子の振動周波数が大きく変化すると、超音波
振動子に対する電力供給を停止するようにしたので、異
常時における超音波振動子の損傷等を防止できる。
超音波振動子の振動周波数が大きく変化すると、超音波
振動子に対する電力供給を停止するようにしたので、異
常時における超音波振動子の損傷等を防止できる。
【図１】本発明に係る超音波発振装置の一実施形態を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】図１の超音波発振装置におけるＰＬＬ−ＩＣを
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】図１の超音波発振装置におけるパルス発生回路
を概略的に示す回路図である。
を概略的に示す回路図である。
【図４】図１の超音波発振装置におけるハーフブリッジ
駆動ＩＣを概略的に示す回路図である。
駆動ＩＣを概略的に示す回路図である。
【図５】図１の超音波発振装置における移相回路を示す
回路図である。
回路図である。
【図６】超音波発振装置の従来例を示すブロック図であ
る。
る。
１４ 超音波発振装置 １５ 発振器 １６ ＰＬＬ手段 １８ 超音波振動子 ２０ 駆動手段 ２２ フィードバック手段 ２４１，２４２ パワーＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素
子） ２６ ハーフブリッジ駆動ＩＣ（ハーフブリッジ駆動回
路） ２７ 出力トランス ２８ ＰＬＬ−ＩＣ ３０ パルス発生回路 Ｉ 入力信号 Ｏ１ 出力信号 Ｏ２ 警報信号
子） ２６ ハーフブリッジ駆動ＩＣ（ハーフブリッジ駆動回
路） ２７ 出力トランス ２８ ＰＬＬ−ＩＣ ３０ パルス発生回路 Ｉ 入力信号 Ｏ１ 出力信号 Ｏ２ 警報信号
Claims (2)
- 【請求項１】 入力信号の位相に出力信号の位相が一致
するように内蔵の発振器を制御するＰＬＬ手段と、この
ＰＬＬ手段の出力信号の位相で超音波振動子に電圧を印
加する駆動手段と、前記超音波振動子の振動の位相を前
記入力信号として前記ＰＬＬ手段へフィードバックする
フィードバック手段とを備えた超音波発振装置におい
て、 前記フィードバック手段は、前記超音波振動子へ供給さ
れる電流の位相を検出する電流検出コイルと、この電流
検出コイルで検出された電流の位相を調整することによ
り前記入力信号を前記ＰＬＬ手段へ出力する移相回路と
を備え、 前記駆動手段は、同じ入出力特性を有する二個のスイッ
チング素子と、これらのスイッチング素子を同じ電圧で
交互に駆動するハーフブリッジ駆動回路と、一次側に前
記スイッチング素子及び二次側に前記超音波振動子を配
設した出力トランスとを備えた、 ことを特徴とする超音波発振装置。 - 【請求項２】 前記ＰＬＬ手段は、前記入力信号の周波
数が予め設定した帯域からはずれると警報信号を出力す
る機能を有し、 前記ハーフブリッジ駆動回路は、前記警報信号を入力す
ると前記スイッチング素子に対する駆動を停止する機能
を有する、 請求項１記載の超音波発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8329164A JPH10151414A (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 超音波発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8329164A JPH10151414A (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 超音波発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10151414A true JPH10151414A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18218367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8329164A Pending JPH10151414A (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 超音波発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10151414A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008126209A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Health & Life Co Ltd | 圧電エネルギ生成システムおよびその生成方法 |
| CN107783095A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-09 | 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 | 鱼探仪发射机信号源的驱动电路 |
| JP2020163312A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 日本アビオニクス株式会社 | 超音波振動子駆動回路及び超音波溶着装置 |
-
1996
- 1996-11-25 JP JP8329164A patent/JPH10151414A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008126209A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Health & Life Co Ltd | 圧電エネルギ生成システムおよびその生成方法 |
| JP4621194B2 (ja) * | 2006-11-24 | 2011-01-26 | 合世生醫科技股▲分▼有限公司 | 圧電エネルギ生成システムおよびその生成方法 |
| CN107783095A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-09 | 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 | 鱼探仪发射机信号源的驱动电路 |
| JP2020163312A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 日本アビオニクス株式会社 | 超音波振動子駆動回路及び超音波溶着装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031007 |