KR100331755B1 - An ulterasonic generator - Google Patents

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KR100331755B1 KR1020000015518A KR20000015518A KR100331755B1 KR 100331755 B1 KR100331755 B1 KR 100331755B1 KR 1020000015518 A KR1020000015518 A KR 1020000015518A KR 20000015518 A KR20000015518 A KR 20000015518A KR 100331755 B1 KR100331755 B1 KR 100331755B1
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Abstract

본 발명은 초음파 발생을 위한 출력을 정확히 측정하고, 이를 통해 정밀하게 초음파 발생을 제어하며, 정확하게 출력 상태를 표시해주도록 한 초음파 발생 장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 전력 조절기에서 세팅되는 전력 레벨에 따라 상기 트라이악 구동용 신호의 위상을 제어하여 출력 전력을 제어하는 위상 제어부, 출력 트랜스에서 출력되는 전류를 검출하는 전류 검출기, 출력 트랜스에서 출력되는 전압의 위상을 조정하는 위상 조정부, 전류 검출기 및 위상 조정부에서 각각 출력되는 전류 및 전압을 승산하는 멀티플라이버부, 멀티플라이버부에서 출력되는 전압을 정류하고, 증폭한 후 출력하는 정류 및 증폭부, 정류 및 증폭부에서 정류 및 증폭된 전압의 오프셋을 조절하는 오프셋 조절부, 정류 및 증폭부에서 정류 및 증폭된 전압의 스판을 조절하는 스판 조절부, 스판이 조절된 상기 정류 및 증폭부의 출력 전압으로 출력 전력을 인식하고, 세팅된 초음파 량에 따라 출력 전력을 분석하여 과출력시 펄스폭 제어부에 펄스폭 제어신호를 인가하여 펄스폭 변조신호가 가변되도록 하고, 출력 전력 표시 및 경고음 발생 제어신호를 발생하는 마이컴을 구비한다.The present invention relates to an ultrasonic generator for precisely measuring an output for generating an ultrasonic wave, precisely controlling the generation of ultrasonic waves through the ultrasonic wave generator, and accurately displaying the output state of the ultrasonic generator, A current detector for detecting a current output from the output transformer, a phase adjusting unit for adjusting a phase of a voltage output from the output transformer, a current detector and a phase adjusting unit, A rectifying and amplifying unit for rectifying the voltage output from the multiplexer unit, for amplifying and outputting the voltage, and a rectifying and amplifying unit for adjusting the offset of the rectified and amplified voltage in the rectifying and amplifying unit An offset adjusting section, a rectifying and amplifying section, And a pulse width control signal is applied to the pulse width control unit at the time of outputting the output power by analyzing the output power according to the set ultrasonic amount And a microcomputer for varying the pulse width modulation signal and generating an output power display and a warning sound generation control signal.

Description

초음파 발생장치{AN ULTERASONIC GENERATOR}[0001] AN ULTRASONIC GENERATOR [0002]

본 발명은 초음파 발생 장치에 관한 것으로, 특히 초음파 발생을 위한 출력을 정확히 측정하고, 이를 통해 정밀하게 초음파 발생을 제어하며, 정확하게 출력 상태를 표시해주도록 한 초음파 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic generator, and more particularly, to an ultrasonic generator for precisely measuring an output for generating an ultrasonic wave, controlling the generation of the ultrasonic wave precisely, and accurately displaying an output state.

일반적으로, 초음파(ultra-audible sound)는, 사람의 귀에 소리로 들리는 한계 주파수 이상의 들을 수 없는 음파로써, 본질적으로는 가청 음파와 다를 것이 없으나, 사람의 귀에는 들리지 않으므로 응용면에서는 가청음과 전혀 다르다. 어군 탐지, 깊이 측정, 금속의 손상 탐지, 의학상의 진단, 우유 제품의 제조, 액(液) 속으로 고체 입자의 분산, 세정(洗淨), 초음파 가공, 의료, 미용 및 그 밖의 기술적 응용이 근래에 와서 발전하고 있으며, 또한 음속(音速)을 정확히 측정하면 물질의 탄성률(彈性率) 등을 구할 수 잇으므로, 물리학의 연구 수단이 되고 있다.Generally, an ultra-audible sound is a sound wave that can not be heard over a threshold frequency that can be heard in the human ear. It is essentially the same as an audible sound wave, but is completely unlike an audible sound . The detection of fish, depth measurement, detection of metal damage, medical diagnosis, manufacture of milk products, dispersion of solid particles into liquid, washing, ultrasonic processing, medical, cosmetic and other technical applications And the speed of sound (sound velocity) can be measured accurately by measuring the elasticity (elasticity) of the material, it is becoming a research tool in physics.

이러한 초음파를 발생하기 위한 종래 초음파 발생 장치의 구성이 도 1에 도시되었다.A configuration of a conventional ultrasonic generator for generating such ultrasonic waves is shown in Fig.

여기서 참조부호 1은 외부에서 전력을 가변적으로 조절하기 위한 전력 조절기를 나타내고, 참조부호 2는 삼각파를 발생하는 삼각파 발생부를 나타내고, 참조부호 3은 상기 삼각파 발생부(2)에서 발생된 삼각파와 기준 전압을 비교하고, 그 결과에 따라 출력 신호의 위상을 제어하여 트라이악 및 다이오드를 제어하는 삼각파 비교 및 위상 제어부를 나타내고, 참조부호 4는 상기 삼각파 비교 및 위상 제어부(3)에서 출력되는 출력 신호에 따라 콘트롤되는 트라이악부를 나타내고, 참조부호 5는 상기 삼각파 비교 및 위상 제어부(3)에서 출력되는 출력 신호에 따라 콘트롤되는 다이오드부를 나타내며, 참조부호 6은 상기 다이오드부(5)의 출력에 따라 구동되는 쵸크 트랜스를 나타낸다.Reference numeral 1 denotes a power regulator for variably controlling the power externally, 2 denotes a triangular wave generator for generating a triangular wave, 3 denotes a triangular wave generated by the triangular wave generator 2, And a triangular wave comparison and phase control unit for controlling the triac and the diode by controlling the phase of the output signal according to the result of the triangular wave comparison and phase control. Reference numeral 5 denotes a diode section controlled according to an output signal outputted from the triangular wave comparison and phase control section 3 and reference numeral 6 denotes a choke section which is driven according to the output of the diode section 5, Trans.

또한, 참조부호 7은 외부에서 주파수를 제어하기 위한 신호를 입력하는 주파수 제어기를 나타내고, 참조부호 8은 검출된 출력 신호와 상기 주파수 제어기(7)의 출력 신호에 따라 상기 출력 신호를 제어하기 위한 펄스폭 변조 신호를 발생하는 펄스폭 제어부를 나타내고, 참조부호 9는 상기 펄스폭 제어부(8)의 출력 신호에 따라 구동이 제어되는 드라이브 트랜스를 나타낸다.Reference numeral 7 denotes a frequency controller for inputting a signal for externally controlling the frequency, 8 denotes a pulse for controlling the output signal in accordance with the detected output signal and the output signal of the frequency controller 7, Width modulation control signal, and 9 denotes a drive transformer whose drive is controlled in accordance with the output signal of the pulse width control unit 8. [0050]

또한, 참조부호 10은 상기 쵸크 트랜스(6) 및 드라이브 트랜스(9)의 출력 신호에 따라 초음파 발생을 위한 출력 트랜스의 구동을 컨트롤하는 FET 모듈을 나타내고, 참조부호 11은 상기 FET 모듈(10)의 출력에 따라 초음파 발생을 위한 전압을 출력하는 출력 트랜스를 나타내고, 참조부호 12는 상기 출력 트랜스(11)에서 출력되는 전류를 검출한 후 전압으로 변환하여 출력하는 전류 검출기를 나타내고, 참조부호 13은 상기 전류 검출기(12)에서 출력되는 전압을 소정 레벨로 증폭한 후 그 종폭된 검출 전압과 기준 전압을 비교하여 차전압을 펄스폭 제어를 위해 상기 펄스폭 제어부(8)에 인가하는 증폭 및 비교부를 나타낸다.Reference numeral 10 denotes a FET module for controlling the driving of an output transformer for generation of ultrasonic waves in accordance with the output signals of the choke transformer 6 and the drive transformer 9, Reference numeral 12 denotes a current detector for detecting a current outputted from the output transformer 11 and converting it into a voltage and outputting the voltage, and reference numeral 13 denotes an output transformer for outputting a voltage for generating the ultrasonic wave according to the output And an amplifying and comparing unit for amplifying the voltage output from the current detector 12 to a predetermined level and then comparing the detected voltage with the reference voltage to apply the difference voltage to the pulse width control unit 8 for pulse width control .

또한, 참조부호 14는 상기 출력 트랜스(11)의 출력 전압을 매칭시키는 매칭코일을 나타내고, 참조부호 15는 상기 매칭코일(14)을 통한 전압에 따라 진동을하여 초음파를 발생하는 진동자를 나타내며, 참조부호 16은 상기 전력 조절기(1)에서 세팅되는 전력과 검출 전압을 연산 증폭하는 연산 증폭기를 나타내고, 참조부호 17은 상기 연산 증폭기(16)의 출력에 따라 LED 구동신호를 발생하는 LED 구동부를 나타내고, 참조부호 18은 상기 LED 구동부(17)의 출력 신호에 따라 이상 상태를 디스플레이하는 출력 표시부를 나타낸다.Reference numeral 14 denotes a matching coil for matching the output voltage of the output transformer 11, 15 denotes a vibrator for generating ultrasonic waves by vibrating according to the voltage through the matching coil 14, Reference numeral 16 denotes an operational amplifier for operationally amplifying the power and the detection voltage set by the power regulator 1 and reference numeral 17 denotes an LED driver for generating an LED driving signal according to the output of the operational amplifier 16, Reference numeral 18 denotes an output display unit for displaying an abnormal state according to an output signal of the LED driver 17. [

이와 같이 구성된 종래 초음파 발생 장치의 동작을 첨부한 도면 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the conventional ultrasonic generator constructed as above will be described in detail with reference to FIG. 2 to FIG.

먼저, 초음파 발생량을 조절하기 위해 도1 및 도3의 전력 조절기(1)를 조절하면, 그에 대응하는 전압이 삼각파 비교 및 위상 제어부(3)와 연산 증폭기(15)에 각각 입력된다.First, when the power regulator 1 of FIG. 1 and FIG. 3 is adjusted to adjust the amount of generated ultrasonic waves, a voltage corresponding thereto is input to the triangular wave comparison and phase control unit 3 and the operational amplifier 15, respectively.

이때 삼각파 발생부(2)는 도2와 같은 회로 구성에 의해 삼각파를 발생하여 상기 삼각파 비교 및 위상 제어부(3)에 전달한다.At this time, the triangular wave generating unit 2 generates a triangular wave by the circuit configuration as shown in FIG. 2 and transfers it to the triangular wave comparing and phase controlling unit 3.

그러면 삼각파 비교 및 위상 제어부(3)는 상기 전력 조절기(1)에서 세팅되는 전력과 상기 삼각파 발생부(2)에서 발생되는 삼각파를 비교하고, 그 차이에 따라 전력 공급수단인 트라이악의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 발생한다.Then, the triangular wave comparison and phase control unit 3 compares the power set by the power adjuster 1 with the triangular wave generated by the triangular wave generating unit 2, and controls the driving of the triac as the power supply unit according to the difference Lt; / RTI >

첨부한 도면 도3은 상기 삼각파 비교 및 위상 제어부(3)의 일 실시예를 보인 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the triangular wave comparison and phase control unit 3. FIG.

먼저, 전압 비교기(3a)에서 상기 삼각파 발생부(2)에서 발생된 삼각파와 상기 전력 조절기(1)에서 세팅되는 전압(기준 전압)을 비교하여 그 차이 전압을 추출하고, 그 차이 전압에 따라 포토 커플러(3b)를 컨트롤한다. 즉, 포토 커플러(3b)는 상기 전압 비교기(3a)의 출력에 대응하여 위상이 반대인 펄스를 발생한다. 아울러 상기 포토 커플러(3b)에서 발생하는 펄스를 코일(L2)을 통해 전압으로 정류하고, 콘덴서(EC1)를 통해 평활시켜 정류된 전압을 위상 제어기(3d)의 핀(11)에 컨트롤 전압으로 인가한다.First, a voltage comparator (3a) compares a triangular wave generated in the triangular wave generator (2) with a voltage (reference voltage) set in the power regulator (1) and extracts the difference voltage. And controls the coupler 3b. That is, the photocoupler 3b generates a pulse whose phase is opposite to that of the output of the voltage comparator 3a. A pulse generated in the photocoupler 3b is rectified to a voltage through a coil L2 and smoothed through a capacitor EC1 to apply a rectified voltage to the pin 11 of the phase controller 3d as a control voltage do.

그러면 상기 위상 제어기(3d)는 상기 핀(11)으로 입력되는 제어 전압에 따라 출력 WATT를 제어하기 위한 트라이악 제어신호를 발생한다. 여기서 인가된 제어전압이 최저일때 상기 출력 WATT는 최고가 되며, 상기 인가된 제어전압이 최고일때 상기 출력 WATT는 최저가 된다.The phase controller 3d generates a triac control signal for controlling the output WATT according to the control voltage input to the pin 11. [ When the applied control voltage is the lowest, the output WATT becomes the highest, and when the applied control voltage is the highest, the output WATT becomes the lowest.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 핀(11)에 입력되는 제어전압으로 트라이악을 컨트롤하는 출력단(Q1, Q2)의 출력 펄스폭을 조절하여 출력 WATT를 조절한다. 상기 제어전압(핀11의 입력전압)이 최저일때 상기 출력단(Q1, Q2)의 펄스 폭과 출력 WATT는 최고로 동작하고, 이와는 달리 상기 제어전압(핀11의 입력전압)이 최고일때 상기 출력단(Q1, Q2)의 펄스 폭과 출력 WATT는 최저로 동작한다.In more detail, the output WATT is adjusted by adjusting the output pulse widths of the output stages Q1 and Q2 for controlling the triac by the control voltage input to the pin 11. When the control voltage (the input voltage of the pin 11) is the lowest, the pulse widths of the output terminals Q1 and Q2 and the output WATT are maximized. On the other hand, when the control voltage , Q2) and the output WATT operate at the minimum.

여기서 상기 출력단(Q1, Q2)에서 출력되는 펄스의 파형은 도4c(Q2),도4d(Q1)와 같다.Here, the waveforms of the pulses output from the output stages Q1 and Q2 are as shown in FIG. 4C (Q2) and FIG. 4D (Q1).

상기 출력단 Q1 및 Q2는 각각 60Hz로 동작하는 다이오드(D1)(D2)로 합쳐져 평상시 120Hz로 동작하며, 리플(RIPLE) 스위치(B접점 스위치 : 3c)가 눌러지면 상기 출력단 Q1의 출력이 오프되어 60Hz(리플)로 동작하게 된다.The output terminals Q1 and Q2 are respectively connected to diodes D1 and D2 operating at 60 Hz and operate normally at 120 Hz. When a ripple switch (B contact switch 3c) is pressed, the output of the output terminal Q1 is turned off, (Ripple).

이렇게 출력되는 펄스는 도1의 트라이악부(4) 및 다이오드부(5)에 전달되어 출력 WATT를 조절하게 된다. 아울러 상기 다이오드부(5)의 다이오드 동작에 대응하여 쵸크 트랜스(6)가 동작하게 되고, 그 쵸크 트랜스(6)의 구동에 따라 FET모듈(10)내의 스위칭소자가 제어된다.The pulse thus outputted is transmitted to the triac 4 and the diode 5 of FIG. 1 to adjust the output WATT. The choke transformer 6 operates in response to the diode operation of the diode section 5 and the switching element in the FET module 10 is controlled in accordance with the driving of the choke transformer 6. [

여기서 상기 위상 제어기(3d)를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the phase controller 3d will be described in more detail.

상기 위상 제어기(3d)는 내부에 영점 검출기(Zero Detector), 싱크론 레지스터(Synchron Resister), 비교기, 방전 모니터, 출력 로직 등을 내장하며, 사이리스터(Thyristor), 트라이악(Triac), 트랜지스터(Transistor)를 컨트롤한다. 트리거 펄스는 위상각 0도 부터 180도 사이에서 바꿀수 있으며, 동기화 신호는 라인 전압으로부터 저항을 통해 얻는다.The phase controller 3d has a built-in zero detector, a synchronous resistor, a comparator, a discharge monitor, and an output logic therein. The phase controller 3d includes a thyristor, a triac, a transistor ). The trigger pulse can be changed between 0 degrees and 180 degrees of phase angle, and the synchronization signal is obtained from the line voltage through the resistor.

상기 싱크론 레지스터는 램프(Ramp) 발생기를 컨트롤하고 핀(10)에 연결된 커패시터는 핀(9)에 연결된 저항에 의해 일정한 전류를 충전시킨다. 핀(10)의 램프 전압이 핀(11)의 값을 넘으면 내부의 로직 회로를 동작시키며, 핀(11)의 입력 전압 크기에 의해 위상각 0도부터 180도내에서 트리거링(Triggering)각을 변경한다.The sinkron resistor controls the ramp generator and the capacitor connected to the pin 10 charges the constant current by a resistor connected to the pin 9. Operates the internal logic circuit if the ramp voltage of the pin 10 exceeds the value of the pin 11 and changes the triggering angle within the phase angle from 0 to 180 degrees by the magnitude of the input voltage of the pin 11 .

매 반주기마다 출력단 Q1, Q2에 약 30㎲의 (+)펄스가 나타난다. 이 펄스폭은 핀(12)에 연결된 커패시터에 의해 180도까지 펄스폭을 지속시킬 수 있다.(핀12가 GND와 연결하면 펄스는 핀10 및 핀11등에 의해 위상각 0도부터 180도 사이의 트리거 펄스를 얻을 수 있다).A (+) pulse of about 30 μs appears at the output terminals Q1 and Q2 every half period. This pulse width can sustain a pulse width of up to 180 degrees by means of a capacitor connected to pin 12. (When pin 12 is connected to GND, the pulse will be at a phase angle between 0 and 180 degrees A trigger pulse can be obtained).

또한, 핀(3)를 이용 외부의 로직을 컨트롤할 수 있으며, 이 신호는 0도 + 180도의 (+)신호를 갖는다. 아울러 핀(7)로는 상기 출력단 Q1, Q2의 출력을 노아링하며, 핀(6)은 출력 +Q1, +Q2, -Q1, -Q2를 디스에이블(disable)시킬 수 있으며, 최대값이 VS(V)이다. 핀(13)은 -Q1과 -Q2의 출력을 풀 펄스인 180도부터 0도까지 늘일 수 있다.Also, the pin 3 can be used to control the logic outside it, which has a (+) signal of 0 degrees + 180 degrees. In addition, the pin 7 can output the outputs of the output stages Q1 and Q2 and the pin 6 can disable the outputs + Q1, + Q2, -Q1 and -Q2. V). The pin 13 can extend the outputs of -Q1 and -Q2 from the full pulse 180 degrees to zero degrees.

도4는 상기 위상 제어기(3d)의 각 핀 출력 파형을 도시한 것이다.FIG. 4 shows the respective pin output waveforms of the phase controller 3d.

도4a는 동기화 전압 핀의 출력 파형이고, 도4b는 램프 피크 전압을 나타내며, 도4c는 출력단 Q2의 출력 파형을 나타내고, 도4d는 출력단 Q1의 출력 파형을 나타내며, 도4e는 핀12와 그라운드(GND)를 연결한 경우 상기 출력단 Q2의 출력 파형이고, 도4f는 핀12와 그라운드(GND)를 연결한 경우 상기 출력단 Q1의 출력 파형이고, 도4g는 핀13와 그라운드를 연결한 경우 상기 출력단 Q2의 반전 출력 파형을 나타내고, 도4h는 상기 핀13과 그라운드를 연결한 경우 상기 출력단 Q1의 반전 출력 파형을 나타내며, 도4i는 QU(핀3)의 출력 파형을 나타내고, 도4j는 QZ(핀7)의 출력 파형을 나타낸다.4C shows the output waveform of the output stage Q2, FIG. 4D shows the output waveform of the output stage Q1, FIG. 4E shows the output waveform of the synchronizing voltage pin, and FIG. 4F shows the output waveform of the output terminal Q1 when the pin 12 is connected to the ground GND. FIG. 4G shows the output waveform of the output terminal Q2 when the pin 13 and ground are connected. FIG. Fig. 4H shows the output waveform of QU (pin 3), Fig. 4J shows the inverted output waveform of QZ (pin 7), Fig. 4H shows the inverted output waveform of the output Q1 when the pin 13 and ground are connected, ) ≪ / RTI >

한편, 상기와 같은 트라이악 및 다이오드의 제어에 대응하는 전압이 FET모듈(10)에 인가된다.On the other hand, a voltage corresponding to the control of the triac and the diode as described above is applied to the FET module 10.

또한, 출력 WATT의 주파수를 제어하기 위해 외부에서 주파수 제어기(7)를 조작하면, 그에 대응하는 신호가 펄스폭 제어부(8)에 인가되고, 펄스폭 제어부(8)는 그 인가되는 주파수 세팅신호와 피이드백되는 검출 전압에 따라 드라이브트랜스(9)의 구동용 펄스의 폭을 제어하여 상기 드라이브 트랜스(9)를 컨트롤한다.When the frequency controller 7 is operated externally to control the frequency of the output WATT, a signal corresponding thereto is applied to the pulse width control section 8, and the pulse width control section 8 outputs the frequency setting signal And controls the drive transformer 9 by controlling the width of the drive pulse of the drive transformer 9 according to the detection voltage fed back.

여기서 펄스폭 제어부(8)의 동작을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the pulse width control unit 8 will be described in more detail.

첨부한 도면 도5는 상기 펄스폭 제어부(8)의 일 실시예를 보인 회로도로서, 펄스폭 제어기(8a)는, 펄스 폭 변조를 정밀하게 제어하기 위해서 사용되어지고 있으며, 기준 레귤레이터(referance regulator), 오실레이터(oscillator), undervoltage Lock out, 플립 플롭(Flip-Flop) 등을 내장하고 있다. 기준 전압이 입력단 EA+에 인가되면, 내부 PWM앰프 시그널 단자에 공급되어지고, RT, CT(change time), TD(Dischange time)에 의한 발진기 시그널값과 비교하여 서로 위상이 반대인 2개의 출력 주파수를 발생한다.5 is a circuit diagram showing one embodiment of the pulse width control unit 8. The pulse width controller 8a is used for precisely controlling the pulse width modulation and includes a reference regulator, , An oscillator, an undervoltage lock out, and a flip-flop. When the reference voltage is applied to the input terminal EA +, it is supplied to the internal PWM amplifier signal terminal and compared with the oscillator signal value by RT, CT (change time) and TD (Dischange time) Occurs.

이렇게 발생되는 출력 주파수에 따라 드라이브 트랜스(9)의 구동이 제어되며, 상기 드라이브 트랜스(9)를 통한 전압은 FET 모듈(10)에 전달되고, 상기 FET 모듈(10)의 컨트롤에 의거 출력 트랜스(11)는 초음파 발생을 위한 전압을 출력한다.The voltage of the drive transformer 9 is transmitted to the FET module 10 and the output transformer 9 is controlled according to the control of the FET module 10. [ 11) outputs a voltage for generating ultrasonic waves.

아울러, 매칭코일(14)은 상기 출력 트랜스(11)의 출력 전압을 매칭시키게 되고, 진동자(15)는 상기 매칭코일(14)을 통한 전압에 따라 진동을하여 초음파를 발생한다.The matching coil 14 matches the output voltage of the output transformer 11 and the vibrator 15 vibrates according to the voltage through the matching coil 14 to generate ultrasonic waves.

한편, 전류 검출기(12)는 상기 출력 트랜스(11)에서 출력되는 전류를 검출하게 되고, 이를 전압으로 변환하여 증폭 및 비교부(13)에 인가하며, 상기 증폭 및 비교부(13)는 인가되는 전압을 소정 레벨로 증폭하고, 이를 기준 전압과 비교하여 그 차이 전압을 상기 펄스폭 제어부(8)에 인가하여 펄스폭의 제어가 이루어지도록한다.The current detector 12 detects the current output from the output transformer 11 and converts the current into a voltage and applies the voltage to the amplifying and comparing unit 13, The voltage is amplified to a predetermined level and compared with the reference voltage, and the difference voltage is applied to the pulse width control unit 8 to control the pulse width.

다음으로, 연산 증폭기(16)는 상기 전력 조절기(1)에서 세팅되는 전력과 검출 전압을 연산 증폭하게 되고, LED구동부(17)는 상기 상기 연산 증폭기(16)의 출력에 따라 LED 구동신호를 발생한다.Next, the operational amplifier 16 operates and amplifies the power and the detection voltage set by the power regulator 1, and the LED driver 17 generates an LED driving signal according to the output of the operational amplifier 16 do.

첨부한 도면 도6은 상기 LED 구동부(17)의 일 실시예를 보인 회로도로서, 전압 플로워(17b)와 5도트 선형 레벨 미터 드라이버 IC(17a)를 사용하여 연산 증폭기(16)의 출력값을 LED바로 표시한다. 외부 전압(외부 VR)로 0 ~ 10V를 가변할 때 가변저항(VR3)으로 0 ~ 0.356V LED BAR를 설정한다.6 is a circuit diagram showing an embodiment of the LED driver 17. The voltage follower 17b and the 5-dot linear level meter driver IC 17a are used to output the output value of the operational amplifier 16 to the LED bar Display. Set 0 to 0.356V LED BAR with variable resistor (VR3) when changing 0 ~ 10V with external voltage (external VR).

아울러 출력 표시부(18)는 상기 LED구동부(17)의 출력을 디스플레이한다.In addition, the output display unit 18 displays the output of the LED driver 17.

첨부한 도면 도7은 상기 출력 표시부(18)의 일 실시예를 보인 회로도이다.FIG. 7 is a circuit diagram showing an embodiment of the output display unit 18. Referring to FIG.

여기서, 비반전증폭기(18b)는 WATT 출력값을 설정하며, 출력이 300W, 600W, 1200W일 때 저항(R52, R51, R50)으로 설정 입력되는 값을 증폭 및 정류하여 알람 비교 회로인 비반전 증폭기(18c)의 비반전 단자(+)에 공급한다. 상기 비반전증폭기(18c)는 가변 저항(VR2)로 반전단자(-)의 입력 전압을 0.5 ~ 8V로 가변하여 알람 포인트를 설정하며, 설정된 알람값보다 WATT값이 더 크면 알람을 발생하는 IC의 동작을 멈추게 하는 출력을 발생한다.The noninverting amplifier 18b sets the WATT output value and amplifies and rectifies the value set by the resistors R52, R51, and R50 when the outputs are 300W, 600W, and 1200W, 18c of the non-inverting terminal (+). The non-inverting amplifier 18c sets the alarm point by varying the input voltage of the inverting terminal (-) to 0.5 V to 8 V by the variable resistor VR2. If the WATT value is larger than the set alarm value, And generates an output that stops the operation.

여기서 가변저항(VR2)로 설정되는 가변 전압이 5V로 설정된 경우, +핀의 시그널 단자에 5V이하로 시그널이 공급되면 알람 상태는 오프상태이고, 5V 이상일 때는 알람 상태가 온된다.In this case, when the variable voltage set by the variable resistor VR2 is set to 5V, if the signal is supplied to the signal terminal of the + pin 5V or less, the alarm state is OFF, and when it is 5V or more, the alarm state is ON.

그러나 이러한 종래의 초음파 발생장치는, 단지 출력 트랜스에서 출력되는전류를 검출하고, 과출력시 펄스폭 변조 신호만을 가변하여 드라이브 트랜스를 제어하기 때문에 초음파 발생에 정확도가 떨어지는 단점이 있었다.However, such a conventional ultrasonic generator has disadvantages in that the ultrasonic wave generation accuracy is lowered because the ultrasonic wave generator detects only the current outputted from the output transformer and controls the drive transformer by varying only the pulse width modulated signal at the over output.

또한, 트라이악 제어를 위해서 삼각파를 발생하고 그 발생한 삼각파를 기준 전압과 비교한 후 그 결과치로 트라이악 제어신호의 위상을 제어함으로써, 트라이악 제어가 복잡하다는 단점이 있었다.Further, there is a disadvantage in that the triac control is complicated by generating a triangular wave for triac control, comparing the resulting triangular wave with the reference voltage, and controlling the phase of the triac control signal by the resultant value.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 초음파 발생장치에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems occurring in the conventional ultrasonic generator,

본 발명의 목적은, 초음파 발생을 위한 출력을 정확히 측정하고, 이를 통해 정밀하게 초음파 발생을 제어하며, 정확하게 출력 상태를 표시해주도록 한 초음파 발생 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an ultrasonic generator which accurately measures the output for generating ultrasonic waves, precisely controls the generation of ultrasonic waves, and accurately displays an output state.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 초음파 발생장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic generator,

전력 조절기, 트라이악, 다이오드, 쵸크 트랜스, 주파수 제어기, 펄스폭 제어부, 드라이브 트랜스, FET 모듈, 출력 트랜스, 매칭 코일, 진동자로 이루어진 초음파 발생장치에 있어서,An ultrasonic generator comprising a power regulator, a triac, a diode, a choke transformer, a frequency controller, a pulse width controller, a drive transformer, an FET module, an output transformer, a matching coil,

상기 전력 조절기에서 세팅되는 전력 레벨에 따라 상기 트라이악 구동용 신호의 위상을 제어하여 출력 전력을 제어하는 위상 제어부와;A phase controller for controlling an output power by controlling a phase of the triac driving signal according to a power level set by the power regulator;

상기 출력 트랜스에서 출력되는 전류를 검출하는 전류 검출기와;A current detector for detecting a current output from the output transformer;

상기 출력 트랜스에서 출력되는 전압의 위상을 조정하는 위상 조정부와;A phase adjusting unit for adjusting a phase of a voltage output from the output transformer;

상기 전류 검출기 및 위상 조정부에서 각각 출력되는 전류 및 전압을 승산하는 멀티플라이버부와;A multiplier unit for multiplying a current and a voltage respectively outputted from the current detector and the phase adjusting unit;

상기 멀티플라이버부에서 출력되는 전압을 정류하고, 증폭한 후 출력하는 정류 및 증폭부와;A rectifying and amplifying unit for rectifying, outputting, and outputting a voltage output from the multiple driver unit;

상기 정류 및 증폭부에서 정류 및 증폭된 전압의 오프셋을 조절하는 오프셋 조절부와;An offset adjusting unit for adjusting the offset of the rectified and amplified voltage in the rectifying and amplifying unit;

상기 정류 및 증폭부에서 정류 및 증폭된 전압의 스판을 조절하는 스판 조절부와;A span adjuster for adjusting the span of the rectified and amplified voltage in the rectifying and amplifying unit;

상기 스판이 조절된 상기 정류 및 증폭부의 출력 전압으로 출력 전력을 인식하고, 세팅된 초음파 량에 따라 상기 출력 전력을 분석하여 과출력시 상기 펄스폭 제어부에 펄스폭 제어신호를 인가하여 펄스폭 변조신호가 가변되도록 하고, 출력 전력 표시 및 경고음 발생 제어신호를 발생하는 마이컴과;The output power is recognized by the output voltage of the regulated and amplified part of the span, and the output power is analyzed according to the set ultrasonic amount, and a pulse width control signal is applied to the pulse width control part upon over- And generates an output power indication and a warning sound generation control signal;

상기 마이컴에서 출력되는 경고음 발생 제어신호에 따라 과출력 상태를 경고하는 경고음 발생부와;A warning sound generating unit for warning the over-output state according to a warning sound generation control signal output from the microcomputer;

상기 마이컴에서 출력되는 표시 제어신호에 따라 출력 상태를 디스플레이해주는 표시부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.And a display unit for displaying an output state according to a display control signal output from the microcomputer.

도 1은 종래 초음파 발생장치의 구성을 보인 블록도이고,1 is a block diagram showing a configuration of a conventional ultrasonic generator,

도 2는 도 1의 삼각파 발생부의 일 실시예를 보인 회로도이고,FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the triangular wave generator of FIG. 1,

도 3은 도 1의 삼각파 비교 및 위상 제어부의 일 실시예를 보인 회로도이고,FIG. 3 is a circuit diagram showing one embodiment of the triangular wave comparison and phase control unit of FIG. 1,

도 4는 도 3의 위상 조절기의 각 핀의 동작 파형도를 보인 도면이고,FIG. 4 is a diagram showing operation waveforms of the respective pins of the phase adjuster of FIG. 3,

도 5는 도 1의 펄스폭 제어부의 일 실시예를 보인 회로도이고,FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the pulse width control unit of FIG. 1,

도 6은 도 1의 LED 구동부의 일 실시예를 보인 회로도이고,FIG. 6 is a circuit diagram showing an embodiment of the LED driving unit of FIG. 1,

도 7은 도 1의 출력 표시부의 일 실시예를 보인 회로도이고,7 is a circuit diagram showing an embodiment of the output display unit of FIG. 1,

도 8은 본 발명에 의한 초음파 발생장치의 구성을 보인 블록도이고,8 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic wave generator according to the present invention,

도 9는 도 8의 위상 제어부의 일 실시예를 보인 회로도이고,FIG. 9 is a circuit diagram showing an embodiment of the phase control unit of FIG. 8,

도 10은 도 8의 펄스폭 제어부의 일 실시예를 보인 회로도이고,10 is a circuit diagram showing an embodiment of the pulse width control unit of FIG. 8,

도 11은 도 8의 멀티플라이어부의 일 실시예를 보인 회로도이고,11 is a circuit diagram showing an embodiment of the multiplier unit of FIG. 8,

도 12는 도 8의 오프셋 조절부, 스판 조절부, 정류 및 증폭부의 일 실시예를 보인 회로도이고,12 is a circuit diagram showing one embodiment of the offset adjusting unit, span adjusting unit, rectifying and amplifying unit of FIG. 8,

도 13은 도 8의 마이컴, 모델 세팅부, 표시부, 경고음 발생부의 일 실시예를 보인 회로도이고,FIG. 13 is a circuit diagram showing an embodiment of the microcomputer, the model setting unit, the display unit, and the alarm sound generating unit of FIG. 8,

도 14는 본 발명에서 출력 표시 및 경고를 위한 과정을 보인 흐름도이다.FIG. 14 is a flowchart illustrating a process for output display and warning in the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

102 ..... 위상 제어부 107 ..... 펄스폭 제어부102 ..... phase control unit 107 ..... pulse width control unit

113 ..... 전류 검출기 114 ..... 위상 조정부113 ..... Current detector 114 ..... Phase adjuster

115 ..... 멀티플라이어부 116 ..... 오프셋 조절부115 ..... multiplier unit 116 ..... offset adjustment unit

117 ..... 스판 조절부 118 ..... 정류 및 증폭부117 ..... span adjusting part 118 ..... rectifying and amplifying part

120 ..... 마이컴120 ..... Microcomputer

이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도면 도 8은 본 발명에 의한 초음파 발생장치의 구성을 보인 블록도이다.8 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic generator according to the present invention.

여기서 참조부호 101은, 외부에서 전력을 가변적으로 조절하기 위한 전력 조절기를 나타내고, 참조부호 102는 상기 전력 조절기(101)에서 세팅되는 전력 레벨에 따라 트라이악 구동용 신호의 위상을 제어하여 출력 전력을 제어하는 위상 제어부를 나타내고, 참조부호 103은 상기 위상 제어부(102)에서 출력되는 제어 신호에 따라 콘트롤되는 트라이악부를 나타내고, 참조부호 104는 상기 트라이악부(103)의 출력에 따라 제어되는 다이오드부를 나타내며, 참조부호 105는 상기 다이오드부(104)의 출력에 따라 구동되는 쵸크 트랜스를 나타낸다.Reference numeral 101 denotes a power regulator for variably controlling the power externally. Reference numeral 102 denotes a regulator for controlling the phase of the triad driving signal according to the power level set by the power regulator 101, Reference numeral 103 denotes a triac section to be controlled in accordance with a control signal outputted from the phase control section 102, 104 denotes a diode section to be controlled according to the output of the triac section 103, And reference numeral 105 denotes a choke transformer driven according to the output of the diode unit 104.

또한, 참조부호 106은 외부에서 주파수를 제어하기 위한 신호를 입력하는 주파수 제어기를 나타내고, 참조부호 107은 상기 주파수 제어기(106)에서 설정되는 레벨에 따라 펄스폭 변조 신호를 발생하고, 타측으로 입력되는 펄스폭 변조 제어신호에 따라 상기 발생하는 펄스폭 변조 신호를 가변시키는 펄스폭 제어부를 나타내고, 참조부호 108은 상기 펄스폭 제어부(107)의 출력 신호에 따라 구동이 제어되는 드라이브 트랜스를 나타낸다.Reference numeral 106 denotes a frequency controller for inputting a signal for externally controlling the frequency. Reference numeral 107 denotes a pulse width modulation signal generator for generating a pulse width modulation signal according to the level set by the frequency controller 106, And a pulse width control unit for varying the generated pulse width modulation signal in accordance with the pulse width modulation control signal. Reference numeral 108 denotes a drive transformer whose drive is controlled in accordance with the output signal of the pulse width control unit 107. [

또한, 참조부호 109는 상기 쵸크 트랜스(105) 및 드라이브 트랜스(108)의 출력 신호에 따라 초음파 발생을 위한 출력 트랜스의 구동을 컨트롤하는 FET 모듈을 나타내고, 참조부호 110은 상기 FET 모듈(109)의 출력에 따라 초음파 발생을 위한 전압을 출력하는 출력 트랜스를 나타내고, 참조부호 111은 상기 출력 트랜스(110)의 출력 전압을 매칭시키는 매칭코일을 나타내고, 참조부호 112는 상기 매칭코일 (111)을 통한 전압에 따라 진동을하여 초음파를 발생하는 진동자를 나타낸다.Reference numeral 109 denotes a FET module for controlling driving of an output transformer for generation of ultrasonic waves in accordance with output signals of the choke transformer 105 and the drive transformer 108. Reference numeral 110 denotes a FET module Reference numeral 111 denotes a matching coil for matching the output voltage of the output transformer 110, reference numeral 112 denotes a voltage across the matching coil 111, And generates ultrasonic waves.

또한, 참조부호 113은 상기 출력 트랜스(110)에서 출력되는 전류를 검출하는전류 검출기를 나타내고, 참조부호 114는 상기 출력 트랜스(110)에서 출력되는 전압의 위상을 조정하는 위상 조정부를 나타내고, 참조부호 115는 상기 전류 검출기 (113) 및 위상 조정부(114)에서 각각 출력되는 전류 및 전압을 승산하는 멀티플라이버부를 나타내고, 참조부호 118은 상기 멀티플라이버부(115)에서 출력되는 전압을 정류하고, 증폭한 후 출력하는 정류 및 증폭부를 나타내고, 참조부호 116은 상기 정류 및 증폭부(118)에서 정류 및 증폭된 전압의 오프셋을 조절하는 오프셋 조절부를 나타내고, 참조부호 117은 상기 정류 및 증폭부(118)에서 정류 및 증폭된 전압의 스판을 조절하는 스판 조절부를 나타낸다.Reference numeral 113 denotes a current detector for detecting a current output from the output transformer 110. Reference numeral 114 denotes a phase adjusting unit for adjusting the phase of a voltage output from the output transformer 110. Reference numeral 114 denotes a phase adjusting unit, Reference numeral 115 denotes a multiplexer unit for multiplying the current and the voltage respectively outputted from the current detector 113 and the phase adjusting unit 114. Reference numeral 118 denotes a rectifier for rectifying and amplifying the voltage outputted from the multiplexer unit 115 Reference numeral 116 denotes an offset adjusting unit for adjusting the offset of the voltage rectified and amplified by the rectifying and amplifying unit 118. Reference numeral 117 denotes an offset adjusting unit for adjusting the offset of the voltage rectified and amplified by the rectifying and amplifying unit 118 And a span adjuster for adjusting the span of the rectified and amplified voltages.

또한, 참조부호 119는 원하는 초음파 발생량 등을 세팅하기 위한 모델 세팅부를 나타내고, 참조부호 120은 상기 스판이 조절된 상기 정류 및 증폭부(118)의 출력 전압으로 출력 전력을 인식하고, 세팅된 초음파 량에 따라 상기 출력 전력을 분석하여 과출력시 상기 펄스폭 제어부(107)에 펄스폭 제어신호를 인가하여 펄스폭 변조신호가 가변되도록 하고, 출력 전력 표시 및 경고음 발생 제어신호를 발생하는 마이컴을 나타내고, 참조부호 122는 상기 마이컴(120)에서 출력되는 경고음 발생 제어신호에 따라 과출력 상태를 경고하는 경고음 발생부를 나타내고, 참조부호 121은 상기 마이컴(120)에서 출력되는 표시 제어신호에 따라 출력 상태를 디스플레이해주는 표시부를 나타낸다.Reference numeral 119 denotes a model setting unit for setting a desired amount of ultrasonic wave generation. Reference numeral 120 denotes an output power of the span-regulated rectifying and amplifying unit 118, And outputs a pulse width control signal to the pulse width control unit 107 to vary the pulse width modulation signal, and generates an output power display and a warning sound generation control signal. Reference numeral 122 denotes an alarm sound generating unit for alerting the over-output state according to the alarm sound generation control signal output from the microcomputer 120. Reference numeral 121 denotes an output state according to the display control signal output from the microcomputer 120. [ .

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 초음파 발생장치의 동작을 첨부한 도면 도9 내지 도14를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the ultrasonic generator according to the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 9 to 14. FIG.

먼저, 초음파 발생량을 조절하기 위해 도8 및 도9의 전력 조절기(101)를 조절하면, 그에 대응하는 전압이 위상 제어부(102)에 입력된다.First, when the power regulator 101 of FIGS. 8 and 9 is adjusted to adjust the amount of generated ultrasonic waves, a voltage corresponding thereto is input to the phase controller 102.

위상 제어부(102)는 그 입력되는 전력 조절 전압에 따라 트라이악부(103)에 전력 조절을 위한 제어신호를 인가하여 출력(WATT)이 조정되도록 한다.The phase control unit 102 applies a control signal for controlling the power to the triac unit 103 according to the input power control voltage so that the output (WATT) is adjusted.

상기 위상 제어부(102)의 동작을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the phase control unit 102 will be described in more detail as follows.

첨부한 도면 도9는 상기 위상 제어부(102)의 일 실시예를 보인 회로도이다.9 is a circuit diagram showing an embodiment of the phase control unit 102. Referring to FIG.

상기 위상 제어부(102)는 위상 제어기(102a)를 구비하며, 그 위상 제어기 (102a)내에는 영점 검출기(Zero detertor), 싱크론 레지스터(Sysnchron resister), 비교기, 방전 모니터, 출력 로직 등을 내장하며, 사이리스터(Thyristor), 트라이악 (Triac), 트랜지스터(Transistor) 등을 컨트롤한다.The phase controller 102 includes a phase controller 102a and a zero detector, a synchronous register, a comparator, a discharge monitor, and output logic are built in the phase controller 102a Thyristors, triacs, transistors, and the like.

아울러 10번핀 삼각파(ramp voltage 9.93V)와 11번핀 컨트롤 전압에 연결된 가변저항(VR1)에 의해서 설정되는 0 ~ 10V의 기준 전압을 비교하여 그 결과치로 해당되는 위상이 온(on)되어 트라이악부(103)내의 트라이악의 위상을 제어함으로써, 출력(WATT)을 조정한다.The reference voltage of 0-10V set by the ramp voltage 9.93V of the 10th pin and the variable resistor VR1 connected to the 11th pin control voltage are compared and the resultant value is turned on so that the tri- 103, thereby adjusting the output (WATT).

예를 들어, 기준 전압이 10V일때는 삼각파(ramp voltage) 윗부분에 있어 펄스폭이 최소가 되므로 트라이악을 최소로 온시켜 출력이 최소가 되며, 기준 전압이 0V일때는 삼각파(ramp voltage) 밑부분에 있어 펄스폭이 최대가 되므로 트라이악을 최대로 온시켜 출력이 최대가 된다.(첨부한 도면 도4의 출력단 Q1, Q2의 출력 파형 참조).For example, when the reference voltage is 10V, the pulse width is minimum at the top of the ramp voltage. Therefore, the output is minimized by turning on the triac to the minimum. When the reference voltage is 0V, the lower part of the ramp voltage The maximum output is obtained by turning on the triac to the maximum (see the output waveforms of the output terminals Q1 and Q2 in Fig. 4 attached).

여기서, 10번핀에 입력되는 삼각파(Ramp Voltage)는 아래와 같은 [수학식1]에 의거 설정된다.Here, the triangle wave input to the tenth pin is set according to the following equation (1).

여기서 R = 100K이면,Where R = 100K,

이 된다..

상기에서, V는 핀11번 컨트롤 전압값이고, R은 핀9의 레지스터값이고, C는 핀10의 커패시터값이다.V is the control voltage value of pin 11, R is the register value of pin 9, and C is the capacitor value of pin 10.

따라서 위상 제어기(102a)는 출력단 Q1과 Q2로 각각 60Hz로 동작되며, 각 출력은 다이오드(D1,D2)로 합쳐져 120Hz로 동작된다. 이때 리플 스위치(102b)가 온(on)되면 출력단 Q1의 출력이 오프되어 60Hz로만 동작된다.Thus, the phase controller 102a is operated at output frequencies Q1 and Q2, respectively, at 60 Hz, and each output is summed at diodes D1 and D2 to operate at 120 Hz. At this time, when the ripple switch 102b is turned on, the output of the output terminal Q1 is turned off and operated only at 60Hz.

또한, 상기 싱크론 레지스터는 램프(Ramp) 발생기를 컨트롤하고 핀(10)에 연결된 커패시터는 핀(9)에 연결된 저항에 의해 일정한 전류를 충전시킨다. 핀(10)의 램프 전압이 핀(11)의 값을 넘으면 내부의 로직 회로를 동작시키며, 핀(11)의 입력 전압 크기에 의해 위상각 0도부터 180도내에서 트리거링(Triggering)각을 변경한다.The sinkron resistor controls the ramp generator and the capacitor connected to the pin 10 charges the constant current by a resistor connected to the pin 9. [ Operates the internal logic circuit if the ramp voltage of the pin 10 exceeds the value of the pin 11 and changes the triggering angle within the phase angle from 0 to 180 degrees by the magnitude of the input voltage of the pin 11 .

매 반주기마다 출력단 Q1, Q2에 약 30㎲의 (+)펄스가 나타난다. 이 펄스폭은 핀(12)에 연결된 커패시터에 의해 180도까지 펄스폭을 지속시킬 수 있다.(핀12가 GND와 연결하면 펄스는 핀10 및 핀11등에 의해 위상각 0도부터 180도 사이의 트리거 펄스를 얻을 수 있다).A (+) pulse of about 30 μs appears at the output terminals Q1 and Q2 every half period. This pulse width can sustain a pulse width of up to 180 degrees by means of a capacitor connected to pin 12. (When pin 12 is connected to GND, the pulse will be at a phase angle between 0 and 180 degrees A trigger pulse can be obtained).

또한, 핀(3)를 이용 외부의 로직을 컨트롤할 수 있으며, 이 신호는 0도 + 180도의 (+)신호를 갖는다. 아울러 핀(7)로는 상기 출력단 Q1, Q2의 출력을 노아링하며, 핀(6)은 출력 +Q1, +Q2, -Q1, -Q2를 디스에이블(disable)시킬 수 있으며, 최대값이 VS(V)이다. 핀(13)은 -Q1과 -Q2의 출력을 풀 펄스인 180도부터 0도까지 늘일 수 있다.Also, the pin 3 can be used to control the logic outside it, which has a (+) signal of 0 degrees + 180 degrees. In addition, the pin 7 can output the outputs of the output stages Q1 and Q2 and the pin 6 can disable the outputs + Q1, + Q2, -Q1 and -Q2. V). The pin 13 can extend the outputs of -Q1 and -Q2 from the full pulse 180 degrees to zero degrees.

한편, 상기 위상 제어기(102a)에서 출력되는 위상 제어된 트라이악 제어신호에 따라 트라이악부(103)내의 트라이악이 컨트롤되어 출력이 조정되며, 상기 트라이악부(103)내의 출력에 의해서 상기 다이오드부(104)의 다이오드가 동작하고, 그에 대응하여 쵸크 트랜스(105)가 동작하여 FET 모듈(109)내의 스위칭소자가 제어된다.The triac in the triac part 103 is controlled in accordance with the phase controlled triac control signal output from the phase controller 102a to adjust the output and the output of the triac part 103 is controlled by the output of the triac part 103 104 operates, and the choke transformer 105 operates in response to the diode, so that the switching element in the FET module 109 is controlled.

다음으로, 출력 WATT의 주파수를 제어하기 위해 외부에서 주파수 제어기(106)를 조작하면, 그에 대응하는 신호가 펄스폭 제어부(107)에 인가되고, 펄스폭 제어부(107)는 그 인가되는 주파수 세팅신호와 펄스폭 변조 제어신호에 따라 드라이브 트랜스(108)의 구동 펄스의 폭을 제어하여 상기 드라이브 트랜스(108)를 컨트롤한다.Next, when the frequency controller 106 is externally operated to control the frequency of the output WATT, a signal corresponding thereto is applied to the pulse width control section 107, and the pulse width control section 107 outputs the frequency setting signal And controls the drive transformer 108 by controlling the width of the drive pulse of the drive transformer 108 in accordance with the pulse width modulation control signal.

여기서 펄스폭 제어부(107)의 동작을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the pulse width control unit 107 will be described in more detail.

첨부한 도면 도10은 상기 펄스폭 제어부(107)의 일 실시예를 보인 회로도로서, 펄스폭 제어기(107a)는, 펄스 폭 변조를 정밀하게 제어하기 위해서 사용되어지고 있으며, 기준 레귤레이터(referance regulator), 오실레이터(oscillator), undervoltage Lock out, 플립 플롭(Flip-Flop) 등을 내장하고 있다. 기준 전압이입력단 EA+에 인가되면, 내부 PWM앰프 시그널 단자에 공급되어지고, RT, CT(change time), TD(Dischange time)에 의한 발진기 시그널값과 비교하여 서로 위상이 반대인 2개의 출력 주파수를 발생한다.10 is a circuit diagram showing one embodiment of the pulse width control unit 107. The pulse width controller 107a is used for precisely controlling the pulse width modulation and includes a reference regulator, , An oscillator, an undervoltage lock out, and a flip-flop. When the reference voltage is applied to the input terminal EA +, it is supplied to the internal PWM amplifier signal terminal and compared with the oscillator signal value by RT, CT (change time) and TD (Dischange time) Occurs.

이렇게 발생되는 출력 주파수에 따라 드라이브 트랜스(108)의 구동이 제어되며, 상기 드라이브 트랜스(108)를 통한 전압은 FET 모듈(109)에 전달되고, 상기 FET 모듈(109)의 컨트롤에 의거 출력 트랜스(110)는 초음파 발생을 위한 전압을 출력한다.The voltage of the drive transformer 108 is transmitted to the FET module 109 and the output transformer 108 is controlled according to the control of the FET module 109. [ 110 outputs a voltage for generating ultrasonic waves.

아울러, 매칭코일(111)은 상기 출력 트랜스(110)의 출력 전압을 매칭시키게 되고, 진동자(112)는 상기 매칭코일(111)을 통한 전압에 따라 진동을하여 초음파를 발생한다.In addition, the matching coil 111 matches the output voltage of the output transformer 110, and the vibrator 112 vibrates according to the voltage through the matching coil 111 to generate ultrasonic waves.

다음으로, 전류 검출기(113)는 상기 출력 트랜스(110)에서 출력되는 전류를 검출하여 멀티플라이부(115)에 입력하게 되고, 위상 조정부(114)는 상기 출력 트랜스(110)에서 출력되는 전압의 위상을 조정하여 상기 멀티플라이어부(115)에 입력시킨다.The current detector 113 detects the current output from the output transformer 110 and inputs the detected current to the multiplexer 115. The phase adjuster 114 adjusts the phase of the voltage output from the output transformer 110, And inputs it to the multiplier unit 115. [

그러면 멀티플라이어부(115)는 각각 입력되는 전류값 및 전압값을 승산하여 그 값을 출력값(WATT)으로 출력한다.The multiplier 115 multiplies the input current value and the voltage value, respectively, and outputs the multiplied value as the output value WATT.

첨부한 도면 도11은 상기 멀티플라이어부(115)의 일 실시예를 보인 회로도이다.11 is a circuit diagram showing an embodiment of the multiplier unit 115. Referring to FIG.

내부의 멀티플라이어(115)는 상기 전류 검출기(113)에서 검출된 전류값과 상기 위상 조정부(114)에서 출력되는 전압을 곱하여 그 결과치(W)를 출력한다.The internal multiplier 115 multiplies the current value detected by the current detector 113 by the voltage output from the phase adjusting unit 114 and outputs a result W thereof.

여기서 멀티플라이어(115)에서 각각 입력되는 전류값과 전압값을 승산하는 방법은 아래의 [수학식2]에 따른다.Here, a method of multiplying the current value and the voltage value input respectively by the multiplier 115 is according to the following equation (2).

여기서, X1은 위상 조정된 전압값 입력단이고, X2는 접지 전압 입력단이고, Y1은 검출된 전류값 입력단이고, Y2는 접지 전압 입력단이며, Z는 핀6번 접지 전압 입력단이다.Here, X1 is a phase-adjusted voltage value input terminal, X2 is a ground voltage input terminal, Y1 is a detected current value input terminal, Y2 is a ground voltage input terminal, and Z is a pin 6 ground voltage input terminal.

다음으로, 정류 및 증폭부(118)는 상기 멀티플라이버부(115)에서 출력되는 전압을 정류하고, 증폭한 후 마이컴(120)에게 입력시킨다.Next, the rectifying and amplifying unit 118 rectifies the voltage output from the multiple driver unit 115, amplifies the voltage, and inputs the amplified voltage to the microcomputer 120.

이때 오프셋 조절부(116) 및 스판(SPAN) 조절부(117)는 상기 정류된 전압을 증폭하는 경우의 오프셋 조절과 증폭된 전압의 스판을 조절하는 작용을 한다.At this time, the offset adjusting unit 116 and the span adjusting unit 117 adjust the offset of the rectified voltage and adjust the span of the amplified voltage.

첨부한 도면 도12는 상기 정류 및 증폭부(118), 오프셋 조절부(116), 스판 조절부(117)의 일 실시예를 보인 회로도이다.12 is a circuit diagram showing one embodiment of the rectifying and amplifying unit 118, the offset adjusting unit 116, and the span adjusting unit 117. In FIG.

즉, 정류 및 증폭부(118)내의 제1증폭기(118a)는 상기 멀티플라이어부(115)에서 출력되는 아날로그 전압값을 DC전압으로 정류하게 되고, 제2증폭기(118b)로 상기 정류된 DC전압을 증폭하게 된다.That is, the first amplifier 118a in the rectifying and amplifying unit 118 rectifies the analog voltage value output from the multiplier 115 to a DC voltage, and the rectified DC voltage is rectified to the second amplifier 118b Amplification.

여기서, DC 전압 증폭시 오프셋 조절부(116)는 가변저항(VR4), 저항 (R21) (R20)으로 오프셋을 조정한다.Here, in the DC voltage amplification, the offset adjusting unit 116 adjusts the offset by the variable resistor VR4 and the resistors R21 and R20.

다시 말해 DC 전압 증폭시 오프셋 전압을 없애야 할 필요성이 발생한다. 이것은 입력에 작은 직류 전압을 걸어서 직류출력 전압이 '0'이 되도록 한다.In other words, there is a need to eliminate the offset voltage in DC voltage amplification. This places a small DC voltage on the input so that the DC output voltage is zero.

여기서 오프셋 전압은, ±VR4[R20/R21+R20] = ±5[100/10K+100] = ±50mv이다.Here, the offset voltage is ± VR4 [R20 / R21 + R20] = ± 5 [100 / 10K + 100] = ± 50 mv.

그리고 제2증폭기(118b)의 전압 이득(Avf)= R16/R17이고, Vo = -(R/R)Vi이다.And the voltage gain (Avf) of the second amplifier 118b is R16 / R17 and Vo = - (R / R) Vi.

또한, 스판 조절 전압(Va) = (R22*Vo)/(VR3+R22) = 0.33V이며, Va는 Vo부터 0.33V까지 가변할 수 있다.Further, the span adjustment voltage Va = (R22 * Vo) / (VR3 + R22) = 0.33 V and Va can be varied from Vo to 0.33 V.

이렇게 스판이 조절된 전압은 평활된 후 마이컴(120)에 입력되며, 마이컴 (120)은 상기 스판이 조절된 상기 정류 및 증폭부(118)의 출력 전압으로 출력 전력을 인식하고, 세팅된 초음파 량에 따라 상기 출력 전력을 분석하여 과출력시 상기 펄스폭 제어부(107)에 펄스폭 제어신호를 인가하여 펄스폭 변조신호가 가변되도록 한다. 아울러 과출력시 경고음 발생 제어신호를 발생하며, 정상적인 출력 상태이면 출력 표시 제어신호를 발생한다.The smoothing voltage is smoothed and input to the microcomputer 120. The microcomputer 120 recognizes the output power by the output voltage of the span adjusted rectifying and amplifying unit 118 and outputs the set ultrasonic amount And the pulse width control signal is applied to the pulse width control unit 107 to vary the pulse width modulation signal. In addition, a warning sound generation control signal is generated at the time of over output, and an output display control signal is generated when the output state is normal.

이에 따라 상기 펄스폭 제어부(107)는 인가되는 제어신호에 따라 현재 출력하고 있는 펄스폭 변조신호를 가변시켜 출력함으로써, 최종적으로 출력되는 WATT가 조정되도록 한다.Accordingly, the pulse width control unit 107 varies the pulse width modulation signal currently being output according to the applied control signal, thereby adjusting the final output WATT.

아울러 경고음 발생부(122)는 상기 마이컴(120)에서 출력되는 경고음 발생 제어신호에 따라 과출력 상태를 경고하게 되고, 표시부(121)는 상기 마이컴(120)에서 출력되는 표시 제어신호에 따라 출력 상태를 디스플레이해준다.In response to the display control signal output from the microcomputer 120, the display unit 121 displays the output state of the microcomputer 120, Lt; / RTI &gt;

첨부한 도면 도13은 상기 마이컴(120), 경고음 발생부(122), 표시부(121)의일 실시예를 보인 회로도이다.13 is a circuit diagram showing one embodiment of the microcomputer 120, the alarm sound generating unit 122, and the display unit 121. As shown in FIG.

마이컴(120)은 아날로그 입력 4포인트를 가진 메인 컨트롤 유니트(MCU)로서, 그 중 한 포인트를 사용하여 출력 WATT값을 입력 받는다. 입력된 WATT값은 내부 설정된 알람값과 비교해 알람값 이상의 WATT값인 경우 출력을 차단하고, 정상인 경우는 디스플레이한다.The microcomputer 120 is a main control unit (MCU) having four analog input points, and receives an output WATT value using one of the points. The input WATT value is compared with the internally set alarm value and the output is cut off if it is WATT value more than the alarm value, and displayed if it is normal.

여기서 알람 설정은 딥 스위치(119a)로 설정하며, 예를 들어 1번 핀을 온할 경우 700WATT에서 알람이 작동하고, 2번 핀을 온할 경우 400WATT에서 알람이 작동하고, 둘다 오프인 경우에는 1300WATT에서 알람이 작동하게 설정된다.Here, the alarm setting is set by the dip switch 119a. For example, when the first pin is turned on, the alarm is activated at 700WATT. When the second pin is turned on, the alarm is activated at 400WATT. Is set to operate.

첨부한 도면 도14는 상기 마이컴(120)에서 표시부(121)에 출력을 디스플레이하고, 과출력시 알람 발생 및 출력 차단을 수행하는 알고리즘을 도시한 것이다. 여기서 S는 스탭(STEP)을 나타낸다.FIG. 14 illustrates an algorithm for displaying an output on the display unit 121 by the microcomputer 120, and for generating an alarm and for interrupting an output when over-outputting. Here, S represents a step (STEP).

이에 도시된 바와 같이, 단계 S1에서 아날로그/디지털 모듈을 구성하고, 단계 S2에서는 샘플 시간 대기를 한다. 그리고 단계 S3에서는 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환을 하고, 단계 S4에서 A/D변환이 종료되었는지를 확인한다.As shown in this figure, an analog / digital module is configured in step S1, and a sample time wait is performed in step S2. In step S3, the input analog signal is converted into a digital signal, and in step S4, whether or not the A / D conversion is completed is confirmed.

이 확인 결과 A/D변환이 종료되었을 경우에는, 단계 S5에서 상기 변환된 디지털 결과 데이터를 버퍼에 저장하고, 단계 S6에서 상기 버퍼에 저장한 값과 임계값을 비교한 후 정해진 값을 S버퍼에 저장한다.If the A / D conversion is completed, the converted digital result data is stored in the buffer in step S5, the value stored in the buffer is compared with the threshold in step S6, and the determined value is stored in the S buffer .

그리고 단계 S7에서 변환값과 설정값을 비교하고, 변환값이 설정값이면 단계 S8에서 경고음을 발생하고, 상기 변환값이 알람 설정값 이상이 되면, 단계 S9에서알람을 발생토록 제어를 하고, 출력을 차단하며, FND 에러를 표시토록 제어를 한다. 그런 후 단계 S10에서 30초가 경과했는지의 여부를 체크하여, 30초가 경과한 경우에는 처음 단계로 리턴을 하고, 30초가 경과하지 않은 경우에는 상기 알람 발생 단계인 단계 S9로 리턴한다.In step S7, the converted value is compared with the set value. If the converted value is a set value, a warning sound is generated in step S8. If the converted value is equal to or larger than the alarm set value, control is performed in step S9 to generate an alarm, And controls to display the FND error. Then, it is checked whether or not 30 seconds have elapsed in step S10. If 30 seconds have elapsed, the process returns to the first step. If 30 seconds have not elapsed, the process returns to step S9.

다음으로, 출력되는 WATT값이 정상적인 경우에는, 단계 S11에서 상기 S버퍼에 저장된 8비트값을 용량별로 테이블을 읽어 4단위 BCD값으로 환산하고, 단계 S12에서 2단위 BCD로 구성된 BCD1,BCD2를 디스플레이 버퍼1,2,3,4로 한 단위씩 나눈다.Next, if the WATT value to be output is normal, the 8-bit value stored in the S buffer is read by the capacity in step S11 and converted into 4-unit BCD values. In step S12, BCD1 and BCD2 composed of 2 units BCD are displayed Buffers 1, 2, 3, and 4 are divided into units.

그리고 단계 S13에서 디스플레이 버퍼1,2,3,4의 내용을 세그먼트 코드로 변환을 하여 FND에 표시하고, 단계 S14에서는 지연 시간의 완료 여부를 검색하여 지연 시간이 완료된 경우에는 처음 단계로 리턴을 한다.In step S13, the contents of the display buffers 1, 2, 3, 4 are converted into segment codes and displayed on the FND. In step S14, whether or not the delay time is completed is retrieved. .

이상에서 상술한 본 발명 '초음파 발생장치'에 따르면, 초음파 발생을 위한 출력을 정확히 측정할 수 있는 이점이 있고, 이를 통해 정밀하게 초음파 발생을 제어할 수 있는 이점이 있다.According to the 'ultrasonic generator' of the present invention described above, there is an advantage that an output for generating an ultrasonic wave can be accurately measured, and the ultrasonic wave generation can be precisely controlled through the advantage.

Claims (3)

전력 조절기, 트라이악, 다이오드, 쵸크 트랜스, 주파수 제어기, 펄스폭 제어부, 드라이브 트랜스, FET 모듈, 출력 트랜스, 매칭 코일, 진동자로 이루어진 초음파 발생장치에 있어서,An ultrasonic generator comprising a power regulator, a triac, a diode, a choke transformer, a frequency controller, a pulse width controller, a drive transformer, an FET module, an output transformer, a matching coil, 상기 전력 조절기에서 세팅되는 전력 레벨에 따라 상기 트라이악 구동용 신호의 위상을 제어하여 출력 전력을 제어하는 위상 제어부와;A phase controller for controlling an output power by controlling a phase of the triac driving signal according to a power level set by the power regulator; 상기 출력 트랜스에서 출력되는 전류를 검출하는 전류 검출기와;A current detector for detecting a current output from the output transformer; 상기 출력 트랜스에서 출력되는 전압의 위상을 조정하는 위상 조정부와;A phase adjusting unit for adjusting a phase of a voltage output from the output transformer; 상기 전류 검출기 및 위상 조정부에서 각각 출력되는 전류 및 전압을 승산하는 멀티플라이버부와;A multiplier unit for multiplying a current and a voltage respectively outputted from the current detector and the phase adjusting unit; 상기 멀티플라이버부에서 출력되는 전압을 정류하고, 증폭한 후 출력하는 정류 및 증폭부와;A rectifying and amplifying unit for rectifying, outputting, and outputting a voltage output from the multiple driver unit; 상기 정류 및 증폭부에서 정류 및 증폭된 전압의 오프셋을 조절하는 오프셋 조절부와;An offset adjusting unit for adjusting the offset of the rectified and amplified voltage in the rectifying and amplifying unit; 상기 정류 및 증폭부에서 정류 및 증폭된 전압의 스판을 조절하는 스판 조절부와;A span adjuster for adjusting the span of the rectified and amplified voltage in the rectifying and amplifying unit; 상기 스판이 조절된 상기 정류 및 증폭부의 출력 전압으로 출력 전력을 인식하고, 세팅된 초음파 량에 따라 상기 출력 전력을 분석하여 과출력시 상기 펄스폭 제어부에 펄스폭 제어신호를 인가하여 펄스폭 변조신호가 가변되도록 하고, 출력전력 표시 및 경고음 발생 제어신호를 발생하는 마이컴과;The output power is recognized by the output voltage of the regulated and amplified part of the span, and the output power is analyzed according to the set ultrasonic amount, and a pulse width control signal is applied to the pulse width control part upon over- And generates an output power indication and a warning sound generation control signal; 상기 마이컴에서 출력되는 경고음 발생 제어신호에 따라 과출력 상태를 경고하는 경고음 발생부와;A warning sound generating unit for warning the over-output state according to a warning sound generation control signal output from the microcomputer; 상기 마이컴에서 출력되는 표시 제어신호에 따라 출력 상태를 디스플레이해주는 표시부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 발생장치.And a display unit for displaying an output state according to a display control signal output from the microcomputer. 제1항에 있어서, 상기 멀티플라이어부는, 입력되는 전류값 및 전압을 아래아 같은 [수학식]에 의거 계산하여 그 결과치(W)를 출력하는 것을 특징으로 하는 초음파 발생장치.2. The ultrasonic generator according to claim 1, wherein the multiplier section calculates the current value and the voltage to be inputted based on the following equation (Equation) and outputs the result W thereof. [수학식][Mathematical Expression] 여기서, X1은 위상 조정된 전압값 입력단이고, X2는 접지 전압 입력단이고, Y1은 검출된 전류값 입력단이고, Y2는 접지 전압 입력단이며, Z는 핀6번 접지 전압 입력단이다.Here, X1 is a phase-adjusted voltage value input terminal, X2 is a ground voltage input terminal, Y1 is a detected current value input terminal, Y2 is a ground voltage input terminal, and Z is a pin 6 ground voltage input terminal. 제1항에 있어서, 상기 정류 및 증폭부는, 상기 멀티플라이어부에서 출력되는 아날로그 전압값을 DC전압으로 정류하는 제1증폭기(118a)와, 상기 제1증폭기(118a)의 출력 전압을 소정 레벨로 증폭하는 제2증폭기(118b)로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 발생장치.The amplifying and amplifying unit according to claim 1, wherein the rectifying and amplifying unit comprises: a first amplifier (118a) for rectifying an analog voltage value output from the multiplier unit to a DC voltage; And a second amplifier (118b) for amplifying the ultrasonic waves.
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