KR102448785B1 - Ultrasonic transducer driving circuit with water level detection - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로에 관한 것으로, 초음파 진동에 의해 물을 분무화하는 초음파 진동자, 일정 크기 및 주파수의 교류 신호를 발생시키는 신호원부, 상기 신호원부로부터 교류 신호를 공급받아 증폭하여 상기 초음파 진동자에 공급하는 증폭기, 상기 증폭기의 전원으로부터 입력되는 직류전류의 크기를 감지하여 상기 초음파 진동자의 임피던스 변화를 감지하는 감지부 및 상기 감지부에서 감지된 임피던스의 변화에 따라, 피드백 신호를 상기 신호원부 또는 증폭기로 인가하여, 상기 증폭기의 출력전원의 크기 또는 주파수를 변경하는 피드백부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an ultrasonic vibrator driving circuit including a water level sensing function, an ultrasonic vibrator that atomizes water by ultrasonic vibration, a signal source that generates an AC signal of a certain size and frequency, and supplies an AC signal from the signal source An amplifier receiving, amplifying and supplying the ultrasonic vibrator, a sensing unit sensing a change in impedance of the ultrasonic vibrator by sensing the magnitude of a direct current input from the power of the amplifier, and a feedback according to a change in the impedance sensed by the sensing unit and a feedback unit for applying a signal to the signal source unit or the amplifier to change the magnitude or frequency of the output power of the amplifier.

Description

수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로{Ultrasonic transducer driving circuit with water level detection}Ultrasonic transducer driving circuit with water level detection

본 발명은 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic vibrator driving circuit including a water level sensing function.

적당한 습도는 호흡기 질환에 매우 중요한 요소이며, 일반적으로 실내가 건조할 경우 물안개를 분무하는 가습기를 사용하여 실내의 습도를 일정하게 유지할 수 있도록 한다. 가습기는 다양한 방식을 이용하여 물안개를 분무하며, 초음파 진동자를 이용하는 방식 또한 그 중 하나이다.Proper humidity is a very important factor in respiratory diseases, and in general, when the room is dry, a humidifier that sprays water mist is used to keep the humidity in the room constant. A humidifier sprays water mist using a variety of methods, and a method using an ultrasonic vibrator is one of them.

도 1은 종래의 초음파 진동자를 이용한 가습기를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참고하여 종래의 초음파 진동자를 이용한 가습기에 관하여 간략히 설명하면, 종래의 가습기는 물이 저장되는 수조(10), 상기 수조(10)의 하부에 위치하여 수조에 저장된 물이 이동하는 통로(11), 상기 통로(11)를 통해 이동된 물이 저장되는 가습실(12), 상기 가습실(12)에 구비되어 물안개를 생성하는 초음파 진동자(13) 및 상기 초음파 진동자(13)가 발생시킨 물안개가 배출되는 배출구(14)를 포함한다. 도 1에 도시된 상기한 방식은 통로(11)를 통해 일정한 양의 물이 가습실(12)로 이동되어, 가습실(12)의 수위가 일정하게 유지되므로, 초음파 진동자(14)의 출력 및 초음파 진동자(14)에 의해 발생하는 물안개의 분무량 또한 일정하다.1 schematically shows a humidifier using a conventional ultrasonic vibrator. Briefly describing the conventional humidifier using an ultrasonic vibrator with reference to FIG. 1 , the conventional humidifier is a water tank 10 in which water is stored, and a passage through which water stored in the water tank moves ( 11), the humidification chamber 12 in which the water moved through the passage 11 is stored, the ultrasonic vibrator 13 provided in the humidification chamber 12 to generate water mist, and the ultrasonic vibrator 13 generated and an outlet 14 through which the water mist is discharged. In the above method shown in FIG. 1, a certain amount of water is moved to the humidification chamber 12 through the passage 11, and the water level in the humidification chamber 12 is kept constant, so that the output of the ultrasonic vibrator 14 and The spray amount of water mist generated by the ultrasonic vibrator 14 is also constant.

그러나 도 1과 같은 별도의 가습실이 형성되는 가습기는 세척이 용이하지 않아 한국등록실용신안공보 제20-0479586호("가습기", 공고일 2016.02.15., 선행기술 1)와 같이 수조 내부에 초음파 진동자가 설치된, 즉 수조 일체형 가습기가 소개되고 있다. 선행기술 1과 같은 수조 일체형 가습기의 경우 초음파 진동자가 동작하여 물안개를 만들어냄에 따라, 수조 내부에 수용된 물이 사용된다. 즉, 수위가 점차 낮아지게 된다. 선행기술 1과 같이 수조 내부에 수용된 물이 지속적으로 줄어들 경우, 초음파 진동자의 임피던스가 변화하면서 출력이 변화하는데, 이렇게 초음파 진동자의 출력이 변화할 경우 일정한 분무량을 유지할 수 없고, 수조의 물이 거의 없을 경우 진동자 자체가 파손될 수 있는 문제점이 있어, 이를 해결하기 위해 수조의 수위를 측정할 수 있는 별도의 수단을 설치하는 문제점이 있었다.However, the humidifier in which a separate humidification room is formed as shown in FIG. 1 is not easy to clean, so as in Korea Utility Model Publication No. 20-0479586 (“Humidifier”, announcement date 2016.02.15., Prior Art 1), ultrasonic wave inside the water tank A humidifier equipped with a vibrator, that is, a water tank-integrated humidifier, is being introduced. In the case of the water tank-integrated humidifier as in the prior art 1, as the ultrasonic vibrator operates to create a water mist, the water contained in the water tank is used. That is, the water level gradually decreases. As in Prior Art 1, when the water contained inside the water tank is continuously reduced, the output changes as the impedance of the ultrasonic vibrator changes. In this case, there is a problem that the vibrator itself may be damaged, and there is a problem of installing a separate means for measuring the water level in the water tank to solve this problem.

한국등록실용신안공보 제20-0479586호("가습기", 공고일 2016.02.15.)Korean Utility Model Publication No. 20-0479586 (“Humidifier”, announced on February 15, 2016)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로의 목적은 가습기 내부에 별도로 수위를 측정하기 위한 장치를 추가적으로 설치하지 않아도 수위의 변동사항을 측정할 수 있고, 수위의 변동사항에 따라 초음파 진동자에 가해지는 전력을 조절함으로써 일정한 분무량을 유지할 수 있으며, 물이 거의 없을 경우 초음파 진동자를 정지시켜 초음파 진동자의 파손을 방지할 수 있는 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로를 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the purpose of the ultrasonic vibrator driving circuit including the water level detection function according to the present invention is to install a separate device for measuring the water level inside the humidifier without additionally installing the water level. It is possible to measure the changes in the water level, to maintain a constant spray amount by controlling the power applied to the ultrasonic vibrator according to the change of the water level, and to stop the ultrasonic vibrator when there is little water to prevent the ultrasonic vibrator from being damaged. An object of the present invention is to provide an ultrasonic vibrator driving circuit including a water level sensing function.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로는, 초음파 진동에 의해 물을 분무화하는 초음파 진동자, 일정 크기 및 주파수의 교류 신호를 발생시키는 신호원부, 상기 신호원부로부터 교류 신호를 공급받아 증폭하여 상기 초음파 진동자에 공급하는 증폭기, 상기 증폭기의 전원으로 입력되는 직류전류의 크기를 감지하여 상기 초음파 진동자의 임피던스 변화를 감지하는 감지부 및 상기 감지부에서 감지된 임피던스의 변화에 따라, 피드백 신호를 상기 신호원부 또는 증폭기로 인가하여, 상기 증폭기의 출력전원의 크기 또는 주파수를 변경하는 피드백부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An ultrasonic vibrator driving circuit including a water level sensing function according to the present invention for solving the above problems includes an ultrasonic vibrator that atomizes water by ultrasonic vibration, a signal source that generates an AC signal of a certain size and frequency, An amplifier receiving an AC signal from the signal source, amplifying it and supplying it to the ultrasonic vibrator, a sensing unit sensing a change in impedance of the ultrasonic vibrator by sensing a magnitude of a DC current input to the power of the amplifier, and sensing by the sensing unit and a feedback unit configured to apply a feedback signal to the signal source unit or the amplifier according to the change in impedance, and to change the magnitude or frequency of the output power of the amplifier.

또한, 본 발명은 상기 증폭기와 초음파 진동자 사이에 위치하여, 상기 증폭기 및 초음파 진동자의 임피던스를 정합하는 정합부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is positioned between the amplifier and the ultrasonic vibrator, characterized in that it further comprises a matching unit for matching the impedance of the amplifier and the ultrasonic vibrator.

또한, 상기 감지부는 상기 직류전류가 감소하면 상기 초음파 진동자의 임피던스가 커졌다고 판단하고, 상기 직류전류가 증가하면 상기 초음파 진동자의 임피던스가 작아졌다고 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the direct current decreases, the sensing unit determines that the impedance of the ultrasonic vibrator increases, and when the direct current increases, determines that the impedance of the ultrasonic vibrator decreases.

또한, 상기 피드백부는 상기 감지부에서 상기 초음파 진동자의 임피던스가 커졌다고 판단했을 경우, 피드백 신호를 상기 증폭기로 인가하여 출력전압을 증가시키고, 상기 감지부에서 상기 초음파 진동자의 임피던스가 작아졌다고 판단했을 경우, 피드백 신호를 상기 증폭기로 인가하여 출력전압을 감소시켜 상기 초음파 진동자의 소비전력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 한다.In addition, when the feedback unit determines that the impedance of the ultrasonic vibrator is increased by the sensing unit, the feedback signal is applied to the amplifier to increase the output voltage, and when the sensing unit determines that the impedance of the ultrasonic vibrator is decreased , by applying a feedback signal to the amplifier to reduce the output voltage, characterized in that the power consumption of the ultrasonic vibrator is maintained constant.

또한, 본 발명은 공진 주파수를 연산하는 연산 수단을 더 포함하고, 상기 피드백부는 피드백 신호를 상기 신호원부에 인가하여, 상기 신호원부에서 상기 연산 수단을 통해 연산된 공진 주파수에 해당하는 교류 신호를 발생시키도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention further includes a calculation means for calculating a resonance frequency, wherein the feedback unit applies a feedback signal to the signal source to generate an AC signal corresponding to the resonance frequency calculated by the calculation means in the signal source. It is characterized by making it happen.

또한, 상기 감지부는 상기 직류전류가 일정 정도 이상으로 증가하면 물 없음으로 판단하고, 상기 피드백부는 상기 감지부가 물 없음으로 판단할 경우 피드백 신호를 인가하여 상기 신호원부를 오프시켜 상기 초음파 진동자의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the sensing unit determines that there is no water when the DC current increases by more than a certain degree, and when the feedback unit determines that the sensing unit determines that there is no water, the feedback signal applies a feedback signal to turn off the signal source to operate the ultrasonic vibrator It is characterized by stopping.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로에 의하면, 수위가 달라짐에 따라 초음파 진동자의 임피던스가 달라지더라도 임피던스의 변화를 감지하고 이에 따라 초음파 진동자의 입력전압을 조절함으로써, 초음파 진동자의 소비전력을 일정하게 유지시켜 수위의 변화에도 분무량을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.According to the ultrasonic vibrator driving circuit including the water level sensing function according to the present invention as described above, even if the impedance of the ultrasonic vibrator changes as the water level changes, it detects the change in impedance and adjusts the input voltage of the ultrasonic vibrator accordingly. , there is an effect of maintaining a constant power consumption of the ultrasonic vibrator to keep the spray amount constant even when the water level changes.

또한, 본 발명은 초음파 진동자의 임피던스 변화를 증폭기의 전원으로 사용되는 직류전류의 크기 변화를 통해 감지하고, 임피던스 변화에 따라 증폭기의 출력전압을 조정하므로, 별다른 물리적 장치를 설치하지 않는 간단한 방식으로 수위변화에 대응할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention detects the change in the impedance of the ultrasonic vibrator through the change in the magnitude of the DC current used as the power source of the amplifier, and adjusts the output voltage of the amplifier according to the change in impedance, so that the water level in a simple way without installing a special physical device It has the ability to respond to change.

도 1은 종래 수조와 초음파 진동자가 분리된 가습기의 단면도.
도 2는 본 발명의 블록도.
도 3은 본 발명의 회로도.1 is a cross-sectional view of a conventional humidifier in which a water tank and an ultrasonic vibrator are separated.
2 is a block diagram of the present invention;
3 is a circuit diagram of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of an ultrasonic vibrator driving circuit including a water level sensing function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예의 블록도를 도시한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로의 일실시예는 초음파 진동자(100), 신호원부(200), 증폭기(300), 감지부(400) 및 피드백부(500)를 포함할 수 있다.2 is a block diagram of an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, an embodiment of an ultrasonic vibrator driving circuit including a water level sensing function according to the present invention is an ultrasonic vibrator 100, a signal source unit. 200 , an amplifier 300 , a sensing unit 400 , and a feedback unit 500 may be included.

초음파 진동자(100)는 진동에 의해 물을 분무화하며, 수조 일체화 가습기에 설치된 수조 내부에 설치되어 동작하여 물을 분무화 한다. 즉, 초음파 진동자(100)는 동작함에 따라 수위가 줄어들며, 이에 따라 초음파 진동자(100)의 임피던스가 변화한다.(수위가 감소함에 따라 감소)The ultrasonic vibrator 100 atomizes water by vibration, is installed in the water tank installed in the water tank integrated humidifier, and operates to atomize water. That is, as the ultrasonic vibrator 100 operates, the water level decreases, and accordingly, the impedance of the ultrasonic vibrator 100 changes. (Decreases as the water level decreases)

신호원부(200)는 일정 크기(진폭의 크기) 및 주파수의 교류 신호를 발생시켜, 후술할 증폭기(300)에 공급하는 역할을 한다.The signal source unit 200 serves to generate an AC signal of a predetermined magnitude (magnitude of amplitude) and frequency, and supply it to the amplifier 300 to be described later.

증폭기(300)는 상기 신호원부(200)로부터 교류 신호를 공급받아 증폭하고, 증폭된 교류 신호를 상기 초음파 진동자(100)에 공급한다. 증폭기(300)는 스위칭 증폭기, E급 증폭기 또는 E급 차동 증폭기로 구현될 수 있으며, 도 3에는 증폭기(300)가 E급 증폭기일 경우의 회로도가 도시되어 있다.The amplifier 300 receives the AC signal from the signal source unit 200 and amplifies it, and supplies the amplified AC signal to the ultrasonic vibrator 100 . The amplifier 300 may be implemented as a switching amplifier, a class E amplifier, or a class E differential amplifier, and FIG. 3 shows a circuit diagram when the amplifier 300 is a class E amplifier.

증폭기(300)에는 상기 신호원부(200)에서 공급되는 교류 신호가 입력으로 인가된다.An AC signal supplied from the signal source unit 200 is applied to the amplifier 300 as an input.

증폭기(300) 자체는 구동을 위해 직류전원이 공급되며, 이를 이해 별도의 전원(20)이 추가적으로 구비될 수 있다. 증폭기(300)에 공급되는 직류전원, 보다 상세히는 직류전류는 초음파 진동자(100)의 임피던스가 변화함에 따라 작아지거나 커진다.The amplifier 300 itself is supplied with DC power for driving, and a separate power source 20 may be additionally provided to understand this. The DC power supplied to the amplifier 300 , more specifically, the DC current, decreases or increases as the impedance of the ultrasonic vibrator 100 changes.

감지부(400)는 상기 증폭기(300)의 전원으로 입력되는 직류전류의 크기를 감지하여 상기 초음파 진동자(100)의 임피던스 변화를 간접적으로 감지한다. 감지부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 1옴 이하의 센싱저항(410)과 두 개의 입력을 가지되, 각각의 입력 사이에 상기 센싱저항(410)이 병렬로 연결된 OP앰프(420)로 구성될 수 있으며, 도 3에는 도시되지 않았지만 OP앰프(420)는 증폭률과 위상을 조절하기 위해 OP앰프(420)의 입력과 출력 사이에 연결되는 피드백 저항과 커패시터를 더 포함할 수 있다.The sensing unit 400 indirectly senses a change in the impedance of the ultrasonic vibrator 100 by sensing the magnitude of the DC current input to the power of the amplifier 300 . As shown in FIG. 3, the sensing unit 400 has a sensing resistor 410 of 1 ohm or less and two inputs, and the sensing resistor 410 is connected in parallel between the respective inputs. 3 , the op-amp 420 may further include a feedback resistor and a capacitor connected between the input and output of the op-amp 420 to adjust the amplification factor and phase.

피드백부(500)는 상기 감지부(400)에서 감지된 초음파 진동자(100)의 임피던스의 변화에 따라 제1피드백 신호(S1)를 증폭기(300)에 인가하여 증폭기(300)에서 증폭되어 출력되는 출력전압의 크기를 변경하거나, 제2피드백 신호(S2)를 신호원부(200)에 인가하여 상기 신호원부(200)에서 발생하는 전원의 주파수를 변경할 수 있다.The feedback unit 500 applies the first feedback signal S1 to the amplifier 300 according to a change in the impedance of the ultrasonic vibrator 100 sensed by the sensing unit 400 to be amplified and output by the amplifier 300 . The magnitude of the output voltage may be changed or the frequency of the power generated from the signal source unit 200 may be changed by applying the second feedback signal S2 to the signal source unit 200 .

또한, 피드백부(500)는 감지부(400)에서 측정되는 직류전류의 크기에 따라 제3피드백 신호(S3)를 스위치(21)로 인가하여, 스위치(21)를 열어 전원(20)에서 증폭기(300)로 인가하는 직류전원을 차단할 수 있다.In addition, the feedback unit 500 applies the third feedback signal S3 to the switch 21 according to the magnitude of the DC current measured by the sensing unit 400 , opens the switch 21 , and receives the amplifier from the power supply 20 . It is possible to cut off the DC power applied to (300).

도 3의 경우에서는 피드백 신호 자체가 OP앰프(420)의 출력으로 나타나기 때문에 감지부(400)와 피드백부(500)가 함께 구현될 수 있다.In the case of FIG. 3 , since the feedback signal itself appears as an output of the operational amplifier 420 , the sensing unit 400 and the feedback unit 500 may be implemented together.

본 발명은 상기 증폭기(300)와 초음파 진동자(100) 사이에 위치하여 상기 증폭기(300) 및 초음파 진동자(100)의 임피던스를 동일하게 하는, 즉 정합시키는 정합부(600) 및 공진 주파수를 연산하는 연산 수단(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 상기 피드백부(500)는 피드백 신호를 상기 신호원부에 인가하여, 상기 신호원부에서 상기 연산 수단을 통해 연산된 공진 주파수에 해당하는 교류 신호를 발생시키도록 할 수 있다. 연산 수단에서 공진 주파수를 연산하고 상기 피드백부(500)를 통해 신호원부(200)에서 발생하는 교류 신호의 주파수를 연산된 공진 주파수로 조절하는 것은 초음파 진동자(100)가 공진 주파수에서 동작할 경우 설계된 최대 분무량을 발생시킬 수 있기 때문이다.The present invention is located between the amplifier 300 and the ultrasonic vibrator 100 to equalize the impedance of the amplifier 300 and the ultrasonic vibrator 100, that is, to calculate the matching unit 600 and the resonance frequency to match It may further include an arithmetic unit (not shown), and the feedback unit 500 applies a feedback signal to the signal source unit to generate an AC signal corresponding to the resonance frequency calculated by the signal source unit through the calculation unit. can make it happen Calculating the resonant frequency in the calculation means and adjusting the frequency of the AC signal generated in the signal source 200 through the feedback unit 500 to the calculated resonant frequency is designed when the ultrasonic vibrator 100 operates at the resonant frequency. This is because the maximum spray amount can be generated.

이하 상술한 본 발명의 각각의 구성들이 어떻게 유기적으로 동작하는지에 관하여, 도 3을 참고하여 상세히 설명한다. 도 3에서는 제2 및 제3피드백 신호(S2, S3)가 아닌 제1피드백 신호(S1)를 중점으로 설명한다.Hereinafter, with respect to how each configuration of the present invention described above organically operates, it will be described in detail with reference to FIG. 3 . In FIG. 3 , the first feedback signal S1 rather than the second and third feedback signals S2 and S3 will be mainly described.

먼저, 본 발명에 의한 초음파 진동자(100)의 동작에 대해 설명한다. 일반적으로 초음파 진동자는 공진주파수에서 동작하기 때문에, 초음파 진동자(100)의 임피던스는 저항으로 나타난다. 초음파 진동자(100)의 임피던스는 진동자의 동작시 외부환경에 의해 결정되는데, 초음파 진동자(100)는 수조에 수용된 물에 잠겨있는 구성이므로 수위의 변화에 초음파 진동자(100)의 임피던스는 달라진다.First, the operation of the ultrasonic vibrator 100 according to the present invention will be described. In general, since the ultrasonic vibrator operates at a resonant frequency, the impedance of the ultrasonic vibrator 100 appears as resistance. The impedance of the ultrasonic vibrator 100 is determined by the external environment during the operation of the vibrator. Since the ultrasonic vibrator 100 is submerged in water contained in a water tank, the impedance of the ultrasonic vibrator 100 changes according to a change in the water level.

초음파 진동자(100)의 소비전력 초음파 진동자(100)에 인가되는 입력전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있는데, 이를 변환했을 경우 소비전력은 입력전압의 제곱을 저항, 즉 임피던스로 나눈 값으로 표현할 수 있다.Power consumption of the ultrasonic vibrator 100 It can be expressed as the product of the input voltage and the current applied to the ultrasonic vibrator 100. When this is converted, the power consumption can be expressed as a value obtained by dividing the square of the input voltage by the resistance, that is, the impedance. .

초음파 진동자(100)에 의해 발생하는 분무량이 일정하기 위해서는 초음파 진동자(100)의 소비전력을 일정하게 유지시켜야 할 필요성이 있다. 증폭기(300)에 별다른 제어가 없을 경우, 초음파 진동자(100)에 인가되는 입력신호의 크기는 변화하지 않으므로, 초음파 진동자(100)의 임피던스가 증가하면 소비전력은 감소하고, 임피던스가 감소하면 소비전력은 증가한다.In order for the amount of spray generated by the ultrasonic vibrator 100 to be constant, it is necessary to keep the power consumption of the ultrasonic vibrator 100 constant. If there is no special control in the amplifier 300, since the magnitude of the input signal applied to the ultrasonic vibrator 100 does not change, when the impedance of the ultrasonic vibrator 100 increases, power consumption decreases, and when the impedance decreases, power consumption increases

본 발명의 감지부(400)에서는 초음파 진동자(100)의 임피던스 변화를 증폭기(300)의 전원으로 인가되는 직류전류를 통해 감지한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 증폭기(300)의 전원(20)측에는 센싱저항(410)이 직렬로 연결되며, 초음파 진동자(100)의 임피던스가 커지면 센싱저항(410)을 흐르는 전류, 즉 직류전류가 감소한다. 이는 OP앰프의 입력에서의 전압 감소로 나타나 결과적으로 OP앰프(420)의 출력값이 낮아지고, 반대로 초음파 진동자(100)의 임피던스가 작아지면 센싱저항(410)을 흐르는 직류전류가 증가하여 이는 OP앰프의 입력에서의 전압 증가로 나타나 결과적으로 OP앰프(420)의 출력값이 높아진다.The sensing unit 400 of the present invention senses a change in impedance of the ultrasonic vibrator 100 through a DC current applied to the power of the amplifier 300 . 3, the sensing resistor 410 is connected in series to the power supply 20 side of the amplifier 300, and when the impedance of the ultrasonic vibrator 100 increases, the current flowing through the sensing resistor 410, that is, a direct current is decreased This appears as a decrease in voltage at the input of the OP amp. As a result, the output value of the OP amp 420 is lowered. Conversely, when the impedance of the ultrasonic vibrator 100 is reduced, the DC current flowing through the sensing resistor 410 increases, which is the OP amp. As a result of the increase in voltage at the input of , the output value of the op amp 420 increases.

피드백부(500)는 상기 OP앰프(420)의 출력값에 따라, 상기 증폭기(300)에 제1피드백 신호(S1)를 인가하여(증폭기의 입력신호에 제1피드백 신호를 추가하여) 상기 증폭기(300)의 출력전압을 조절함으로써 초음파 진동부(100)에서 일정한 소비전력을 사용하도록 할 수 있다.The feedback unit 500 applies the first feedback signal S1 to the amplifier 300 according to the output value of the op-amp 420 (by adding the first feedback signal to the input signal of the amplifier) the amplifier ( By adjusting the output voltage of 300), it is possible to use a constant power consumption in the ultrasonic vibrating unit 100.

도 3과 같이 증폭기(300)가 E급 증폭기로 구현되는 경우, 피드백부(500)는 제1피드백 신호(S1)를 증폭기(300)에 인가하여 게이트 바이어스를 낮춰 출력전압을 조절한다.When the amplifier 300 is implemented as an E-class amplifier as shown in FIG. 3 , the feedback unit 500 applies the first feedback signal S1 to the amplifier 300 to lower the gate bias to adjust the output voltage.

상기 감지부(400)는 상기 직류전류가 일정 정도 이상으로 증가할 경우, 초음파 진동자(100)의 임피던스가 일정 정도 이하로 떨어졌다고 판단한다. 상기 감지부(400)가 판단하는 직류전류의 일정 정도는 수조에 물이 거의 없을 때 직류전류의 값으로써, 상기 직류전류가 일정 정도 이상으로 증가할 경우 상기 피드백부(500)는 이를 감지하여 신호원부(200) 및 전원으로 피드백 신호를 인가해 상기 신호원부(200)와 증폭기(300)의 동작적원을 중단하여, 초음파 진동자(100)를 정지시킨다. 이를 통해 초음파 진동자(100)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.The sensing unit 400 determines that the impedance of the ultrasonic vibrator 100 has dropped to a predetermined level or less when the DC current increases to a predetermined level or more. The predetermined degree of DC current determined by the sensing unit 400 is a value of DC current when there is little water in the water tank. By applying a feedback signal to the source 200 and the power source, the operational source of the signal source 200 and the amplifier 300 is stopped, and the ultrasonic vibrator 100 is stopped. Through this, it is possible to prevent the ultrasonic vibrator 100 from being damaged.

상기 초음파 진동자(100)의 임피던스가 일정 정도 이하로 낮아져 동작이 정지할 경우, 본 발명은 별도의 알림수단을 통해 사용자에게 청각 또는 시각적으로 물 없음 상태를 알리도록 할 수 있다.When the impedance of the ultrasonic vibrator 100 is lowered to a predetermined level or less and the operation is stopped, the present invention can notify the user of the water-free state through a separate notification means aurally or visually.

상기한 동작 실시예는 초음파 진동자의 소비전력을 일정하게 함으로써, 수위가 변화하더라도 일정한 분무량이 발생하도록 할 수 있다. 그러나 이와는 별개로 사용자가 별도의 가습량 조절을 할 수 있도록, 가습량 조절 수단이 상기 피드백부(500)와 연결되고 피드백 신호를 발생시켜, 상기 증폭기(300)의 게이트 바이어스 전압을 조정하거나 상기 신호원부(200)의 출력 주파수를 수동으로 조절할 수 있다.According to the above-described operational embodiment, by making the power consumption of the ultrasonic vibrator constant, a constant spray amount can be generated even when the water level changes. However, separately from this, the humidification amount adjusting means is connected to the feedback unit 500 and generates a feedback signal to adjust the gate bias voltage of the amplifier 300 or the signal source unit ( 200) can be adjusted manually.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

10 : 수조 11 : 통로
12 : 가습실 14 : 배출구
13, 100 : 초음파 진동자
20 : 전원
21 : 전원 차단 스위치
200 : 신호원부
300 : 증폭기
400 : 감지부
410 : 센싱저항 420 : OP앰프
500 : 피드백부
600 : 정합부
S1 : 제1피드백 신호
S2 : 제2피드백 신호
S3 : 제3피드백 신호10: water tank 11: passage
12: humidification room 14: outlet
13, 100: ultrasonic vibrator
20: power
21: power cut off switch
200: signal source part
300: amplifier
400: sensing unit
410: sensing resistor 420: OP amplifier
500: feedback unit
600: matching part
S1: first feedback signal
S2: second feedback signal
S3: 3rd feedback signal

Claims (6)

초음파 진동에 의해 물을 분무화하는 초음파 진동자;
일정 크기 및 주파수의 교류 신호를 발생시키는 신호원부;
상기 신호원부로부터 전원을 공급받아 증폭하여 상기 초음파 진동자에 공급하는 증폭기;
상기 증폭기의 전원으로 입력되는 직류전류의 크기를 감지하여 상기 초음파 진동자의 임피던스 변화를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부에서 감지된 임피던스의 변화에 따라, 피드백 신호를 상기 신호원부 또는 증폭기로 인가하여, 상기 증폭기의 출력전원의 크기 또는 주파수를 변경하는 피드백부;
를 포함하고,
상기 감지부는
상기 직류전류가 감소하면 상기 초음파 진동자의 임피던스가 커졌다고 판단하고, 상기 직류전류가 증가하면 상기 초음파 진동자의 임피던스가 작아졌다고 판단하고,
상기 피드백부는
상기 감지부에서 상기 초음파 진동자의 임피던스가 커졌다고 판단했을 경우, 피드백 신호를 상기 증폭기로 인가하여 출력전압을 증가시키고,
상기 감지부에서 상기 초음파 진동자의 임피던스가 작아졌다고 판단했을 경우, 피드백 신호를 상기 증폭기로 인가하여 출력전압을 감소시켜 상기 초음파 진동자의 소비전력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로.
Ultrasonic vibrator to atomize water by ultrasonic vibration;
a signal source for generating an AC signal of a certain size and frequency;
an amplifier receiving power from the signal source unit, amplifying it and supplying it to the ultrasonic vibrator;
a sensing unit configured to sense a change in impedance of the ultrasonic vibrator by sensing a magnitude of a DC current input to the power supply of the amplifier; and
a feedback unit for applying a feedback signal to the signal source unit or an amplifier according to a change in the impedance sensed by the sensing unit to change the magnitude or frequency of the output power of the amplifier;
including,
The sensing unit
When the DC current decreases, it is determined that the impedance of the ultrasonic vibrator is increased, and when the DC current increases, it is determined that the impedance of the ultrasonic vibrator is decreased,
the feedback section
When the sensing unit determines that the impedance of the ultrasonic vibrator is increased, a feedback signal is applied to the amplifier to increase the output voltage,
When the sensing unit determines that the impedance of the ultrasonic vibrator is small, a feedback signal is applied to the amplifier to decrease the output voltage to keep the power consumption of the ultrasonic vibrator constant. Ultrasonic vibrator driving circuit.
 초음파 진동에 의해 물을 분무화하는 초음파 진동자;
일정 크기 및 주파수의 교류 신호를 발생시키는 신호원부;
상기 신호원부로부터 전원을 공급받아 증폭하여 상기 초음파 진동자에 공급하는 증폭기;
상기 증폭기의 전원으로 입력되는 직류전류의 크기를 감지하여 상기 초음파 진동자의 임피던스 변화를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부에서 감지된 임피던스의 변화에 따라, 피드백 신호를 상기 신호원부 또는 증폭기로 인가하여, 상기 증폭기의 출력전원의 크기 또는 주파수를 변경하는 피드백부;
를 포함하고,
공진 주파수를 연산하는 연산 수단;을 더 포함하고,
상기 피드백부는 피드백 신호를 상기 신호원부에 인가하여, 상기 신호원부에서 상기 연산 수단을 통해 연산된 공진 주파수에 해당하는 교류 신호를 발생시키도록 하는 것을 특징으로 하는 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로.
Ultrasonic vibrator to atomize water by ultrasonic vibration;
a signal source for generating an AC signal of a certain size and frequency;
an amplifier receiving power from the signal source unit, amplifying it and supplying it to the ultrasonic vibrator;
a sensing unit configured to sense a change in impedance of the ultrasonic vibrator by sensing a magnitude of a DC current input to the power supply of the amplifier; and
a feedback unit for applying a feedback signal to the signal source unit or an amplifier according to a change in the impedance sensed by the sensing unit to change the magnitude or frequency of the output power of the amplifier;
including,
arithmetic means for calculating the resonant frequency; further comprising
The feedback unit applies a feedback signal to the signal source unit to generate an AC signal corresponding to the resonance frequency calculated by the calculation means in the signal source unit. .
 초음파 진동에 의해 물을 분무화하는 초음파 진동자;
일정 크기 및 주파수의 교류 신호를 발생시키는 신호원부;
상기 신호원부로부터 전원을 공급받아 증폭하여 상기 초음파 진동자에 공급하는 증폭기;
상기 증폭기의 전원으로 입력되는 직류전류의 크기를 감지하여 상기 초음파 진동자의 임피던스 변화를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부에서 감지된 임피던스의 변화에 따라, 피드백 신호를 상기 신호원부 또는 증폭기로 인가하여, 상기 증폭기의 출력전원의 크기 또는 주파수를 변경하는 피드백부;
를 포함하고,
상기 감지부는
상기 직류전류가 일정 정도 이상으로 증가하면 물 없음으로 판단하고,
상기 피드백부는 상기 감지부가 물 없음으로 판단할 경우 피드백 신호를 인가하여 상기 신호원부를 오프시켜 상기 초음파 진동자의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로.
Ultrasonic vibrator to atomize water by ultrasonic vibration;
a signal source for generating an AC signal of a certain size and frequency;
an amplifier receiving power from the signal source unit, amplifying it and supplying it to the ultrasonic vibrator;
a sensing unit configured to sense a change in impedance of the ultrasonic vibrator by sensing a magnitude of a DC current input to the power supply of the amplifier; and
a feedback unit for applying a feedback signal to the signal source unit or an amplifier according to a change in the impedance sensed by the sensing unit to change the magnitude or frequency of the output power of the amplifier;
including,
The sensing unit
If the DC current increases to a certain level or more, it is determined that there is no water,
The feedback unit applies a feedback signal to stop the operation of the ultrasonic vibrator by turning off the signal source by applying a feedback signal when the sensing unit determines that there is no water.
 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증폭기와 초음파 진동자 사이에 위치하여, 상기 증폭기 및 초음파 진동자의 임피던스를 정합하는 정합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 감지 기능이 포함된 초음파 진동자 구동회로.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The ultrasonic vibrator driving circuit with a water level sensing function, further comprising a matching unit positioned between the amplifier and the ultrasonic vibrator to match the impedances of the amplifier and the ultrasonic vibrator. 삭제delete 삭제delete
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