NL1037876C2

NL1037876C2 - METHOD AND DEVICE FOR TRANSFERRING ULTRASONE ENERGY FOR TREATMENT OF A FLUID AND / OR AN OBJECT.

Info

Publication number: NL1037876C2
Application number: NL1037876A
Authority: NL
Inventors: Mateo Jozef Jacques Mayer; Gerrit Oudakker; Maurice Paul Tax
Original assignee: Water Waves B V
Priority date: 2010-04-10
Filing date: 2010-04-10
Publication date: 2011-10-11

Description

Werkwijze en inrichting voor het overdragen van ultrasone energie ter behandeling van een fluïdum en/of een objectMethod and device for transferring ultrasonic energy for treatment of a fluid and / or an object

Onderhavige vinding betreft een werkwijze en inrichting voor het overdragen van ultrasone energie naar een fluïdum en/of een object of meerdere objecten. De inrichting en 5 werkwijze volgens onderhavige vinding zijn uitermate geschikt voor bijvoorbeeld desinfectie van een fluïdum en/of ontleding van organische componenten in een fluïdum en/of kristallisatie en/of polymerisatie in een fluïdum en/of het schoonhouden van een object dat zich in een fluïdum bevindt en/of het bevorderen van menging in een fluïdum en/of in een poreus object.The present invention relates to a method and device for transferring ultrasonic energy to a fluid and / or an object or several objects. The device and method according to the present invention are extremely suitable for, for example, disinfecting a fluid and / or decomposition of organic components in a fluid and / or crystallization and / or polymerization in a fluid and / or keeping an object in a fluid fluid and / or promote mixing in a fluid and / or in a porous object.

10 Het is in de literatuur bekend dat ultrasone trillingen kunnen worden toegepast voor de behandeling van vloeistof, bijvoorbeeld door cavitatie, electroporatie, om kristallisatie op te wekken, om objecten te reinigen, om organische componenten te ontleden, om polymerisatieprocessen waaronder radikaalpolymerisatieprocessen en emulsiepolymerisatie te starten en op gang te houden. De meeste bovengenoemde 15 processen verlopen met een hoge energie-efficiency indien deze op kleine schaal i.e., op laboratoriumschaal worden uitgevoerd. Een probleem dat toepassing van ultrasone technieken in de procesindustrie in de weg staat is dat de energie-efficiency van dergelijke processen dramatisch daalt tot enkele procenten of tienden van procenten wanneer het proces dat op laboratoriumschaal goed werkt i.e., op milliliterschaal tot literschaal wordt 20 opgeschaald naar kubieke meter schaal tot orde grootte duizend kubieke meter schaal.It is known in the literature that ultrasonic vibrations can be used for the treatment of liquid, for example by cavitation, electroporation, to generate crystallization, to clean objects, to decompose organic components, to initiate polymerization processes including radical polymerization processes and emulsion polymerization. and keep going. Most of the above processes run with a high energy efficiency if they are carried out on a small scale, i.e., on a laboratory scale. A problem that impedes the use of ultrasonic techniques in the process industry is that the energy efficiency of such processes drops dramatically to a few percent or tenths of percent when the process that works well on a laboratory scale is scaled up to millier scale to literal scale to cubic meter scale to order size one thousand cubic meter scale.

Het doel van de onderhavige uitvinding is om de efficiëntie van de inrichting of werkwijze te vergroten, bij voorkeur zodanig dat opschalingsmogelijkheden worden vergroot. Dit doel wordt bereikt met de werkwijze of inrichting volgens de onderhavige 25 uitvinding om ultrasone trillingen naar een fluïdum en/of een object en/of meerdere objecten over te dragen op een zodanige wijze dat de inrichting volgens onderhavige vinding ook op grote schaal kan worden toegepast bij een hoge energie-efficiency van het proces. De inrichting volgens de uitvinding omvat de maatregelen van conclusie 1, en de werkwijze volgens de uitvinding omvat de stappen van conclusie 43.The object of the present invention is to increase the efficiency of the device or method, preferably such that scaling possibilities are increased. This object is achieved with the method or device according to the present invention to transfer ultrasonic vibrations to a fluid and / or an object and / or several objects in such a way that the device according to the present invention can also be used on a large scale with a high energy efficiency of the process. The device according to the invention comprises the features of claim 1, and the method according to the invention comprises the steps of claim 43.

30 De technologie volgens de onderhavige vinding maakt gebruik van een functiegenerator om een wisselspanning op te wekken, een versterker om het signaal te versterken en een transducer om het elektrisch signaal om te zetten in ultrasone trillingen. Als functiegenerator kan een sinusgenerator worden gebruikt maar in de praktijk blijken ook blokgolven, zaagtandspanningen, gemoduleerde wisselspanningen waaronder 35 amplitudegemoduleerde signalen, frequentiegemoduleerde signalen en fasegemoduleerde signalen, goed toepasbaar in combinatie met onderhavige vinding. Bij voorkeur is de frequentie van de wisselspanning, de amplitude en modulatievorm instelbaar. Het signaal 103787« 2 dat door de frequentiegenerator wordt geproduceerd wordt gevoed aan een versterker. Bij voorkeur wordt als versterker commercieel verkrijgbare apparatuurtoegepast waaronder audioversterkers (voor frequenties tot circa 250 kHz) en zendapparatuur (vanaf frequenties van circa 250 kHz tot 100 GHz). Op de uitgang van de versterker wordt een transducer 5 aangesloten. Om de impedantie van de uitgang van de versterker aan te passen aan de impedantie van de transducer wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een audiotransformator indien een audioversterker wordt gebruikt en bij voorkeur van een antennetuner indien zendapparatuur wordt gebruikt voor aansturing van de transducer. Het is voor de vakman duidelijk dat op deze wijze een zeer goedkope inrichting kan worden 10 geproduceerd voor het behandelen van een fluïdum met ultrasone trillingen.The technology according to the present invention uses a function generator to generate an alternating voltage, an amplifier to amplify the signal and a transducer to convert the electrical signal into ultrasonic vibrations. As a function generator, a sine wave generator can be used, but in practice block waves, sawtooth voltages, modulated alternating voltages including amplitude-modulated signals, frequency-modulated signals and phase-modulated signals are also well suited for use in combination with the present invention. The frequency of the alternating voltage, the amplitude and the modulation form are preferably adjustable. The signal 103787 «2 produced by the frequency generator is fed to an amplifier. Preferably, commercially available equipment is used as an amplifier, including audio amplifiers (for frequencies up to approximately 250 kHz) and transmitting equipment (from frequencies of approximately 250 kHz to 100 GHz). A transducer 5 is connected to the output of the amplifier. To match the impedance of the output of the amplifier to the impedance of the transducer, an audio transformer is preferably used if an audio amplifier is used and preferably an antenna tuner if transmitting equipment is used to control the transducer. It is clear to the person skilled in the art that in this way a very inexpensive device can be produced for treating a fluid with ultrasonic vibrations.

In een voorkeuruitvoeringsvorm van onderhavige vinding wordt een transducer in een vloeistof geplaatst die gepakt is met glazen bolletjes (knikkers). Hoewel de inrichting volgens de uitvinding ook gebruikt kan worden zonder knikkers blijken de glazen knikkers in de praktijk op een zeer effectieve wijze ultrasone energie te kunnen verplaatsen door de 15 vloeistof. Een belangrijke reden hiervoor is dat het gepakt bed van knikkers zich voor de ultrasone trillingen niet als een star object gedraagt maar dat de knikkers individueel in het ritme van de ultrasone trilling kunnen bewegen en op deze wijze ultrasone energie kunnen overdragen. Het is voor de vakman duidelijk dat deze wijze van energieoverdracht ongekende mogelijkheden met zich meebrengt en het ook mogelijk maakt om ultrasone 20 energie over grote afstanden door een vloeistof te verplaatsen en processen waarbij ultrasone energie aan een vloeistof moet worden overgedragen op te schalen. Opgemerkt wordt dat de knikkers ook van ander materiaal dan glas vervaardigd kunnen zijn. Gedacht kan worden aan metaal, keramiek, composietmateriaal, polymeren. Verder wordt opgemerkt dat ook gebruik kan worden gemaakt van objecten waarin zich een holle ruimte 25 bevindt met daarin een kleiner object. Indien een dergelijke knikker met een holle ruimte waarin zich ook weer een knikker bevindt wordt blootgesteld aan ultrasone trillingen dan kan de kleine knikker die in de holte van de grote knikker is opgesloten gaan vibreren. Het is voor de vakman duidelijke dat een dergelijke knikker zeer geschikt is om te worden toegepast in combinatie met onderhavige vinding. Ook is voor de vakman duidelijk dat het 30 onder bepaalde omstandigheden gunstig kan zijn om in plaats van bolvormige deeltjes, deeltjes met een andere geometrie toe te passen. Niet beperkende voorbeelden van andere geometrieen zijn: kubussen, cilindrische deeltjes, holle cilinders waaronder Raschig ringen die in de procesindustrie ook als kolompakking worden toegepast, octaëders. Nu de basis van onderhavige vinding is uitgelegd wordt een aantal niet beperkende toepassingen 35 van onderhavige vinding genoemd.In a preferred embodiment of the present invention, a transducer is placed in a liquid packed with glass balls (marbles). Although the device according to the invention can also be used without marbles, it appears that in practice the glass marbles can move ultrasonic energy through the liquid in a very effective manner. An important reason for this is that the packed bed of marbles does not behave like a rigid object for the ultrasonic vibrations, but that the marbles can move individually in the rhythm of the ultrasonic vibration and in this way can transmit ultrasonic energy. It is clear to those skilled in the art that this method of energy transfer entails unprecedented possibilities and also makes it possible to move ultrasonic energy over large distances through a liquid and to scale up processes in which ultrasonic energy must be transferred to a liquid. It is noted that the marbles can also be made of material other than glass. Think of metal, ceramics, composite material, polymers. It is further noted that use can also be made of objects in which there is a hollow space with a smaller object therein. If such a marble with a hollow space in which also a marble is again exposed to ultrasonic vibrations, the small marble enclosed in the cavity of the large marble can start to vibrate. It is clear to the skilled person that such a marble is very suitable for use in combination with the present invention. It is also clear to the person skilled in the art that under certain circumstances it may be advantageous to use particles with a different geometry instead of spherical particles. Non-limiting examples of other geometries are: cubes, cylindrical particles, hollow cylinders including Raschig rings that are also used in the process industry as a column packing, octahedrons. Now that the basis of the present invention has been explained, a number of non-limiting applications of the present invention are mentioned.

In de chemische procesindustrie in het algemeen en de procestechnologische waterwereld in het bijzonder is een groeiende behoefte aan duurzame technologie voor het realiseren 3 van chemische omzettingen, het zuiveren van procesvloeistoffen zoals water en desinfectie van water. Daarnaast bestaat in de voedingsmiddelenindustrie een behoefte aan niet destructieve desinfectietechnieken waarmee voedingsmiddelen zonder toevoeging van chemicaliën kunnen worden ontsmet Met de inrichting en werkwijze volgens de uitvinding 5 is het mogelijk om micro-organismen zoals bacteriën, virussen, protozoa, algen en parasieten in een fluïdum te doden. In deze aanvrage wordt met de aanduiding fluïdum een vloeistof, een gas, een damp, een dispersie van damp of gas in vloeistof een dispersie van vloeistofdruppeltjes in gas of damp of mengsels hiervan bedoeld. Uit het voorgaande volgt dat door behandelen van een fluïdum met ultrasone trillingen weliswaar desinfectie 10 en ontleding van ongewenste componenten kan worden gerealiseerd maar ook dat gewenste verbindingen die in het fluïdum aanwezig zijn zouden kunnen ontleden. Om deze reden bestaat behoefte aan ultrasone technieken waarmee de frequentie en de intensiteit van ultrasone trillingen zodanig kan worden ingesteld dat alleen de ongewenste componenten ontleden terwijl de gewenste componenten intact blijven. Naast 15 bovengenoemde gewenste technologische specificaties is het van belang dat een ultrasoon behandelingsapparaat robuust, eenvoudig en goedkoop is. Het is de vakman bekend dat de efficiency waarmee ultrasone energie aan een fluïdum wordt overgedragen en gelijkmatig over dat fluïdum wordt verdeeld toeneemt naarmate het effectieve oppervlak van de toegepaste transducer dat in contact staat met het fluïdum groter is. Om deze reden 20 is het in veel gevallen gewenst om een behandelingsapparaat uit te rusten met meerdere transducers. Als gevolg hiervan is het van belang dat de kostprijs van zowel de besturingsapparatuur van een ultrasone transducer als de ultrasone transducer zelf laag is. Onderhavige vinding betreft een werkwijze en inrichting waarmee het mogelijk is om tegen lage investeringskosten op een robuuste, duurzame en betrouwbare wijze een fluïdum te 25 behandelen met ultrasone energie.In the chemical process industry in general and the process technology water world in particular, there is a growing need for sustainable technology for the realization of chemical conversions, the purification of process fluids such as water and water disinfection. In addition, there is a need in the food industry for non-destructive disinfection techniques with which food can be disinfected without the addition of chemicals. With the device and method according to the invention it is possible to place microorganisms such as bacteria, viruses, protozoa, algae and parasites in a fluid kill. In this application, the term fluid refers to a liquid, a gas, a vapor, a dispersion of vapor or gas in liquid, a dispersion of liquid droplets in gas or vapor or mixtures thereof. It follows from the foregoing that by treating a fluid with ultrasonic vibrations, although disinfection and decomposition of undesired components can be realized, it is also possible that desired compounds present in the fluid could decompose. For this reason, there is a need for ultrasonic techniques with which the frequency and intensity of ultrasonic vibrations can be adjusted such that only the unwanted components decompose while the desired components remain intact. In addition to the aforementioned desired technological specifications, it is important that an ultrasonic treatment device is robust, simple and inexpensive. It is known to the person skilled in the art that the efficiency with which ultrasonic energy is transferred to a fluid and is uniformly distributed over that fluid increases as the effective surface area of the transducer in contact with the fluid increases. For this reason it is in many cases desirable to equip a treatment device with several transducers. As a result, it is important that the cost of both the control equipment of an ultrasonic transducer and the ultrasonic transducer itself is low. The present invention relates to a method and device with which it is possible to treat a fluid with ultrasonic energy at low investment costs in a robust, durable and reliable manner.

In een eerste uitvoeringsvorm wordt onderhavige vinding toegepast om kwartsbuizen in UV desinfectiesystemen schoon te houden. Hiertoe wordt de ultrasone transducer bij voorkeur in een vloeistof met knikkers geplaatst op een zodanige wijze dat onder, naast en boven de transducer een gepakt bed van knikkers aanwezig is. Vervolgens wordt de kwartsbuis door 30 middel van een mechanische constmctie in contact gebracht met de knikkers. Op deze wijze kan ultrasone energie van de transducer via de vloeistof en de knikkers worden overgebracht naar de kwartsbuis zonder dat overmatige slijtage van de transducer of kwartsbuis optreedt zoals dit bij starre verbindingen wel het geval zou zijn. Bij voorkeur wordt de kwartsbuis zodanig in een behuizing ingebouwd dat deze op niet starre wijze met 35 de behuizing verbonden is. Opgemerkt wordt dat het in trilling brengen van de kwartsbuis niet alleen tot een hogere energieefficiency leidt door betere overdracht van UV straling naar de vloeistof maar ook tot betere menging in de vloeistof. Normaal gesproken stroomt 4 er een laminaire vloeistoffilm langs de kwartsbuis. Dit betekent dat de menging van de vloeistof in de UV reactor niet optimaal voor desinfectie met een hoge energie-efficiency. Door de ultrasone trillingen neemt de schijnbare diffusiecoëfficiënt in de vloeistof toe met een betere menging in de reactor en daardoor ook een betere desinfectie als gevolg. Een 5 tweede synergetisch effect van de toepassing van ultrasone trillingen in combinatie met UV desinfectie is dat de micro-organismen door blootstelling aan ultrasone trillingen worden verzwakt onder andere door electroporatie. Hierdoor worden deze micro-organismen gevoeliger voor UV straling met een efficiëntere desinfectie tot gevolg.In a first embodiment, the present invention is used to keep quartz tubes clean in UV disinfection systems. For this purpose, the ultrasonic transducer is preferably placed in a liquid with marbles in such a way that a packed bed of marbles is present below, next to and above the transducer. The quartz tube is then brought into contact with the marbles by means of a mechanical constriction. In this way ultrasonic energy can be transferred from the transducer via the liquid and the marbles to the quartz tube without excessive wear of the transducer or quartz tube occurring as would be the case with rigid connections. The quartz tube is preferably built into a housing such that it is connected to the housing in a non-rigid manner. It is noted that bringing the quartz tube into vibration not only leads to a higher energy efficiency through better transfer of UV radiation to the liquid, but also to better mixing in the liquid. Normally 4 a laminar liquid film flows past the quartz tube. This means that the mixing of the liquid in the UV reactor is not optimal for disinfection with a high energy efficiency. Due to the ultrasonic vibrations, the apparent diffusion coefficient in the liquid increases, resulting in better mixing in the reactor and, consequently, better disinfection. A second synergistic effect of the application of ultrasonic vibrations in combination with UV disinfection is that the microorganisms are weakened by exposure to ultrasonic vibrations, inter alia by electroporation. This makes these microorganisms more sensitive to UV radiation, resulting in more efficient disinfection.

In een tweede uitvoeringsvorm wordt de techniek volgens onderhavige vinding toegepast 10 als kristallisatiereactor. Hiertoe wordt een reactor gepakt met knikkers en worden in het gepakt bed transducers geplaatst die individueel kunnen worden aangedreven. Opgemerkt wordt dat een reactor bij voorkeur meerdere transducers bevat die optioneel bij verschillende frequenties werken. Door deze transducers computergestuurd aan te drijven en door plaatsing van ultrasone microfoons in het gepakt bed die softwarematig de 15 aansturing van de transducers regelen, kan de energieoverdracht van transducers naar het gepakt bed automatisch worden geregeld en geoptimaliseerd. Het is voor de vakman duidelijk dat op deze wijze kristallisatoren worden verkregen die in propstroom bedreven kunnen worden en waarmee zeer uniforme kristellen kunnen worden geproduceerd. Dergelijke kristallen kunnen bijvoorbeeld worden toegepast in de pigmentindustrie. Ook is 20 voor de vakman duidelijk dat toepassing van kristallisators volgens onderhavige vinding bij voor bijvoorbeeld waterontharding of pekelzuivering tot een lager verbruik van chemicaliën leidt, tot minder reactorvervuiling, minder onderhoud en kleinere reactorvolumes.In a second embodiment, the technique according to the present invention is used as a crystallization reactor. For this purpose a reactor is packed with marbles and transducers are placed in the packed bed that can be driven individually. It is noted that a reactor preferably contains several transducers that optionally operate at different frequencies. By driving these transducers in a computer-controlled manner and by placing ultrasonic microphones in the packed bed which software control the control of the transducers, the energy transfer from transducers to the packed bed can be controlled and optimized automatically. It is clear to the person skilled in the art that crystallizers are obtained in this way which can be operated in plug flow and with which very uniform crystals can be produced. Such crystals can be used, for example, in the pigment industry. It is also clear to those skilled in the art that the use of crystallizers according to the present invention for, for example, water softening or brine purification leads to a lower consumption of chemicals, to less reactor pollution, less maintenance and smaller reactor volumes.

In een derde uitvoeringsvorm wordt de technologie volgens onderhavige vinding toegepast 25 om het energieverbruik in scheidingsprocessen met membranen te verminderen. Gedacht kan worden aan omgekeerde osmose membranen, nanofiltratiemembranen, ultrafiltratiemembranen, microfiltratiemembranen. De werking van onderhavige vinding is gebaseerd op het onderdrukken van membraanvervuiling door scaling en biofouling en op het verhogen van de schijnbare diffusiecoëfficiënt in de vloeistof met als gevolg 30 concentratiepolarisatie wordt onderdrukt. Daarnaast kan ook diffusie in de poriën van de membranen door middel van de ultrasone trillingen worden versneld. Het toepassen van membraanprocessen in combinatie met knikkers bijvoorbeeld door een membraanbehuizing te pakken met knikkers en een of meerdere transducers in de knikkers onder te brengen maakt nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding.In a third embodiment, the technology according to the present invention is applied to reduce the energy consumption in membrane separation processes. For example, reverse osmosis membranes, nanofiltration membranes, ultrafiltration membranes, microfiltration membranes. The effect of the present invention is based on suppressing membrane fouling by scaling and biofouling and on increasing the apparent diffusion coefficient in the liquid with the result that concentration polarization is suppressed. In addition, diffusion into the pores of the membranes by means of the ultrasonic vibrations can also be accelerated. The use of membrane processes in combination with marbles, for example by grasping a membrane housing with marbles and accommodating one or more transducers in the marbles, is emphatically part of the present invention.

35 In een vierde uitvoeringsvorm wordt de technologie volgens onderhavige vinding toegepast als polymerisatiereaktor. Hiertoe wordt een opstelling gebruikt die equivalent is aan de kristailisatiereaktor zoals beschreven in de tweede uitvoeringsvorm. Echter in dit geval 5 bestaat de vloeistof uit een monomeer of uit een emulsie met monomeer en initiator. Het is voor de vakman duidelijk dat de deeltjesgrootteverdeling en de molekuulgewichtsverdeling van het polymeer kan worden ingesteld door de frequentie en amplitude van de ultrasone trilling waaraan de vloeistof wordt blootgesteld te variëren.In a fourth embodiment, the technology according to the present invention is used as a polymerization reactor. For this purpose an arrangement is used which is equivalent to the crystallization reactor as described in the second embodiment. However, in this case, the liquid consists of a monomer or an emulsion with monomer and initiator. It is clear to those skilled in the art that the particle size distribution and the molecular weight distribution of the polymer can be adjusted by varying the frequency and amplitude of the ultrasonic vibration to which the liquid is exposed.

5 In een vijfde uitvoeringsvorm wordt de technologie volgens onderhavige vinding gebruikt om ozon te dispergeren in een vloeistof. Hiertoe wordt ozon of een ozon bevattend gasmengsel gevoed aan een bed van knikkers waarin zich een of meerdere transducers bevinden. Dankzij de ultrasone trillingen wordt de ozon zeer efficiënt in de vloeistof opgenomen.In a fifth embodiment, the technology of the present invention is used to disperse ozone in a liquid. To this end, ozone or a gas mixture containing ozone is fed to a bed of marbles in which one or more transducers are located. Thanks to the ultrasonic vibrations, the ozone is absorbed very efficiently in the liquid.

10 In een zesde uitvoeringsvorm wordt de technologie volgens onderhavige vinding toegepast voor de zuivering van water in combinatie met elektrolyse en/of UV behandeling en/of lichtbehandeling en/of behandeling met gemoduleerde of ongemoduleerde radiogolven en/ of wisselspanning. Het gevolg is dat door synergieen water kan worden gedesinfecteerd met een kleinere hoeveelheid energie dan wanneer elk van de technieken afzonderlijk zou 15 worden toegepast.In a sixth embodiment, the technology according to the present invention is used for the purification of water in combination with electrolysis and / or UV treatment and / or light treatment and / or treatment with modulated or unmodulated radio waves and / or alternating voltage. The result is that through synergies, water can be disinfected with a smaller amount of energy than if each of the techniques were applied separately.

In een zevende uitvoeringsvorm wordt de technologie volgens onderhavige vinding toegepast om het specifiek oppervlak van pakkingsdeeltjes te vergroten zodat deze deeltjes voor adsorptiedoeleinden en/of als katalysator kunnen worden toegepast. Hiertoe worden één of meer transducers in een gepakt bed met de te functionaliseren deeltjes 20 geplaatst.In a seventh embodiment, the technology of the present invention is used to increase the specific surface area of packing particles so that these particles can be used for adsorption purposes and / or as a catalyst. For this purpose, one or more transducers are placed in a packed bed with the particles to be functionalized.

Voorbeeld 1Example 1

Een Voltcraft 2 MHz sweep / function generator werd ingesteld op een frequentie van 20 Khz. De uitgang van de functiegenerator werd aangesloten op een van de ingangen van een Raveland XCA 1200 adioversterker. De uitgang van de audioversterker werd 25 aangesloten op de primaire wikkeling van een audiotransformator van het type Amplimo LTO604. De 100 Volt secundaire wikkeling werd aangesloten op een ultrasone transducer van het type UltrasonicsWorld met als specificaties: f= 20 kHz +500 Hz; impedantie = 28 Ohm; Input power = 60 Watt; massa = 660 gram; lengte = 99 mm; constructiemateriaal = AI6061. De transducer werd in een bekerglas van 1000 ml geplaatst. Hiertoe werd eerst 30 een laag knikkers met een diameter van 1 cm op de bodem aangebracht. Vervolgens werd de transducers op deze laag knikkers geplaatst en werd een gepakt bed van knikkers rondom de transducer aangebracht. Hierna werd het bekerglas gevuld met water. Vervolgens werd met functiegenerator de resonantiefrequentie van de transducer opgezocht door de frequentie van de ultrasone trillingen te variëren in de buurt van de 35 startinstelling van 20 kHz. Zodra de resonantiefrequentie is bereikt gaan de knikkers bewegen en langzaam draaien. Tevens wordt een hard geluid geproduceerd. Hiermee is aangetoond dat de werkwijze en inrichting volgens onderhavige vinding werkt. Het is voor 6 de vakman duidelijk dat de toepassing van vloeistof in het gepakt bed van knikkers in een aantal gevallen gewenst is maar niet noodzakelijk. Het is voor de vakman ook duidelijk dat door toepassing van bijvoorbeeld een 555 functiegenerator, een eenvoudige audioversterker en een lijntrafo de sturingsapparatuur voor onderhavige vinding zeer 5 goedkoop is en uit massaprodukten kan worden vervaardigd. Een dergelijke configuratie maakt nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding.A Voltcraft 2 MHz sweep / function generator was set to a frequency of 20 Khz. The output of the function generator was connected to one of the inputs of a Raveland XCA 1200 adio amplifier. The output of the audio amplifier was connected to the primary winding of an audio transformer of the Amplimo LTO604 type. The 100 Volt secondary winding was connected to an ultrasonic transducer of the UltrasonicsWorld type with specifications: f = 20 kHz + 500 Hz; impedance = 28 ohms; Input power = 60 watts; mass = 660 grams; length = 99 mm; construction material = AI6061. The transducer was placed in a 1000 ml beaker. To this end, a layer of marbles with a diameter of 1 cm was first applied to the bottom. The transducers were then placed on this layer of marbles and a packed bed of marbles was placed around the transducer. After this, the beaker was filled with water. Subsequently, with the function generator, the resonance frequency of the transducer was looked up by varying the frequency of the ultrasonic vibrations in the vicinity of the start setting of 20 kHz. As soon as the resonance frequency is reached, the marbles start moving and turning slowly. A loud sound is also produced. This demonstrates that the method and device according to the present invention works. It is clear to the skilled person that the use of liquid in the packed bed of marbles is desirable in a number of cases but not necessary. It is also clear to those skilled in the art that by using, for example, a 555 function generator, a simple audio amplifier and a line transformer, the control equipment for the present invention is very inexpensive and can be manufactured from mass products. Such a configuration is expressly part of the present invention.

De technologie bestaat uit volgens een eerste aspect uit een voeding. Deze voeding is bij voorkeur een schakelende voeding en de spanning die deze voeding levert is bij voorkeur een slecht afgevlakte gelijkspanning in het gebied tussen 1 Volt en 350 Volt, nog meer bij 10 voorkeur in het gebied tussen 5 Volt en 70 Volt en het meest bij voorkeur in het gebied tussen 10 Volt en 50 Volt. Volgens een tweede aspect bestaat onderhavige vinding uit een functiegenerator. Deze functiegenerator produceert bij voorkeur een niet perfecte sinus of een blokgolf met een frequentie in het gebied van 5 kHz tot 10 GHz nog meer bij voorkeur in het gebied van 10 kHz tot 10 MHz en het meest bij voorkeur in het gebied van 15 kHz tot 15 1 MHz. Volgens een derde aspect bestaat onderhavige vinding uit een single ended versterker die bij voorkeur is opgebouwd uit tenminste een transistor of vacuümbuis en tenminste een transformator, nog meer bij voorkeur is de single ended versterker opgebouwd uit een enkele transistor en een enkele transformator en het meest bij voorkeur is deze single ended versterker opgebouwd uit een enkele FET (Field Effect Transistor) en 20 een enkele transformator. Afhankelijk van de toegepaste frequentie kan als transformator een audiotransformator of een transformator die op een ferrietkem is gewikkeld worden ingezet. Volgens een vierde aspect bestaat onderhavige vinding uit een ultrasone transducer die wordt gevoed met elektrische energie door deze transducer aan te sluiten op de uitgang van de single ended versterker. Volgens een vijfde aspect bestaat de 25 onderhavige vinding uit een inrichting waarin de ultrasone transducers worden gemonteerd om vervolgens de transducers op de gewenste wijze in contact te brengen met het fluïdum. Deze inrichting kan uit een container bestaan die bachtgewijs gevuld wordt met of doorstroomd wordt met het te behandelen fluïdum. De inrichting met transducers kan ook zodanig zijn ontworpen dat deze in een grotere container, zoals een reactor of een vijver, 30 wordt geplaatst en aldaar ervoor zorgt dat de ultrasone energie op de juiste wijze wordt overgedragen. In een voorkeuruitvoeringsvorm bestaat de inrichting uit een buis waar de ultrasone transducers zijn ingebouwd.The technology consists in a first aspect of a power supply. This power supply is preferably a switching power supply and the voltage which this power supply supplies is preferably a poorly flattened direct voltage in the range between 1 Volt and 350 Volts, even more preferably in the range between 5 Volts and 70 Volts and most preferably at preferably in the range between 10 volts and 50 volts. In a second aspect, the present invention consists of a function generator. This function generator preferably produces a non-perfect sine wave or square wave with a frequency in the range of 5 kHz to 10 GHz, more preferably in the range of 10 kHz to 10 MHz and most preferably in the range of 15 kHz to 15 1 MHz. According to a third aspect, the present invention consists of a single ended amplifier which is preferably made up of at least one transistor or vacuum tube and at least one transformer, even more preferably the single ended amplifier is made up of a single transistor and a single transformer and most preferably this single ended amplifier is preferably composed of a single FET (Field Effect Transistor) and a single transformer. Depending on the frequency applied, an audio transformer or a transformer wound on a ferrite core can be used as a transformer. In a fourth aspect, the present invention consists of an ultrasonic transducer that is supplied with electrical energy by connecting this transducer to the output of the single ended amplifier. According to a fifth aspect, the present invention consists of a device in which the ultrasonic transducers are mounted to subsequently bring the transducers into contact with the fluid in the desired manner. This device can consist of a container filled with water or flowed through with the fluid to be treated. The device with transducers can also be designed such that it is placed in a larger container, such as a reactor or a pond, and ensures that the ultrasonic energy is transmitted correctly. In a preferred embodiment, the device consists of a tube where the ultrasonic transducers are installed.

Nu de kenmerken van onderhavige vinding zijn beschreven worden de voordelen van deze vinding ten opzichte van bestaande technologie uiteengezet. Commercieel verkrijgbare 35 ultrasone transducers hebben een resonantiefrequentie. Kort gezegd komt dit erop neer dat deze transducers aangestuurd moeten worden met een wisselspanning die een frequentie heeft die gelijk is aan deze resonantiefrequentie. Bij frequenties boven en onder 7 deze resonantiefrequentie is de efficiency voor omzetting van elektrische energie naar trillingsenergie zeer laag. Om de voordelen van onderhavige vinding beter uit te leggen wordt nu, zonder hiermee enige beperking in de draagwijdte van onderhavige vinding aan te brengen, de werking van een resonantiekring uitgelegd. Het is de vakman bekend dat S het gedrag van een ultrasone transducer kan worden benaderd met een serie-en/of parallelschakeling van tenminste een spoel en een condensator. Voor het gemak nemen we even aan dat we een ultrasone transducer hebben waarvan het gedrag kan worden benaderd met een kring die uit een spoel en een condensator bestaat. Indien een ultrasone transducer wordt aangestuurd door een stroombron met een frequentie die gelijk is aan de 10 resonantiefrequentie dan word alternerend de condensator opgeladen, ontlaadt deze condensator zich vervolgens over de spoel, waarbij de spoel een magnetisch veld creëert, en wordt daarna de condensator weer opgeladen onder afbouw van het magnetisch veld. Hierna herhaalt deze cyclus zich weer. Aangezien de stroombron continu elektrische energie in de resonantiekring brengt, zal de amplitude van de wisselspanning over de 15 condensator toenemen in de tijd. Dit gaat zo lang door tot de elektrische verliezen in de kring (ohmse weerstand van de spoel en lekstromen in de condensator) gelijk zijn aan de energie die door de stroombron aan de kring wordt geleverd. Op dat moment is het systeem in evenwicht. Als mechanisch equivalent kan men het systeem met een schommel vergelijken. Een schommel die in beweging is zet alternerend bewegingsenergie om in 20 potentiële energie en potentiële energie in bewegingsenergie. Als we de schommel periodiek en op het juiste moment een duw geven kunnen we energie aan het systeem toevoegen. De amplitude waarmee de schommel op en neer gaat neemt dan toe. Dit blijft doorgaan tot de hoeveelheid energie die per tijdseenheid wordt toegevoerd gelijk is aan wrijvingsverliezen bij de ophanging van de schommel en verliezen door luchtweerstand. 25 Vanaf dat moment hebben we een stationaire toestand waarbij de schommel met een constante amplitude op en neer gaat. Als we de schommel op het verkeerde moment een duw geven is het heel goed mogelijk dat we de schommel afremmen. Indien we de schommel periodiek een duw geven met een frequentie lager of hoger dan de resonantiefrequentie dan zal het vaak zo zijn dat we de schommel afremmen. Uit het 30 voorgaande is nu duidelijk dat indien een kring die met een wisselspanning wordt gevoed met een andere frequentie dan de resonantiefrequentie het gevolg hiervan kan zijn dat de kring niet in resonantie komt. In het geval van de ultrasone transducer betekent dit dat de ultrasone transducer niet gaat trillen en dus niet werkt. In de praktijk blijkt dat bij ultrasone transducers slechts zeer geringe afwijkingen van de toegepaste frequentie ten opzichte van 35 de resonantiefrequentie ertoe leiden dat de transducer niet meer werkt of met een zeer lage efficiency werkt Dit is een belangrijke reden dat commerciële apparatuur voor de aansturing van ultrasone transducers relatief complex en duur is.Now that the features of the present invention have been described, the advantages of this invention over existing technology are set forth. Commercially available ultrasonic transducers have a resonance frequency. In short, this means that these transducers must be driven with an alternating voltage that has a frequency that is equal to this resonance frequency. At frequencies above and below 7 this resonance frequency, the efficiency for conversion of electrical energy to vibrational energy is very low. In order to better explain the advantages of the present invention, the operation of a resonant circuit is now explained, without thereby introducing any limitation in the scope of the present invention. It is known to those skilled in the art that S can approach the behavior of an ultrasonic transducer with a series and / or parallel connection of at least one coil and a capacitor. For the sake of convenience we assume that we have an ultrasonic transducer whose behavior can be approximated with a circuit consisting of a coil and a capacitor. If an ultrasonic transducer is driven by a current source with a frequency that is equal to the resonance frequency, then the capacitor is charged alternately, this capacitor then discharges over the coil, the coil creating a magnetic field, and then the capacitor is charged again under reduction of the magnetic field. This cycle is then repeated again. Since the current source continuously introduces electrical energy into the resonant circuit, the amplitude of the alternating voltage across the capacitor will increase over time. This continues until the electrical losses in the circuit (ohmic resistance of the coil and leakage currents in the capacitor) are equal to the energy supplied to the circuit by the power source. At that moment the system is in balance. As a mechanical equivalent, the system can be compared to a swing. A swing that is moving converts movement energy into potential energy and potential energy into movement energy. If we push the swing periodically and at the right time, we can add energy to the system. The amplitude with which the swing goes up and down then increases. This continues until the amount of energy supplied per unit of time equals friction losses during suspension of the swing and losses due to air resistance. From that moment on we have a stationary state where the swing goes up and down with a constant amplitude. If we push the swing at the wrong time, it is quite possible that we will brake the swing. If we periodically push the swing with a frequency lower or higher than the resonance frequency, then it will often be the case that we brake the swing. It is now clear from the foregoing that if a circuit which is supplied with an alternating voltage with a frequency other than the resonance frequency, the consequence of this may be that the circuit does not come into resonance. In the case of the ultrasonic transducer, this means that the ultrasonic transducer does not vibrate and therefore does not work. In practice it appears that with ultrasonic transducers only very small deviations from the applied frequency with respect to the resonance frequency cause the transducer to stop working or to work with a very low efficiency. This is an important reason that commercial equipment for controlling ultrasonic transducers is relatively complex and expensive.

88

Zoals op zich bekend is, en ook uit de redenering met de schommel volgt, is het heel goed mogelijk om een kring aan te sturen met een frequentie die gelijk is aan n maal de resonatiefrequentie waarbij n een geheel getal is dat groter of gelijk is aan 1. In de praktijk blijkt het dan ook vaak goed mogelijk om een transducer aan te sturen met een frequentie 5 die gelijk is aan twee, drie of viermaal de resonantiefrequentie en vaak blijken nog hogere frequenties haalbaar. Aangezien een blokgolf met frequentie fb mathematisch equivalent is met de som van alle oneven harmonischen van een sinusfunctie met grondfrequentie fb (dus *sin(2*pi*fb)+A*sin(2*pi*(3fb))+A*sin(2*pi*(5fb)+.....) is het in de praktijk goed mogelijk een ultrasone transducer met een blokgolf aan te sturen. Een ander bekend fenomeen uit 10 de hoogfrequente wisselspanningstechnologie is dat een draaggolf met frequentie fd die amplitudegemoduleerd wordt met een frequentie fam mathematisch is opgebouwd uit een sinus met frequentie fd plus een sinus met frequentie (fd+fam) plus een sinus met frequentie (fd-fam). Dit fenomeen waarbij naast de draaggolf 2 zijbanden worden gevormd kunnen we in de praktijk heel goed gebruiken om een ultrasone transducer aan te sturen. 15 Stel nu dat we een transducer met een wisselspanning aansturen met een frequentie fstuur en stel dat die frequentie fstuur net zover van de resonantiefrequentie fres van de transducer ligt dat deze transducer niet in trilling raakt. Als we dan de wisselspanning die een frequentie fstuur heeft gaan amplitudemoduleren met een frequentie (|fres-fstuur|, dus de absolute waarde van fres-fstuur) dan ontstaat een zijband met een frequentie die 20 precies gelijk is aan de resonantiefrequentie. In dat geval zal de ultrasone transducer in trilling raken. We kunnen dus een ultrasone transducer in trilling brengen door deze bij de "verkeerde frequentie" aan te sturen en vervolgens een correctie toe te passen door deze "verkeerde frequentie" amplitude te moduleren.As is known per se, and also follows from the reasoning with the swing, it is quite possible to drive a circuit with a frequency that is equal to n times the resonance frequency where n is an integer that is greater than or equal to 1. In practice, therefore, it often turns out to be quite possible to drive a transducer with a frequency that is equal to two, three or four times the resonance frequency, and often even higher frequencies prove feasible. Since a square wave with frequency fb is mathematically equivalent to the sum of all odd harmonics of a sine wave function with fundamental frequency fb (so * sin (2 * pi * fb) + A * sin (2 * pi * (3fb)) + A * sin (2 * pi * (5fb) + .....) it is well possible in practice to drive an ultrasonic transducer with a square wave. Another known phenomenon from high-frequency alternating voltage technology is that a carrier wave with frequency fd which is amplitude modulated is with a frequency fam mathematically composed of a sine wave with frequency fd plus a sine wave with frequency (fd + fam) plus a sine wave with frequency (fd-fam) .This phenomenon in which 2 sidebands are formed in addition to the carrier wave, we can in practice very good to drive an ultrasonic transducer 15 Suppose we are driving a transducer with an alternating voltage with a frequency f control and suppose that this frequency f control is just as far from the resonance frequency fres of the transducer that this transducer is not in vibration kt. If we then start to amplify the alternating voltage having a frequency f-control with a frequency (| fres-f Send |, so the absolute value of fres-f send), then a sideband with a frequency exactly equal to the resonance frequency is created. In that case, the ultrasonic transducer will vibrate. So we can make an ultrasonic transducer vibrate by driving it at the "wrong frequency" and then applying a correction by modulating this "wrong frequency" amplitude.

In de praktijk blijken bovenstaande technieken tot drastische vereenvoudiging van de 25 aansturing van ultrasone apparatuur te leiden. Op basis van de uitleg met de schommel analogie kan men ook concluderen dat het mogelijk is om een resonantiekring met de helft van een sinus aan te sturen: het is voldoende om aan een kant van de schommel te gaan staan en op het juiste moment een duw te geven. Dit betekent dat we voldoende hebben aan de positieve altemantie van een sinus om de transducer aan te sturen en is het 30 energieverbruik van een dergelijke aansturing vergelijkbaar met dat van een volledige aansturing. Dit is precies wat we kunnen doen met een single ended schakeling waarin de gate van een FET wordt aangesloten op de uitgang van een sinusgenerator. In de negatieve altemantie van de sinus waarmee de FET wordt aangestuurd schakelt de FET niet en levert de versterker geen vermogen. In de positieve altemantie van de sinus 35 schakelt de FET en gaat de versterker vermogen leveren. De uitgang van de versterker levert echter geen halve sinus. Dit wordt veroorzaakt door de schakelkarakteristiek van de FET. Er is een drempelspanning nodig om de FET te laten geleiden en vervolgens neemt 9 de stroom stroom door de drain zeer sterk toe met toenemende spanning op de gate. In analogie met de schommel wordt dus telkens een korte maar zeer intensieve duw met een grote versnelling gegeven. Omdat de versterker een transformator bevat levert deze versnelling inductiespanningen op. Hierdoor ontstaan vervormingen en/of harmonischen 5 van het oorspronkelijk signaal. Aan de secundaire zijde van de transformator is een ultrasone transducer aangesloten. Deze zal in trilling raken. Aangezien de transducer geen halve maar een volledige trilling maakt, beïnvloedt deze ook wat er aan de primaire zijde van de transformator gebeurt. Het samenspel van hierboven beschreven processen zorgt ervoor dat een zeer stabiele aansturing van de transducer ontstaat en dat de bandbreedte 10 ' van frequenties rondom de resonantiefrequentie waarmee de transducer met de functiegenerator succesvol kan worden aangestuurd groter wordt Dit wordt nu toegelicht aan de hand van enkele niet limiterende voorbeelden.In practice, the above techniques appear to lead to drastic simplification of the control of ultrasonic equipment. On the basis of the explanation with the swing analogy, one can also conclude that it is possible to control a resonant circuit with half a sine wave: it is sufficient to stand on one side of the swing and push at the right moment to give. This means that the positive altemance of a sine wave is sufficient for driving the transducer and the energy consumption of such a drive is comparable to that of a full drive. This is exactly what we can do with a single ended circuit in which the gate of a FET is connected to the output of a sine wave generator. In the negative altemance of the sine with which the FET is controlled, the FET does not switch and the amplifier does not supply any power. In the positive tolerance of sine 35, the FET switches and the amplifier starts supplying power. However, the output of the amplifier does not provide half a sine wave. This is caused by the switching characteristic of the FET. A threshold voltage is required to conduct the FET and then the current flow through the drain increases greatly with increasing voltage at the gate. In analogy with the swing, a short but very intensive push with great acceleration is always given. Because the amplifier contains a transformer, this acceleration produces induction voltages. This causes distortions and / or harmonics of the original signal. An ultrasonic transducer is connected to the secondary side of the transformer. This will vibrate. Since the transducer does not make a half but full vibration, it also influences what happens on the primary side of the transformer. The interplay of processes described above ensures that a very stable drive of the transducer is created and that the bandwidth 10 'of frequencies around the resonance frequency with which the transducer can be successfully controlled with the function generator is increased. This is now explained on the basis of some non limiting examples.

Voorbeeld 2Example 2

Indien een slecht afgevlakte voedingsspanning wordt toegepast dan zal de 15 voedingsspanning een rimpel vertonen met een frequentie van 50 en/of 100 Hz. Normaal is dit ongewenst maar indien een eenvoudige sinusgenerator en versterker door deze voeding van energie wordt voorzien dan zal het uitgangssignaal van de sinusgenerator een amplitudegemoduleerde sinus met een frequentie van 50 en/of 100 Hz zijn. Deze niet idealiteit in de sinus, die normaal gesproken een ongewenste storing is, is in dit geval zeer 20 gewenst aangezien de transducer dankzij deze amplitudemodulatie minder gevoelig is voor aansturing met een wisselspanning die afwijkt van de resonantiefrequentie. Dit betekent dat het ontwerp van zowel de voeding als de sinusgenerator aanzienlijk eenvoudiger kan zijn in vergelijking tot het geval dat een zuivere sinus wordt toegepast. Een bijkomend voordeel is dat in de praktijk de meeste commercieel verkrijgbare ultrasone transducers 25 nauwelijks energie blijken te dissiperen indien men vergeefs probeert deze aan te sturen met een frequentie die afwijkt van de resonantiefrequentie. Ook blijkt een eenvoudige sinusgenerator, met daaraan gekoppeld een single ended versterker waarin ook een transformator wordt toegepast om de transducer aan te sturen, tot terugkoppeling te leiden. Kort gezegd komt dit erop neer dat de transducer zodra deze in trilling raakt, de 30 resonantiefrequentie terugkoppelt naar de ingang van de versterker en het ingangssignaal zodanig vervormt dat de transducer efficiënter werkt. Het gevolg hiervan is dat de ultrasone transducer ongevoeliger wordt voor verstoring naarmate deze met meer vermogen wordt aangestuurd en zichzelf als het ware stabiliseert. Dit fenomeen blijkt in de inrichting volgens onderhavige vinding meestal "vanzelf door niet idealiteiten (die in dit geval 35 gewenst zijn) op te treden maar kan natuurlijk ook eenvoudig en goedkoop worden geïntroduceerd door een positieve terugkoppeling (meekoppeling) aan te brengen van de transducer naar de ingang van de single ended versterker.If a poorly smoothed supply voltage is applied, then the supply voltage will show a ripple with a frequency of 50 and / or 100 Hz. Normally this is undesirable but if a simple sine wave generator and amplifier is supplied with energy by this power supply then the output signal of the sine wave generator will be an amplitude modulated sine wave with a frequency of 50 and / or 100 Hz. This non-ideality in the sine wave, which is normally an undesired disturbance, is highly desirable in this case since, thanks to this amplitude modulation, the transducer is less sensitive to control with an alternating voltage which deviates from the resonance frequency. This means that the design of both the power supply and the sine wave generator can be considerably simpler compared to the case that a pure sine wave is used. An additional advantage is that in practice most commercially available ultrasonic transducers are found to hardly dissipate energy if one attempts in vain to control it with a frequency that deviates from the resonance frequency. It also appears that a simple sine wave generator, coupled with a single-ended amplifier in which a transformer is also used to control the transducer, leads to feedback. In short, this means that the transducer, as soon as it starts to vibrate, feedback the resonance frequency to the input of the amplifier and distorts the input signal in such a way that the transducer works more efficiently. The consequence of this is that the ultrasonic transducer becomes more insensitive to disturbance as it is driven with more power and, as it were, stabilizes itself. In the device according to the present invention this phenomenon usually appears to occur "automatically by not idealities (which are desirable in this case), but can of course also be introduced simply and cheaply by applying a positive feedback (feedback) from the transducer to the input of the single ended amplifier.

1010

Het aansturen van de transducer via een functiegenerator en versterker die niet ideale sinussen en/of harmonischen en/of blokgolven en/of ruis produceren en/of waarbij het signaal aan de uitgang van de versterker wordt vervormd door het in trilling zijn van de ultrasone transducer maakt nadrukkeiijk deel uit van onderhavige vinding.Driving the transducer via a function generator and amplifier that do not produce ideal sinuses and / or harmonics and / or square waves and / or noise and / or where the signal at the output of the amplifier is distorted by the ultrasonic transducer vibrating forms an explicit part of the present invention.

5 Voorbeeld 3Example 3

Een instelbare voeding van het type "Regulated DC Power Supply GP0250-5" van de firma Takasago LTD, Japan, werd aangesloten op een speciaal voor onderhavige vinding ontworpen sinusgenerator die is weergegeven in figuur 1 en ingesteld op een spanning van 10 Volt. De waarden van de toegepaste onderdelen zijn C1=C2=C3=1.0nF, C4=C5=10pF, 10 R1=10k, R2=3k, R3=270k, R4=1k, T1=T2=BC547B, OSC1=Kenwood CS-4025 20 MHz oscilloscoop. Indien R1 wordt vervangen door een potentiometer met een waarde van 22k, kan de sinusgenerator worden ingesteld op een frequentie tussen circa 12 kHz en 41 kHz. Opgemerkt wordt dat de schakeling in figuur 1 door aanpassing van enkele condensators en weerstanden probleemloos geschikt kan worden gemaakt voor frequenties in het gebied 15 van 100 Hz tot 100 kHz en hoger. Dit is aangetoond door middel van simulaties met het softwarepakket Edison 4 en door enkele van deze schakelingen te bouwen. De uitgang van de sinusgenerator in figuur 1 werd aangesloten op een oscilloscoop, die in figuur 1 staat weergegeven als OSC1. Figuur 2 laat de vorm van de sinus zien die door de funktiegenerator wordt geproduceerd. Duidelijk te zien is dat er geen sprake is van een 20 perfecte sinusvorm. Met name bij maximale amplitude treden afwijkingen van de sinusvorm op. Deze afwijkingen blijken in een aantal gevallen de werking van de inrichting volgens onderhavige vinding te stabiliseren. Opgemerkt wordt dat ook afwijkingen van een andere aard zoals ruis, toepassen van blokgolven of amplitudemodulatie de stabiliteit van de inrichting verbeteren. Indien de afwijkingen te groot zijn werkt de inrichting juist minder 25 goed.An adjustable power supply of the "Regulated DC Power Supply GP0250-5" type from Takasago LTD, Japan, was connected to a sine generator specially designed for the present invention, shown in Figure 1 and set to a voltage of 10 Volts. The values of the components used are C1 = C2 = C3 = 1.0nF, C4 = C5 = 10pF, R1 = 10k, R2 = 3k, R3 = 270k, R4 = 1k, T1 = T2 = BC547B, OSC1 = Kenwood CS- 4025 20 MHz oscilloscope. If R1 is replaced by a potentiometer with a value of 22k, the sine wave generator can be set to a frequency between approximately 12 kHz and 41 kHz. It is noted that the circuit in Figure 1 can be made trouble-free for frequencies in the range 15 from 100 Hz to 100 kHz and higher by adjusting some capacitors and resistors. This has been demonstrated by simulations with the Edison 4 software package and by building some of these circuits. The output of the sine wave generator in Figure 1 was connected to an oscilloscope, which is shown in Figure 1 as OSC1. Figure 2 shows the shape of the sine wave produced by the function generator. It is clear to see that there is no question of a perfect sine wave. Deviations from the sine shape occur in particular at maximum amplitude. In a number of cases these deviations have been found to stabilize the operation of the device according to the present invention. It is noted that deviations of a different nature such as noise, application of square waves or amplitude modulation also improve the stability of the device. If the deviations are too large, the device works less well.

Figuur 3 laat een voor onderhavige vinding ontworpen single ended versterker zien. Zoals in figuur weergegeven bestaat de versterker in dit geval uit 2 onderdelen: T1=FET type IRF840; TR1= audiotransformator type LT0604 van de firma Amplimo. Punt A van de schakeling in figuur 3 wordt verbonden met de uitgang van de sinusgenerator i.e., met 30 condensator C5 en punt B met de aarde i.e., de min van voeding V1. Punt C wordt aangesloten op de plus van voeding V1 in figuur 1. Op de secundaire wikkeling van transformator TR1 wordt een ultrasone transducer UT aangesloten met een vermogen van 50 Watt en een resonantiefrequentie van 20.2 kHz. De ultrasone transducer wordt in een bekerglas met een volume van 1000 ml geplaatst dat knikkers met een diameter 35 van 15mm bevat en voor 50% is gevuld met water. De voeding V1 wordt ingesteld op 6 Volt en ingeschakeld. Vervolgens wordt de resonantiefrequentie opgezocht en zodra de ultrasone transducer werkt ontstaat een hoorbaar geluid dat door de knikkers wordt 11 geproduceerd en zijn ook minuscule lucht en/of dampbeden in de vloeistof waarneembaar die door de ultrasone trillingen op hun plaats worden gehouden. Vervolgens wordt de voedingsspanning verhoogd tot 15 Volt. Bij een voedingsspanning van 15 Volt is het door de transducer opgenomen vermogen circa 30 Watt. Bij een voedingsspanning van 20 Volt 5 bedraagt het door de transducer opgenomen vermogen circa 60 Watt. Opgemerkt wordt dat bij de experimenten uit veiligheidsoverwegingen gehoorbescherming gedragen werd. Figuur 4 laat de vorm van het signaal zien zoals dat tijdens bedrijf van de transducer met een oscilloscoop gemeten is op de plek waar audiotransformator TR1 op de FET is aangesloten. Figuur 4 laat duidelijk zien dat er geen sprake is van een sinus maar dat de 10 versterker een sterk misvormde halve sinus levert. Dit is in lijn met de verwachting aangezien FET T1 schakelt tijdens de positieve altemantie van de sinus die door de functiegenerator in figuur 1 wordt geleverd en sluit tijdens de negatieve altemantie van de sinus die door de functiegenerator in figuur 1 wordt geleverd. Gezien de schakelkarakteristiek van T1, is het signaal dat T1 levert een sterk vervormde sinus omdat 15 de stroom vanaf een bepaalde spanning op de gate zeer sterk toeneemt als functie van die spanning op de gate. Kort gezegd gedraagt de FET zich meer als een schakelaar dan als een versterker. Figuur 4 laat zien dat door de trilling van de transducer en werking van transformator TR1 aan de primaire zijde van de transformator harmonischen en/of vervormingen van het oorspronkelijk signaal meetbaar zijn. Deze harmonischen en/of 20 vervormingen blijken sterk stabiliserend te werken voor de aansturing van de transducer. Op de secundaire zijde van transformator TR1 is parallel aan de transducer een serieschakeling van 2 weerstanden geplaatst van respectievelijk 10k en 100k zodat een spanningsdeler ontstaat. Vervolgens is een oscilloscoop op de weerstand van 10k aangesloten. Figuur 5 laat het signaal zien dat aan de secundaire zijde van de 25 transformator TR1 met een oscilloscoop wordt gemeten. Dit signaal laat duidelijk zien dat de transducer een volledige trilling maakt en dat dit ook in het signaal over de transducer tot uiting komt. De aanwezigheid van transformator TR1 blijkt in alle schakelingen van onderhavige vinding een belangrijke component die door inductie een extra vrijheidsgraad creëert voor de transducer om middels inductie het aangeboden signaal zodanig te 30 vervormen dat de transducer optimaal functioneert. Om dit verder te illustreren is bij de instelling in figuur 1 de voedingsspanning verder verhoogd. Het gevolg is dat de transducer een groter vermogen aan ultrasone trillingen levert hetgeen duidelijk waarneembaar is in het bekerglas met de knikkers: de knikkers draaien nu rond en er bewegen luchtbellen door de vloeistof.Figure 3 shows a single ended amplifier designed for the present invention. As shown in the figure, the amplifier consists of 2 parts in this case: T1 = FET type IRF840; TR1 = type LT0604 audio transformer from Amplimo. Point A of the circuit in Figure 3 is connected to the output of the sine wave generator, i.e., to capacitor C5 and point B to the ground, i.e., the minus of power supply V1. Point C is connected to the plus of supply V1 in figure 1. An ultrasonic UT transducer with a power of 50 watts and a resonance frequency of 20.2 kHz is connected to the secondary winding of transformer TR1. The ultrasonic transducer is placed in a 1000 ml volume beaker that contains marbles with a diameter of 15 mm and is 50% filled with water. The power supply V1 is set to 6 volts and switched on. Subsequently, the resonance frequency is searched for and as soon as the ultrasonic transducer is working, an audible sound is produced which is produced by the marbles, and also minute air and / or vapor beds are visible in the liquid that are kept in place by the ultrasonic vibrations. The supply voltage is then increased to 15 volts. At a supply voltage of 15 volts, the power consumed by the transducer is approximately 30 watts. With a supply voltage of 20 Volt 5, the power consumed by the transducer is approximately 60 Watt. It is noted that hearing protection was worn in the experiments for safety reasons. Figure 4 shows the shape of the signal as measured with an oscilloscope during operation of the transducer at the place where audio transformer TR1 is connected to the FET. Figure 4 clearly shows that there is no question of a sine wave, but that the amplifier supplies a strongly deformed half sine wave. This is in line with the expectation since FET T1 switches during the positive sine wave altemance supplied by the function generator in Figure 1 and closes during the negative sine wave sounder output from the function generator in Figure 1. In view of the switching characteristic of T1, the signal which T1 supplies is a highly distorted sine because the current from a certain voltage on the gate increases very strongly as a function of that voltage on the gate. In short, the FET behaves more like a switch than an amplifier. Figure 4 shows that due to the vibration of the transducer and the operation of transformer TR1 on the primary side of the transformer, harmonics and / or distortions of the original signal can be measured. These harmonics and / or distortions appear to have a strong stabilizing effect for driving the transducer. On the secondary side of transformer TR1, a series connection of 2 resistors of 10k and 100k is placed parallel to the transducer, so that a voltage divider is created. An oscilloscope is then connected to the 10k resistor. Figure 5 shows the signal measured on the secondary side of the transformer TR1 with an oscilloscope. This signal clearly shows that the transducer makes a complete vibration and that this is also reflected in the signal over the transducer. The presence of transformer TR1 appears to be an important component in all circuits of the present invention, which induces an additional degree of freedom for the transducer to distort the signal presented by induction in such a way that the transducer functions optimally. To further illustrate this, the supply voltage is further increased at the setting in Figure 1. The result is that the transducer delivers a greater power of ultrasonic vibrations, which is clearly visible in the beaker with the marbles: the marbles now rotate and air bubbles move through the liquid.

35 Figuur 6 laat het signaal over de transducer, dat met een oscilloscoop is gemeten, onder deze omstandigheden zien. Duidelijk waarneembaar is de andere vorm van het signaal ten opzichte van het signaal in figuur 5 terwijl de transducer onder beide omstandigheden 12 prima werkt. Voor de volledigheid wordt vermeld dat de signalen in figuur 2, 4, 5, 6 gemeten zijn met een oscilloscoop en dat een uitslag in verticale richting omhoog een toename van het spanningsverschil weergeeft tussen de punten waarop de oscilloscoop is aangesloten en dat verplaatsing van links naar rechts een toename in de tijd uitbeeldt.Figure 6 shows the signal over the transducer, which has been measured with an oscilloscope, under these conditions. The other shape of the signal compared to the signal in Figure 5 is clearly perceptible, while the transducer 12 works well under both conditions. For the sake of completeness, it is stated that the signals in Figs. 2, 4, 5, 6 have been measured with an oscilloscope and that a vertical upward movement indicates an increase in the voltage difference between the points to which the oscilloscope is connected and that movement from left to depicts an increase in time on the right.

5 Het is voor de vakman duidelijk dat de schakelingen in figuur 1 en 3 nog geoptimaliseerd kunnen worden. De experimenten met de schakelingen in figuur 1 en 3 tonen echter duidelijk aan dat deze een zeer efficiënte, stabiele en goedkope aansturing voor een ultrasone transducer vormen. Het is voor de vakman duidelijk dat de elektronische schakeling volgens onderhavige vinding ook voor andere toepassingen dan het 10 behandelen van een fluïdum geschikt is. Een niet limiterend aantal voorbeelden is: het schoonmaken van objecten waaronder juwelen, het in oplossing brengen van vaste stof waaronder zouten, het neerslaan van vast stof waaronder zouten, de productie van membranen, het herstellen van haarscheuren in metaalverbindingen, de productie van nanodeeltjes door middel van emulsiepolymerisatie, het sputteren van metaal op 15 oppervlakken, het verjagen van insecten met ultrasoon geluid, het beïnvloeden van de stofwisseling van planten in het algemeen en bomen en algen in het bijzonder. Deze toepassingen maken nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding. Tot slot wordt opgemerkt dat de aansturing volgens onderhavige vinding uitermate geschikt is om het vermogen van de transducer traploos in te stellen middels toepassing van een regelbare 20 voeding en dat bij hoge frequenties i.e., frequenties boven 200 kHz naast een sinusgenerator volgens onderhavige vinding ook heel goed een ander type oscillator zoals bijvoorbeeld een Colpitts oscillator kan worden toegepast.It is clear to the person skilled in the art that the circuits in figures 1 and 3 can still be optimized. However, the experiments with the circuits in Figures 1 and 3 clearly show that they form a highly efficient, stable and inexpensive driver for an ultrasonic transducer. It is clear to the skilled person that the electronic circuit according to the present invention is also suitable for applications other than the treatment of a fluid. A non-limiting number of examples is: the cleaning of objects including jewelery, the dissolution of solid matter including salts, the precipitation of solid matter including salts, the production of membranes, the repair of hairline cracks in metal compounds, the production of nanoparticles by means of of emulsion polymerization, the sputtering of metal on surfaces, the dispelling of insects with ultrasonic sound, influencing the metabolism of plants in general and trees and algae in particular. These applications are explicitly part of the present invention. Finally, it is noted that the control according to the present invention is extremely suitable for continuously adjusting the power of the transducer by applying a controllable power supply and that at high frequencies ie, frequencies above 200 kHz in addition to a sine generator according to the present invention are also very good another type of oscillator such as, for example, a Colpitts oscillator can be used.

De technologie bestaat uit volgens een eerste aspect uit een functiegenerator die een sinus en/of een blokgolf en/of een zaagtand en/of een puls genereert met een zeer nauwkeurig 25 instelbare frequentie. Volgens een tweede aspect bestaat de technologie uit een voeding die een bijvoorkeur afgevlakte gelijkspanning levert en die middels transistors op de primaire spoel(en) van een transformator wordt aangesloten op zodanige wijze dat door de transformator een stroom vloeit in het ritme van het signaal waarmee de transistors door de functiegenerator worden aangestuurd. De secundaire spoel van de transformator heeft een 30 zodanig aantal windingen ten opzichte van de primaire spoel(en) dat de impedantie van de transformator aan de secundaire zijde is afgestemd op de impedantie van een transducer. Volgens een derde aspect bestaat de technologie volgens onderhavige vinding uit een transducer die op de secundaire zijde van de transformator is aangesloten. Deze transducer is bij voorkeur een ultrasone transducer. Volgens een vierde aspect bestaat 35 onderhavige vinding uit een behuizing waarop aan de buitenkant contacten zijn aangebracht. Deze contacten maken het mogelijk om meerdere behuizingen middels een kliksysteem aan elkaar te koppelen en op deze manier alle behuizingen van stroom te 13 voorzien aangezien de ultrasone installatie in elke behuizing middels het kliksysteem parallel wordt geschakeld met de overige behuizingen. Volgens een vijfde aspect wordt onderhavige vinding gekenmerkt door een centrale voeding die een veilige laagspanning levert, bij voorkeur 24 V, waarmee alle behuizingen via de contacten van het kliksysteem 5 verbonden zijn.According to a first aspect, the technology consists of a function generator that generates a sine wave and / or a square wave and / or a sawtooth and / or a pulse with a very precisely adjustable frequency. According to a second aspect, the technology consists of a power supply which preferably supplies a smoothed DC voltage and which is connected to the primary coil (s) of a transformer by means of transistors in such a way that a current flows through the transformer in the rhythm of the signal with which the transistors are controlled by the function generator. The secondary coil of the transformer has such a number of turns with respect to the primary coil (s) that the impedance of the transformer on the secondary side is tuned to the impedance of a transducer. In a third aspect, the technology according to the present invention consists of a transducer connected to the secondary side of the transformer. This transducer is preferably an ultrasonic transducer. According to a fourth aspect, the present invention consists of a housing on which contacts are arranged on the outside. These contacts make it possible to connect several housings to each other by means of a click system and in this way provide all housings with current since the ultrasonic installation in each housing is connected in parallel with the other housings by means of the click system. According to a fifth aspect, the present invention is characterized by a central power supply which provides a safe low voltage, preferably 24 V, to which all the housings are connected via the contacts of the snap system 5.

Nu het principe van de technologie volgens onderhavige vinding bekend is volgt een niet limiterende opsomming van een aantal uitvoeringsvormen.Now that the principle of the technology according to the present invention is known, a non-exhaustive list of a number of embodiments follows.

In een eerste uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van een schakelende voeding die een gelijkspanning of een wisselspanning in het gebied van 1 Volt tot 100 Volt levert. Bij 10 voorkeur wordt gebruik gemaakt van een gelijkspanning van 24 Volt die wordt geleverd door een bij voorkeur centraal opgestelde schakelende voeding. Deze voeding wordt aangesloten op de contacten van ultrasone installatie 1. De ultrasone installatie 1 bevat nog een tweede set contacten die eveneens elektrisch doorverbonden zijn met de gelijkspanning van 24 Volt. Een ultrasone installatie 2 kan vervolgens middels een 15 kliksysteem aan ultrasone installatie 1 worden gekoppeld met als resultaat dat de contacten van ultrasone installatie 1 in elektrische verbinding staan met die van ultrasone installatie 2. Het resultaat is dat ultrasone installatie 2 op deze wijze elektrisch doorverbonden is met ultrasone installatie 1 en dus ook met de voeding van 24 Volt. Door een aantal identieke ultrasone installaties te maken, wordt op deze wijze een systeem 20 verkregen dat het koppelen van ultrasone installaties om de capaciteit te verhogen zeer eenvoudig maakt. Aangezien de spanning die van ultrasone installatie naar ultrasone installatie wordt doorgegeven een laagspanning is (in dit geval 24 Volt), is het systeem inherent veilig en kan desgewenst gebruik worden gemaakt van een eenvoudig kliksysteem met blootliggende contacten. In elke ultrasone installatie is een elektrische schakeling 25 aanwezig die de gelijkspanning omzet in een spanning die is afgestemd op de elektrische eigenschappen van de ultrasone transducer. De elektrische schakeling bestaat bij voorkeur uit een microprocessor die op tenminste 1 maar bij voorkeur op 2 kanalen en in tegenfase een gepulseerde gelijkspanning levert. Als kanaal 1 is ingeschakeld is kanaal 2 uitgeschakeld en vice versa. De kanalen worden in-en uitgeschakeld met de klokfrequentie 30 van de microprocessor als tijdsbasis. Op deze wijze wordt een zeer stabiele frequentie van de functiegenerator verkregen die nauwelijks verloopt. Het signaal dat de microprocessor levert wordt vervolgens gebruikt om een of meerdere transistors te schakelen die vervolgens met de frequentie waarop de microprocessor is geprogrammeerd een stroom door de primaire spoel van de transformator laten lopen. Hierdoor ontstaat een spanning in 35 de secundaire spoel van de transformator en loopt een stroom door de transducer die op de secundaire zijde van de transformator is aangesloten.In a first embodiment, use is made of a switching power supply which supplies a direct voltage or an alternating voltage in the range of 1 Volt to 100 Volts. Preferably use is made of a DC voltage of 24 Volt which is supplied by a preferably centrally arranged switching power supply. This power supply is connected to the contacts of ultrasonic installation 1. The ultrasonic installation 1 also contains a second set of contacts that are also electrically connected to the DC voltage of 24 Volts. An ultrasonic installation 2 can then be coupled to ultrasonic installation 1 by means of a click system, with the result that the contacts of ultrasonic installation 1 are in electrical connection with those of ultrasonic installation 2. The result is that ultrasonic installation 2 is electrically interconnected in this way. with ultrasonic installation 1 and therefore also with the 24 Volt power supply. By making a number of identical ultrasonic installations, a system 20 is obtained in this way that makes the coupling of ultrasonic installations to increase the capacity very simple. Since the voltage transmitted from ultrasonic installation to ultrasonic installation is a low voltage (in this case 24 Volts), the system is inherently safe and, if desired, a simple click system with exposed contacts can be used. In each ultrasonic installation an electrical circuit is present which converts the direct voltage into a voltage that is adjusted to the electrical properties of the ultrasonic transducer. The electrical circuit preferably consists of a microprocessor which supplies a pulsed direct voltage on at least 1 but preferably on 2 channels and in reverse phase. If channel 1 is switched on, channel 2 is switched off and vice versa. The channels are switched on and off with the clock frequency of the microprocessor as the time base. In this way a very stable frequency of the function generator is obtained which hardly runs. The signal supplied by the microprocessor is then used to switch one or more transistors which then run a current through the primary coil of the transformer at the frequency at which the microprocessor is programmed. This creates a voltage in the secondary coil of the transformer and a current flows through the transducer that is connected to the secondary side of the transformer.

In een tweede uitvoeringsvorm wordt een van de eerdere uitvoeringsvormen toegepast 14 waarbij in elke behuizing die door de centrale voeding van elektrische energie wordt voorzien, de stroom wordt gemeten die aan de ultrasone installatie in de betreffende behuizing wordt geleverd. Deze meting vindt plaats via een AD converter die is aangesloten op de microprocessor die als functiegenerator dienst doet voor het schakelen 5 van de ultrasone installatie in de betreffende behuizing. Bij voorkeur is de AD converter geïntegreerd in de microprocessor. Indien de stroom door de elektronische schakeling in de betreffende behuizing te groot of te klein wordt, kan ervoor worden gekozen dat de microprocessor uitschakelt en pas weer inschakelt indien de stroomvoorziening wordt onderbroken. Het is de vakman duidelijk dat we op deze wijze een softwarematige zekering 10 hebben gerealiseerd waarbij gebruikt wordt gemaakt van de microprocessor die reeds in elke behuizing aanwezig is om de ultrasone installatie aan te sturen. Verder is de vakman duidelijk dat de sensor om de stroom te meten die geleverd wordt aan de elektronische schakeling in elke behuizing kan bestaan uit een weerstand in serie met de elektronische schakeling voor de ultrasone installatie in elke behuizing. Er kan echter ook gebruik worden 15 gemaakt van een lichtsensor, een sensor voor magnetische velden, een sensor voor elektrische velden, een sensor voor elektromagnetische velden, een sensor voor ultrasone trillingen of een akoestische sensor. Desgewenst kan het signaal dat door een of meerdere van deze sensors wordt geleverd worden gebruikt om de werking van elke ultrasone transducer automatisch via een terugkoppeling te optimaliseren. Dit kan gebeuren door 20 middel van software in de microprocessor die de functiegenerator automatisch op de optimale frequentie instelt indien deze verloopt door bijvoorbeeld slijtage van de elektroden.In a second embodiment, one of the earlier embodiments is applied 14 in which in each housing supplied by the central power supply with electrical energy, the current is supplied to the ultrasonic installation in the relevant housing. This measurement takes place via an AD converter which is connected to the microprocessor which serves as a function generator for switching the ultrasonic installation in the relevant housing. The AD converter is preferably integrated in the microprocessor. If the current through the electronic circuit in the relevant housing becomes too large or too small, it can be chosen that the microprocessor switches off and only switches on again if the power supply is interrupted. It is clear to a person skilled in the art that in this way we have realized a software fuse 10 which uses the microprocessor that is already present in each housing to control the ultrasonic installation. Furthermore, it is clear to those skilled in the art that the sensor to measure the current supplied to the electronic circuit in each housing may consist of a resistor in series with the electronic circuit for the ultrasonic installation in each housing. However, use can also be made of a light sensor, a sensor for magnetic fields, a sensor for electric fields, a sensor for electromagnetic fields, a sensor for ultrasonic vibrations or an acoustic sensor. If desired, the signal supplied by one or more of these sensors can be used to automatically optimize the operation of each ultrasonic transducer via a feedback. This can be done by means of software in the microprocessor that automatically sets the function generator to the optimum frequency if it proceeds, for example, through wear of the electrodes.

In een derde uitvoeringsvorm bestaat de centrale voeding die in uitvoeringsvormen 1 en 2 wordt toegepast uit een schakelende voeding die is opgebouwd op een vergelijkbare wijze als elke individuele voeding voor de ultrasone installatie in elke behuizing is ontworpen.In a third embodiment, the central power supply used in Embodiments 1 and 2 consists of a switching power supply constructed in a similar manner to that each individual power supply is designed for the ultrasonic installation in each housing.

25 Een dergelijke voeding bestaat dus bij voorkeur uit een microprocessor die is geprogrammeerd als functiegenerator, schakeltransistors en een transformator. In dit geval wordt bij voorkeur de wisselspanning van het openbaar elektriciteitsnet gelijkgericht. Vervolgens wordt deze gelijkspanning aangesloten op tenminste 1 schakeltransistor, bij voorkeur een FET vergelijkbaar met het type IRF840. De schakeltransistor(s) worden 30 aangestuurd door de microprocessor die wordt gebruikt als functiegenerator en zijn verbonden met tenminste een primaire spoel van een scheidingstransformator. Als gevolg hiervan gaat een stroom door de primaire spoel lopen in het ritme van het signaal dat door de microprocessor wordt gegenereerd. Het gevolg hiervan is dat over de secundaire spoel van de transformator een wisselspanning ontstaat. Door nu de verhouding van het aantal 35 windingen van de primaire en de secundaire spoel volgens bekende principes op elkaar af te stemmen en vervolgens gelijk te richten en eventueel af te vlakken, kan ervoor worden zorg gedragen dat de centrale voeding een gelijkspanning van 24V levert. Ook de centrale - 15 voeding kan worden beveiligd tegen overbelasting door gebruik te maken van een schakeling zoals beschreven in eerdere uitvoeringsvormen. In een vierde uitvoeringsvorm wordt, om te voorkomen dat de apparatuur volgens onderhavige vinding andere apparaten stoort, een van de uitvoeringsvormen 1 tfm 3 gecombineerd met gangbare filtertechnieken 5 om te voorkomen dat de wisselspanning die wordt gegenereerd andere apparatuur stoort door verplaatsing via het lichtnet of doordat de schakeling volgens onderhavige vinding zich als zender gedraagt. Opgemerkt wordt hierbij dat het ontwerp van het benodigde filter eenvoudig en efficiënt is aangezien de wisselspanning met een microprocessor als functiegenerator wordt opgewekt en bijgevolg de frequentie van door de functiegenerator 10 opgewekte wisselspanning niet of nauwelijks verloopt. Hierdoor is het mogelijk om een zeer selectief filter met smalle bandbreedte in te zetten om storing van de schakelende voeding op andere systemen te voorkomen.Such a power supply thus preferably consists of a microprocessor that is programmed as a function generator, switching transistors and a transformer. In this case, the alternating voltage of the public electricity network is preferably rectified. This direct voltage is then connected to at least 1 switching transistor, preferably a FET comparable to the type IRF840. The switching transistor (s) are driven by the microprocessor that is used as a function generator and are connected to at least one primary coil of an isolating transformer. As a result, a current will flow through the primary coil at the rate of the signal generated by the microprocessor. The consequence of this is that an alternating voltage is generated across the secondary coil of the transformer. By now tuning the ratio of the number of turns of the primary and the secondary coil to each other in accordance with known principles and then aligning them and possibly smoothing them, it can be ensured that the central supply supplies a DC voltage of 24V. The central power supply can also be protected against overloading by using a circuit as described in earlier embodiments. In a fourth embodiment, in order to prevent the equipment according to the present invention from interfering with other devices, one of the embodiments 1 to 3 is combined with conventional filtering techniques 5 to prevent the alternating voltage that is generated from interfering with other equipment due to displacement via the mains or because the circuit according to the present invention behaves as a transmitter. It is noted here that the design of the required filter is simple and efficient since the alternating voltage is generated with a microprocessor as a function generator and consequently the frequency of alternating voltage generated by the function generator 10 hardly, if at all, runs. This makes it possible to use a very selective filter with narrow bandwidth to prevent interference from the switching power supply on other systems.

Voorbeeld 4Example 4

Een accu van V1 die een spanning levert van 24V werd aangesloten op de schakeling in 15 figuur 1. Achtereenvolgens wordt nu de functie van de onderdelen in figuur 1 uitgelegd alsmede de werking van de schakeling. Condensator C3 met een capaciteit van 1000 pF / 100V is een afvlakcondensator die de wisselende belasting van accu V1 opvangt. Transistors T3 en T4 zijn van het type BC547B, worden door een functiegenerator gevoed via punten A en B en dienen voor versterking van het signaal dat door de functiegenerator 20 wordt geleverd. Weerstanden R1 en R2 beiden met een waarde van 100 Ohm begrenzen de stroom die door collectoren emitter van transistors T3 en T4 loopt. Transistors T3 en T4 zijn van het type IRF540. De functiegenerator wordt aangesloten op punten A en B. De functiegenerator levert alternerend een signaal aan punt A en punt B. Met andere woorden: Eerst wordt punt A door de functiegenerator van een spanning voorzien die gelijk is aan 5 25 volt. Deze spanning wordt vervolgens gedurende een tijd t1 seconden op 5 volt gehouden. Daarna maakt de functiegenerator de spanning op punt A gelijk aan 0 volt. Zodra de spanning op punt A nul volt bedraagt, schakelt de functiegenerator de spanning op punt B op 5 volt. Deze spanning wordt eveneens gedurende t1 seconden op 5 volt gehouden terwijl de spanning op punt A nog steeds 0 volt bedraagt. Nadat de spanning op punt B 30 gedurende t1 seconden op 5 volt is gehouden, wordt deze weer op 0 volt gebracht en wordt de spanning op punt A weer op 5 volt gebracht Deze cyclus herhaalt zich eindeloos. Het gevolg hiervan is dat transistors T3 en T4 alternerend ingeschakeld en uitgeschakeld worden. Dit heeft vervolgens tot gevolg dat via C2 met een capaciteit van 4.7 pF en R6 met een waarde van 300 Ohm, de FET T1 en via C1 met een capaciteit van 4.7 pF en R5 35 met een waarde van 300 Ohm, de FET T2 alternerend worden geschakeld. Het gevolg hiervan is dat de stroom door de primaire spoel van transformator TR1 via de centertip van TR1 alternerend door FET T1 en FET T2 loopt. Dit leidt ertoe dat transformator TR1 op 16 zeer efficiënte wijze wordt voorzien van een wisselstroom die in dit geval door TR1 omhoog wordt getransformeerd naar een gewenste waarde i.e., naar die waarde die nodig is om de belasting L1, een ultrasone installatie, op het gewenste vermogen te laten werken. Nu de werking van de schakeling in figuur 1 bekend is wordt kort uiteengezet hoe op efficiënte 5 wijze het gewenste signaal met grote nauwkeurigheid en stabiliteit op punten A en B kan worden gerealiseerd. Dit wordt gedaan met een microprocessor. In dit geval is gebruik gemaakt van de microprocessor PIC16F84A maar voor de toepassing volgens onderhavige vinding is een scala aan microprocessors bruikbaar. Deze microprocessor werd gevoed via accu V1. Hiertoe werd de spanning van 24V die door V1 wordt geleverd omlaag gebracht 10 door toepassing van een spanningsregelaar van het type LM317. Deze spanningsregelaar werd volgens het schema in de bijbehorende datasheet ingesteld op een constante spanning van 5 Volt. Deze uitgangsspanning van de LM317 werd aan de microprocessor gevoed. Verder werd de kloksnelheid van de microprocessor ingesteld door gebruik te maken van een extern 20 MHz kristal, een en ander zoals aangegeven in de datasheet van 15 de PIC16F84A. De microprocessor werd geprogrammeerd om alternerend uitgang RB1 en RB2 "hoog" te maken (dus op 5 volt te brengen). De uitgang RB1 werd op punt A in figuur 1 aangesloten en de uitgang RB2 op punt B. Door de zojuist beschreven schakeling toe te passen kan softwarematig de gewenste frequentie worden ingesteld waarop de schakelende voeding werkt Hierdoor kan de schakeling flexibel worden ingezet. De 20 microprocessor PIC16F84A werd geprogrammeerd op een frequentie van 40 kHz. Als transformator TR1 werd een ringkemtransformator van het type Amplimo 3N1262 toegepast. Deze trafo heeft 2 wikkelingen voor 25V die in serie kunnen worden geschakeld en die galvanisch gescheiden zijn van een wikkeling voor 240V. De wikkelingen voor 25V werden in serie geschakeld en worden in deze aanvraag de primaire wikkelingen genoemd. 25 De secundaire wikkeling is de wikkeling van 220V. Op de secundaire wikkeling werd een ultrasone transducer met een vermogen van 20 Watt en een resonantiefrequentie van 40 kHz aangesloten. De transducer werd in een bekerglas met water geplaatst. De schakeling werd aangezet en het bleek dat de ultrasone transducer goed werkte: er was een sissend geluid hoorbaar en in de vloeistof bleken luchtbellen te ontstaan die hetzij stilstonden, hetzij 30 zich met grote snelheid verplaatsen door de vloeistof. Verder bleek de schakeling zeer efficiënt. De FETs T1 en T2 werden niet warm bij een opgenomen vermogen van 20 Watt. Het is voor de vakman duidelijk dat deze schakeling nog aanzienlijk kan worden geoptimaliseerd. Het voorbeeld toont echter zeer duidelijk aan dat de technologie volgens onderhavige vinding werkt en dat ultrasone installaties met een zeer hoge efficiency van 35 energie kunnen worden voorzien waarbij de energiebron een laagspanning is die in dit geval 24 Volt bedraagt. Opgemerkt wordt dat de schakeling voor het slim koppelen van ultrasone installaties met een kliksysteem zoals beschreven in deze aanvraag slechts een 17 voorbeeld is. Het systeem zoals beschreven in deze aanvraag alsmede de elektronische besturing is algemeen toepasbaar voor ultrasone installatiessystemen. Dergelijke ultrasone installatiessytemen maken nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding. In de elektrotechniek bestaat vaak de behoefte om tegelijkertijd een hoge spanning ter 5 beschikking te hebben en een gestabiliseerde laagspanning. Deze behoefte vloeit voort uit het feit dat een groot aantal les, waaronder microcontrollers maar niet daartoe beperkt, gevoed dient te worden met een laagspanning van 5 Volt. Het is echter ongewenst om de 5 Volt voorziening te realiseren door gebruik te maken van een 50 Hz transformator aangezien deze een relatief hoge kostprijs heeft Het toepassen van twee weerstanden als 10 spanningsbrug om op deze wijze een gelijkspanning van 5 Volt te verkrijgen is niet acceptabel vanwege de grote hoeveelheid elektrische energie die in de grootste weerstand van de spanningsdeler wordt omgezet in warmte.A battery of V1 which supplies a voltage of 24V was connected to the circuit in figure 1. The function of the components in figure 1 is now successively explained as well as the operation of the circuit. Capacitor C3 with a capacity of 1000 pF / 100V is a smoothing capacitor that absorbs the varying load of battery V1. Transistors T3 and T4 are of the BC547B type, are fed by a function generator via points A and B and serve to amplify the signal supplied by the function generator 20. Resistors R1 and R2 both with a value of 100 Ohm limit the current that flows through collectors emitter of transistors T3 and T4. Transistors T3 and T4 are of the IRF540 type. The function generator is connected to points A and B. The function generator alternately supplies a signal to point A and point B. In other words: First, point A is supplied by the function generator with a voltage equal to 5 volts. This voltage is then kept at 5 volts for a time t1 seconds. The function generator then makes the voltage at point A equal to 0 volts. As soon as the voltage at point A is zero volts, the function generator switches the voltage at point B to 5 volts. This voltage is also kept at 5 volts for t1 seconds while the voltage at point A is still 0 volts. After the voltage at point B 30 has been kept at 5 volts for t1 seconds, it is brought back to 0 volts and the voltage at point A is brought back to 5 volts. This cycle repeats itself endlessly. The consequence of this is that transistors T3 and T4 are switched on and off alternately. This then has the consequence that via C2 with a capacity of 4.7 pF and R6 with a value of 300 Ohm, the FET T1 and via C1 with a capacity of 4.7 pF and R5 with a value of 300 Ohm, the FET T2 are alternated switched. The consequence of this is that the current through the primary coil of transformer TR1 flows through FET T1 and FET T2 via the center tip of TR1. This leads to transformer TR1 being supplied in an extremely efficient manner with an alternating current which in this case is transformed upwards by TR1 to a desired value ie, to that value which is required for the load L1, an ultrasonic installation, at the desired power to make it work. Now that the operation of the circuit in Figure 1 is known, it is briefly explained how the desired signal can be realized efficiently with great accuracy and stability at points A and B. This is done with a microprocessor. In this case, the microprocessor PIC16F84A has been used, but for the application according to the present invention a range of microprocessors can be used. This microprocessor was powered via battery V1. For this purpose the voltage of 24V supplied by V1 was lowered by using a voltage regulator of the type LM317. This voltage regulator was set according to the diagram in the accompanying data sheet to a constant voltage of 5 Volts. This output voltage of the LM317 was supplied to the microprocessor. Furthermore, the clock speed of the microprocessor was set using an external 20 MHz crystal, all this as indicated in the data sheet of the PIC16F84A. The microprocessor was programmed to make alternate outputs RB1 and RB2 "high" (ie to bring them to 5 volts). The output RB1 was connected to point A in figure 1 and the output RB2 to point B. By applying the circuit just described, the desired frequency at which the switching power supply operates can be set by software. This allows the circuit to be used flexibly. The microprocessor PIC16F84A was programmed at a frequency of 40 kHz. The transformer TR1 used was an annular core transformer of the Amplimo 3N1262 type. This transformer has 2 windings for 25V that can be connected in series and that are galvanically isolated from a winding for 240V. The windings for 25V were connected in series and are referred to as the primary windings in this application. The secondary winding is the 220V winding. An ultrasonic transducer with a power of 20 watts and a resonance frequency of 40 kHz was connected to the secondary winding. The transducer was placed in a beaker with water. The circuit was turned on and it turned out that the ultrasonic transducer was working properly: a hissing sound was heard and air bubbles appeared to arise in the liquid, which either stopped or moved at high speed through the liquid. Furthermore, the circuit turned out to be very efficient. The FETs T1 and T2 did not heat up at a power consumption of 20 watts. It is clear to the skilled person that this circuit can still be considerably optimized. However, the example shows very clearly that the technology according to the present invention works and that ultrasonic installations can be provided with a very high efficiency of energy, the energy source being a low voltage which in this case amounts to 24 volts. It is noted that the circuit for the smart coupling of ultrasonic installations with a click system as described in this application is only an example. The system as described in this application as well as the electronic control is generally applicable for ultrasonic installation systems. Such ultrasonic installation systems are emphatically part of the present invention. In electrical engineering there is often a need to have a high voltage and a stabilized low voltage at the same time. This need arises from the fact that a large number of lessons, including but not limited to microcontrollers, must be supplied with a low voltage of 5 Volts. However, it is undesirable to realize the 5 Volt supply by using a 50 Hz transformer as it has a relatively high cost. Applying two resistors as a 10 voltage bridge to obtain a DC voltage of 5 Volts in this way is not acceptable due to the large amount of electrical energy that is converted into heat in the greatest resistance of the voltage divider.

Onderhavige vinding betreft een nieuwe type elektronische schakeling waarmee het mogelijk is om op efficiënte wijze een hoogspanning, een eerste laagspanning en een 15 tweede laagspanning te verkrijgen. Met de technologie volgens onderhavige vinding is het aanzienlijk goedkoper om via het lichtnet ICs waaronder microcontrollers aan te sturen dan volgens stand der techniek mogelijk is. De uitvoeringsvorm voorziet middelen om de wisselspanning uit het lichtnet gelijk te richten, middelen om tenminste een deel van de wisselspanning uit het lichtnet om te zetten naar een eerste gelijkspanning die lager is dan 20 50 Volt en bij voorkeur hoger is dan 5 Volt en middelen om de eerste gelijkspanning verder te verlagen naar een tweede gestabiliseerde spanning die lager is dan bij voorkeur 7 Volt zodat de tweede gestabiliseerde gelijkspanning kan worden toegepast als voeding voor een of meerdere microprocessors en / of microcontrollers en / of andere ICs die met een gestabiliseerde laagspanning gevoed dienen te worden. Een uitvoeringsvorm volgens de 25 uitvinding wordt uitgelegd aan de hand van de bij deze aanvrage behorende figuren 7 en 8. Een eerste uitvoeringsvorm van de technologie volgens onderhavige vinding is weergegeven in figuur 7. De netspanning wordt halfzijdig gelijkgericht met behulp van diode D4. De gelijkgerichte spanning wordt afgevlakt met condensator C4. Op punt B ontstaat hierdoor de plus van een gelijkgerichte en afgevlakte hoogspanning. Via het 30 netwerk C1, D1, C2, D2, D3, C3, D5 wordt een gestabiliseerde eerste gelijkspanning opgewekt. Diode D5 is een zenerdiode die bij voorkeur op een spanning van 24 Volt wordt ingesteld. Op punt A in figuur 7 wordt bij voorkeur een spanningsregelaar aangesloten zoals een regelaar / stabilisator van het type LM317. Kort samengevat verkrijgen we dan een hoogspanning op punt B, een eerste laagspanning van bijvoorbeeld 24 Volt op punt A 35 en een tweede laagspanning van bijvoorbeeld 5 Volt over de additionele spanningsregelaar / stabilisator. Het is voor de vakman duidelijk dat een voeding volgens figuur 7 en de additionele spanningsregelaar / stabilisator uitermate geschikt is voor applicaties waarbij 18 een hoogspanning nodig is en waarbij een of meerdere ICs die op 5 Volt werken moeten worden aangestuurd en waarbij ook nog een tweede hogere gelijkspanning nodig is bijvoorbeeld voor de aansturing van FETs via een microprocessor die op de gelijkspanning van 5 Volt werkt. Een dergelijke aansturing kan er als niet limiterend voorbeeld als volgt 5 uitzien: Een PIC van het type 16F84A die op de 5 Volt voorziening is aangesloten stuurt via een uitgang de basis van een transistor BC547B aan. Deze transistor is met de emitter verbonden aan de nul en via een collectorweerstand aan de 24 Volt voorziening. Het gevolg is dat wanneer de uitgang van de PIC op 5 Volt wordt gezet, de transistor wordt aangestuurd. Via een koppelcondensator op de collectorweerstand en een spanningsdeler 10 kan nu een FET worden aangestuurd via het lichtnet zonder dat we een transformator hebben hoeven toepassen. Verder wordt opgemerkt dat de schakeling zodanig is ontworpen dat condensators C1 en C2 monopolair mogen zijn. Dit betekent dat elektrolytische condensators voor C1 en C2 mogen worden toegepast hetgeen tot een additionele kostenbesparing leidt. De schakeling in figuur 7 is vooral nuttig als de belasting 15 van de hoogspanning niet om heel grote vermogens vraagt i.e., vermogens kleiner dan circa 100 Watt. Bij grotere vermogens wordt de voorkeur gegeven aan de schakeling in figuur 8. De schakeling in figuur 8 lijkt sterk op de schakeling in figuur 7. Echter in dit geval is gebruik gemaakt van een diodebrug. Hierdoor is de spanning niet enkelzijdig maar dubbelzijdig gelijkgericht. Dit heeft als voordeel dat condensator C3 relatief klein kan zijn 20 terwijl de spanning door C3 dan toch enigszins wordt gestabiliseerd. Op punt C wordt een gelijkspanning verkregen. Opgemerkt wordt dat op punt C alleen een gelijkspanning komt te staan indien de schakeling tussen A en B wordt belast. Dit komt omdat de schakeling gebruik maakt van het feit dat de spanning tussen punten A en B door een slimme keuze van condensator C3, die een voldoende lage waarde dient te hebben, niet volledig 25 afgevlakt is. Voor veel toepassingen is een beperkt afgevlakte hoogspanning geen probleem en in een aantal gevallen is een dergelijke beperkte hoogspanning zelfs gewenst. De grote waarde van de technologie van onderhavige vinding ligt enerzijds in de algemene toepasbaarheid van de schakelingen in figuren 7 en 8 en anderzijds in het feit dat de schakelingen in figuren 7 en 8 zeer goed en in een aantal gevallen zelfs beter werken dan 30 conventionele zeer goed afgevlakte voedingen. Nu de technologie volgens onderhavige vinding uitvoerig is beschreven volgt een aantal verdere voorkeuruitvoeringsvormen daarvan. In een eerste voorkeuruitvoeringsvorm wordt de technologie volgens onderhavige vinding toegepast voor het aansturen van ultrasone transducers. Als deze ultrasone transducers worden aangestuurd middels een microprocessor bijvoorbeeld van het type 35 16F84A gevolgd door een voorversterker, een vermogensversterker en een push pull transformator waarbij op de secundaire zijde van de transformator de transducer wordt aangesloten dan wordt een uitermate efficiënt systeem verkregen. De hoogspanning die 19 door de schakeling in figuur 7 of 8 wordt geleverd en die de FETs van de vermogensversterker voedt is niet perfect gelijkgericht. Hierdoor krijgen we een amplitudegemoduleerde hoogspanning. Dat is gunstig want deze is mathematisch op te vatten als de som van drie sinusoiden met als centrale frequentie de resonantiefrequentie 5 van de transducer en als zijbanden frequenties die hoger en lager liggen op een afstand van de resonantiefrequentie die gelijk is aan de frequentie van de amplitudemodulatie. Hierdoor levert een klein verloop van de resonantiefrequentie in de tijd door slijtage van de transducer geen problemen op. In een tweede voorkeuruitvoeringsvorm wordt de technologie volgens onderhavige vinding gebruikt voor het aansturen van 10 gasontladingslampen. Bij aansturing van gasontladingslampen is een fluctuatie van de hoogspanning niet relevant waardoor de voeding volgens onderhavige vinding toepasbaar is. Onverwacht voordeel van de voeding is dat bij opstart van de gasontladingslampen een extra hoge spanningspuls ontstaat door de amplitudemodulatie van de hoogspanning. Hierdoor ontsteekt de lamp beter en heeft deze een langere levensduur. Het is voor de 15 vakman duidelijk dat de push pull transformator kan worden uitgelegd als scheidingstransformator zodat bijvoorbeeld een ultrasone transducer die volgens de technologie van onderhavige vinding wordt aangestuurd veilig kan worden aangeraakt. Daarnaast is het voor de vakman duidelijk dat de technologie volgens onderhavige vinding zeer breed inzetbaar is en de voorkeuruitvoeringsvormen dienen dan ook gezien te worden 20 als niet limiterende voorbeelden van toepassingen. Tot slot wordt opgemerkt dat ook meerdere applicaties op een en dezelfde secundaire spoel van een eindtransformator kunnen worden aangesloten. Als een van die applicaties een ultrasone transducer is, kan door fluctuaties in amplitude en fase van de voeding naar de transducer een gewenste stabilisatie van de werking van die transducer optreden. Onderhavige vinding betreft tevens 25 een werkwijze en inrichting voor het simultaan aansturen van desinfectieapparatuur gekenmerkt door een voedingsbron die kan worden aangesloten op het lichtnet en die een gelijkgerichte hoogspanning levert van bijvoorbeeld 300 Volt en / of een gelijkgerichte laagspanning van bijvoorbeeld 24 Volt, middelen om een gepulseerde wisselspanning of een epulseerde gelijkspanning op te wekken, tenminste een versterker om de 30 wisselspanning en / of de gepulseerde gelijkspanning te versterken, meer dan een transformator met tenminste een primaire en een secundaire wikkeling en meer dan een belastingscircuit. Niet limiterende voorbeelden van desinfectie-apparatuur die met de technologie van onderhavige vinding simultaan kunnen worden aangestuurd zijn gasontladingslampen waaronder UV lampen, ultrasone transducers, ozongenerators, 35 inrichtingen voor elektrolyse, inrichtingen om met wisselspanning micro-organismen te doden en elektromagnetische zenders. Desinfectie in het algemeen en desinfectie van drinkwater in het bijzonder zijn van groot maatschappelijk belang om de volksgezondheid 20 te waarborgen. Naast veilig voedsel en een veilige omgeving i.e., vrij van voor de gezondheid schadelijke organismen, is het van groot maatschappelijk belang dat desinfectie op een duurzame manier wordt gerealiseerd. De uitvinders van onderhavige vinding hebben vastgesteld dat het gelijktijdig toepassen van verschillende 5 desinfectietechnieken beter werkt per Watt verbruikt elektrisch vermogen dan elk van deze technieken afzonderlijk. Onder desinfectietechnieken wordt in onderhavige vinding verstaan: desinfectie door ultrasone trillingen, UV straling, elektromagnetische straling, ozon, elektrolyse. Om bovenstaande reden bestaat er vanuit de markt een behoefte voor een aansturing waarmee het mogelijk is om tegen lage investeringskosten aansturingen te 10 realiseren waarmee het mogelijk is tegen een laag energieverbruik tegelijkertijd meerdere desinfectietechnieken toe te passen. Met de technologie volgens onderhavige vinding is dit mogelijk. Om de technologie volgens onderhavige vinding zo helder mogelijk uit te leggen wordt eerst een werkwijze en inrichting beschreven om gasonladingslampen (UVC desinfectielampen) van elektrische energie te voorzien. Vervolgens wordt uiteengezet hoe 15 vanuit de bouwsteen ter sturing van een gasontladingslamp op kostenefficiënte wijze meerdere aansturingen i.e., aansturingen voor andere desinfectie-apparaten kunnen worden gerealiseerd. De technologie volgens onderhavige vinding bestaat volgens een eerste aspect uit een voeding. Deze voeding betrekt zijn elektrische energie bij voorkeur uit het lichtnet of uit een accu of uit een zonnecel of uit een turbine waaronder een windmolen 20 of uit een microbiële brandstofcel. Volgens een tweede aspect bestaat onderhavige vinding uit een microprocessor en / of microcontroller en / of PC, verderop kortweg microprocessor genoemd, die op tenminste 2 uitgangen alternerend een gepulseerde gelijkspanning zoals bijvoorbeeld een blokspanning levert. De frequentie en eventueel de amplitude van de gepulseerde gelijkspanning zijn softwarematig instelbaar en de kloksnelheid van de 25 microprocessor wordt bij voorkeur middels een extern kristal ingesteld. Volgens een derde aspect bestaat onderhavige vinding uit een voorversterker die elk van de (blokjspanningen die door de microprocessor geleverd worden versterkt. Bij voorkeur bestaat een dergelijke voorversterker uit een NPN transistor zoals een transistor van het type BC547B die met de basis is aangesloten op de uitgang van de microprocessor, waarvan de emitter op de nul is 30 aangesloten en de collector via een collectorweerstand op de plus is aangesloten. Volgens een vierde aspect bestaat onderhavige vinding uit een vermogensversterker die door de voorversterker wordt gevoed. De vermogensversterker bestaat bij voorkeur uit 2 FETs. De gate van elke FET wordt aangesloten op een kanaal van de voorversterker. Voor de koppeling van de gate van de FETs aan de voorversterker wordt optioneel gebruik gemaakt 35 van 2 weerstanden als spanningsdeler en / of een koppelcondensator en / of een zenerdiode. Het eindresultaat is dat beide FETs van de vermogensversterker alternerend aan en uitgeschakeld worden door de microprocessor. Bij voorkeur wordt gebruik gemaakt 21 van N FETs en een niet limiterend voorbeeld van geschikte FETs zijn een FETs van het type IRF640. De drain van beide FETs wordt aangesloten op de primaire wikkeling van een transformator die met een middenaftakking is uitgerust. De middenaftakking wordt aangesloten op de plus van de voedingsbron. Door nu beide FETs alternerend te 5 schakelen wordt op de secundaire wikkeling van de transformator een wisselspanning opgewekt. Kort samengevat werkt de vermogensversterker volgens het push pull principe. Volgens een vijfde aspect bestaat de technologie volgens onderhavige vinding uit een elektronische schakeling die op de secundaire wikkeling van de transformator wordt aangesloten en die uit tenminste een gasontladingslamp bestaat met optioneel daarop 10 aangesloten spoel en / of een condensator en of een netwerk van spoelen en condensators. Een uitvoeringsvorm die in combinatie met onderhavige vinding goed werkt is een condensator in serie met de gasontladingslamp in serie met een eerste spoel. Vervolgens wordt een tweede spoel parallel geplaatst aan de gasontladingslamp. De aldus verkregen schakeling is zodanig te dimensioneren dat de belasting van de transformator 15 nagenoeg een ohmse belasting is i.e., het faseverschil tussen stroom en spanning is nagenoeg gelijk aan nul. In deze specifieke schakeling kan de stroom die door de gasontladingslamp gaat lopen worden ingesteld door de waarde van de condensator te kiezen. Vervolgens wordt de inductiviteit van de eerste spoel en de tweede spoel zodanig gekozen dat het netwerk dat op de secundaire wikkeling van de transformator wordt 20 aangesloten zo goed mogelijk een ohmse belasting benadert. Volgens een zesde aspect bestaat onderhavige vinding uit een programma in de microprocessor dat eerst gedurende een korte periode, verderop de ontsteekperiode genoemd, een alternerende blokspanning met een lage frequentie op de uitgangen van de microprocessor zet en daarna een alternerende blokspanning met een hoge frequentie. Het gevolg is dat het secundaire 25 circuit gedurende de ontsteekperiode met een wisselspanning met een lage frequentie wordt belast en daarna met een wisselspanning met een hoge frequentie. Het is voor de vakman duidelijk dat door deze werkwijze gedurende de ontstekingsperiode een zeer hoge piekspanning over de gasontladingslamp ontstaat. Deze piekspanning is veel hoger dan de spanning die over de gasontladingslamp komt te staan bij een hogere frequentie van de 30 alternerende blokspanning. Een zeer belangrijk voordeel van de technologie volgens onderhavige vinding boven de stand der techniek is dat gebruikmakend van de uiteengezette elektronische schakeling softwarematig de gasontlading in de lamp i.e., de onsteking van de lamp, kan worden gerealiseerd. Na ontsteking kan vervolgens softwarematig de frequentie op de gewenste waarde worden ingesteld waarbij de hoogte 35 van de frequentie die wordt ingesteld de grootte van de stroom bepaalt die door de condensator wordt begrensd. Een aparte ontstekingsschakeling is dus niet nodig. Voorgloeien van de gasontladingslamp middels een gloeispiraal is ook niet nodig. Verder 22 kan de lamp softwarematig worden gedimd door de frequentie van de wisselspanning die via de microprocessor wordt gegenereerd te variëren. Nu de technologie volgens onderhavige vinding uitvoerig is uitgelegd wordt een aantal voorkeuruitvoeringsvormen van onderhavige vinding uiteengezet: 5 In een eerste voorkeuruitvoeringsvorm is de voeding een laagspanningsvoeding of een accu. Dit betekent dat de FETs aan de vermogenskant met 24V worden geschakeld. Door de spanning in de transformator met centertip omhoog te transformeren wordt een wisselspanning gecreëerd die voldoende hoog is om de technologie volgens onderhavige vinding te laten werken. Een transformatiefactor tussen 0.1 en 30 (totaal aantal windingen 10 van de secundaire spoel gedeeld door het totaal aantal windingen van de primaire spoel waarvan de centertip deel uitmaakt), meer bij voorkeur tussen 1 en 10 en het meest bij voorkeur tussen 2 en 6 is een goede praktijkwaarde om detechnologie volgens onderhavige vinding goed te laten werken op een 24 Volt gelijkspanning. Deze uitvoeringsvorm is uitermate geschikt om uitgaande van een gelijkspanning zoals een accu, 15 zeer hoogwaardig TL-licht te creëren i.e., licht zonder hinderlijk geknipper dat met een hoge energie-efficiency wordt opgewekt. Verder is deze uitvoeringsvorm uitermate geschikt voor desinfectie-installaties met UV lampen die vanuit laagspanning worden gevoed. In een tweede uitvoeringsvorm bestaat de voeding uit een gelijkgerichte en afgevlakte netspanning. Dit betekent dat de FETs aan de vermogenskant met hoogspanning worden 20 geschakeld. De laagspanning die noodzakelijk is om de microprocessor en de voorversterker te laten werken wordt verkregen door de netspanning via een diode -weerstand - condensator combinatie naar 24 Volt te brengen en vervolgens deze 24 Volt spanning te gebruiken om de collector van de voorversterker te voeden. De microprocessor verkrijgt zijn 5 Volt spanning door de 24 Volt spanning omlaag te brengen en te stabiliseren 25 met bijvoorbeeld een LM317 IC. Het is voor de vakman duidelijk dat het op deze wijze mogelijk is om de gasontladingslamp rechtstreeks uit het net te voeden zonder dat een 50 Hz transformator nodig is. Deze wijze van werken in combinatie met de technologie volgens onderhavige vinding brengt een belangrijk kostenvoordeel met zich mee. De tweede uitvoeringsvorm is met name geschikt voor het schakelen van TL-verlichting op 30 kantoren, het schakelen van UV lampen in zonnebanken en van desinfectie-systemen met UVC lampen.The present invention relates to a new type of electronic circuit with which it is possible to efficiently obtain a high voltage, a first low voltage and a second low voltage. With the technology according to the present invention, it is considerably cheaper to control ICs, including microcontrollers, via the mains network than is possible according to the prior art. The embodiment provides means for rectifying the alternating voltage from the mains, means for converting at least a part of the alternating voltage from the mains to a first direct voltage which is lower than 50 volts and preferably higher than 5 volts and means for further reduce the first direct voltage to a second stabilized voltage that is lower than preferably 7 Volts so that the second stabilized direct voltage can be used as a power supply for one or more microprocessors and / or microcontrollers and / or other ICs that need to be supplied with a stabilized low voltage to become. An embodiment according to the invention is explained with reference to figures 7 and 8 associated with this application. A first embodiment of the technology according to the present invention is shown in figure 7. The mains voltage is rectified half-sided with the aid of diode D4. The rectified voltage is smoothed with capacitor C4. At point B, this creates the plus of a rectified and smoothed high voltage. A stabilized first direct voltage is generated via the network C1, D1, C2, D2, D3, C3, D5. Diode D5 is a zener diode which is preferably set to a voltage of 24 volts. A voltage regulator, such as a regulator / stabilizer of the LM317 type, is preferably connected to point A in Fig. 7. Briefly, we then obtain a high voltage at point B, a first low voltage of for example 24 Volts at point A 35 and a second low voltage of for example 5 Volts over the additional voltage regulator / stabilizer. It is clear to those skilled in the art that a power supply according to Figure 7 and the additional voltage regulator / stabilizer is extremely suitable for applications where 18 requires a high voltage and where one or more ICs operating at 5 volts have to be driven and also a second higher DC voltage is required, for example, for controlling FETs via a microprocessor that operates on the DC voltage of 5 Volts. Such a control may look like the following as a non-limiting example: A PIC of the type 16F84A which is connected to the 5 Volt supply drives the base of a transistor BC547B via an output. This transistor is connected to the zero with the emitter and via a collector resistor to the 24 Volt supply. The result is that when the PIC output is set to 5 Volts, the transistor is driven. Via a coupling capacitor on the collector resistor and a voltage divider 10, a FET can now be controlled via the mains without having to use a transformer. It is further noted that the circuit is designed such that capacitors C1 and C2 may be monopolar. This means that electrolytic capacitors for C1 and C2 can be used, which leads to an additional cost saving. The circuit in Figure 7 is especially useful if the high voltage load 15 does not require very large powers, i.e., powers of less than about 100 watts. For larger powers, the circuit in Figure 8 is preferred. The circuit in Figure 8 is very similar to the circuit in Figure 7. However, a diode bridge has been used in this case. This means that the voltage is not rectified on both sides but on both sides. This has the advantage that capacitor C3 can be relatively small, while the voltage is nevertheless somewhat stabilized by C3. A direct voltage is obtained at point C. It is noted that a direct voltage will only be applied at point C if the circuit between A and B is loaded. This is because the circuit makes use of the fact that the voltage between points A and B is not completely flattened by a smart choice of capacitor C3, which must have a sufficiently low value. For many applications, a limited flattened high voltage is not a problem and in some cases such a limited high voltage is even desirable. The great value of the technology of the present invention lies on the one hand in the general applicability of the circuits in Figures 7 and 8 and on the other in the fact that the circuits in Figures 7 and 8 work very well and in some cases even better than conventional very well-flattened power supplies. Now that the technology according to the present invention has been described in detail, a number of further preferred embodiments thereof follow. In a first preferred embodiment, the technology according to the present invention is used for driving ultrasonic transducers. If these ultrasonic transducers are driven by a microprocessor for example of the type 16F84A followed by a preamplifier, a power amplifier and a push pull transformer where the transducer is connected to the secondary side of the transformer, an extremely efficient system is obtained. The high voltage supplied by the circuit in FIGS. 7 or 8 and supplying the FETs of the power amplifier is not perfectly rectified. This gives us an amplitude modulated high voltage. This is advantageous because it can be interpreted mathematically as the sum of three sinusoids with the resonance frequency of the transducer as central frequency and as sideband frequencies that are higher and lower at a distance from the resonance frequency that is equal to the frequency of the amplitude modulation. . As a result, a small variation in the resonance frequency over time due to wear of the transducer presents no problems. In a second preferred embodiment, the technology according to the present invention is used for driving gas discharge lamps. When controlling gas discharge lamps, a fluctuation of the high voltage is not relevant, so that the power supply according to the present invention can be applied. An unexpected advantage of the power supply is that when the gas discharge lamps start up, an extra high voltage pulse is created due to the amplitude modulation of the high voltage. As a result, the lamp ignites better and has a longer service life. It is clear to the person skilled in the art that the push pull transformer can be interpreted as a separation transformer so that, for example, an ultrasonic transducer which is driven according to the technology of the present invention can be safely touched. In addition, it is clear to the person skilled in the art that the technology according to the present invention can be used very widely and the preferred embodiments should therefore be seen as non-limiting examples of applications. Finally, it is noted that several applications can also be connected to one and the same secondary coil of an end transformer. If one of those applications is an ultrasonic transducer, fluctuations in amplitude and phase from the power supply to the transducer may result in a desired stabilization of the operation of that transducer. The present invention also relates to a method and device for simultaneously controlling disinfection equipment characterized by a power source that can be connected to the mains and which supplies a rectified high voltage of, for example, 300 volts and / or a rectified low voltage of, for example, 24 volts, to generate a pulsed alternating voltage or an pulsed direct voltage, at least one amplifier to amplify the alternating voltage and / or the pulsed direct voltage, more than a transformer with at least one primary and a secondary winding and more than one load circuit. Non-limiting examples of disinfection equipment that can be controlled simultaneously with the technology of the present invention are gas discharge lamps including UV lamps, ultrasonic transducers, ozone generators, electrolysis devices, alternating voltage killing microorganisms and electromagnetic transmitters. Disinfection in general and disinfection of drinking water in particular are of great social importance to guarantee public health. In addition to safe food and a safe environment, i.e. free from harmful organisms, it is of great social importance that disinfection is realized in a sustainable manner. The inventors of the present invention have found that the simultaneous application of different disinfection techniques works better per Watt of electrical power consumed than each of these techniques individually. Disinfection techniques in the present invention are understood to mean: disinfection by ultrasonic vibrations, UV radiation, electromagnetic radiation, ozone, electrolysis. For the above reason, there is a need from the market for control with which it is possible to realize controls at low investment costs with which it is possible to use several disinfection techniques simultaneously with low energy consumption. This is possible with the technology according to the present invention. In order to explain the technology according to the present invention as clearly as possible, a method and device is first described for supplying gas discharge lamps (UVC disinfection lamps) with electrical energy. Next, it is explained how from the building block for controlling a gas discharge lamp, multiple controls, i.e., controls for other disinfection devices, can be realized in a cost-efficient manner. According to a first aspect, the technology according to the present invention consists of a power supply. This power supply preferably obtains its electrical energy from the mains or from a battery or from a solar cell or from a turbine including a windmill 20 or from a microbial fuel cell. According to a second aspect, the present invention consists of a microprocessor and / or microcontroller and / or PC, hereinafter referred to simply as a microprocessor, which alternately supplies a pulsed direct voltage such as, for example, a block voltage on at least 2 outputs. The frequency and optionally the amplitude of the pulsed direct voltage are software-adjustable and the clock speed of the microprocessor is preferably set by means of an external crystal. According to a third aspect, the present invention consists of a preamplifier which amplifies each of the (block voltages supplied by the microprocessor. Preferably, such a preamplifier consists of an NPN transistor such as a BC547B type transistor connected to the base with the base of the microprocessor, the emitter of which is connected to the zero and the collector connected to the plus via a collector resistor According to a fourth aspect, the present invention consists of a power amplifier which is supplied by the preamplifier. The gate of each FET is connected to a channel of the preamplifier For coupling the gate of the FETs to the preamplifier, optionally use is made of 2 resistors as a voltage divider and / or a coupling capacitor and / or a zener diode. is that both FETs of the power amplifier alternately on and off be processed by the microprocessor. Preferably, use is made of N FETs and a non-limiting example of suitable FETs are IRF640 type FETs. The drain of both FETs is connected to the primary winding of a transformer equipped with a center tap. The center tap is connected to the plus of the power source. By alternately switching both FETs, an alternating voltage is generated on the secondary winding of the transformer. In short, the power amplifier works according to the push-pull principle. According to a fifth aspect, the technology according to the present invention consists of an electronic circuit which is connected to the secondary winding of the transformer and which consists of at least one gas discharge lamp with optionally connected coil and / or a capacitor and / or a network of coils and capacitors . An embodiment which works well in combination with the present invention is a capacitor in series with the gas discharge lamp in series with a first coil. A second coil is then placed in parallel with the gas discharge lamp. The circuit thus obtained can be dimensioned such that the load of the transformer 15 is substantially an ohmic load, i.e., the phase difference between current and voltage is substantially equal to zero. In this specific circuit, the current flowing through the gas discharge lamp can be adjusted by choosing the value of the capacitor. Subsequently, the inductance of the first coil and the second coil is chosen such that the network connected to the secondary winding of the transformer approaches an ohmic load as closely as possible. According to a sixth aspect, the present invention consists of a program in the microprocessor that first applies an alternating block voltage with a low frequency to the outputs of the microprocessor for a short period, hereinafter referred to as the ignition period, and then an alternating block voltage with a high frequency. The consequence is that during the ignition period the secondary circuit is charged with an alternating voltage with a low frequency and thereafter with an alternating voltage with a high frequency. It is clear to a person skilled in the art that this method produces a very high peak voltage across the gas discharge lamp during the ignition period. This peak voltage is much higher than the voltage that will come across the gas discharge lamp at a higher frequency of the alternating block voltage. A very important advantage of the technology according to the present invention over the prior art is that using the explained electronic circuit, the gas discharge in the lamp, i.e. the ignition of the lamp, can be realized by software. After ignition, the frequency can then be adjusted by software to the desired value, the height of the frequency being set determining the magnitude of the current limited by the capacitor. A separate ignition circuit is therefore not necessary. Preheating of the gas discharge lamp by means of an incandescent coil is also not necessary. Furthermore, the lamp can be dimmed by software by varying the frequency of the alternating voltage generated via the microprocessor. Now that the technology according to the present invention has been explained in detail, a number of preferred embodiments of the present invention are explained: In a first preferred embodiment, the power supply is a low-voltage power supply or a battery. This means that the FETs on the power side are switched with 24V. By transforming the voltage in the transformer with a center tip up, an alternating voltage is created that is sufficiently high for the technology according to the present invention to work. A transformation factor between 0.1 and 30 (total number of turns of the secondary coil divided by the total number of turns of the primary coil of which the center tip forms a part), more preferably between 1 and 10 and most preferably between 2 and 6 is a good practical value for the technology according to the present invention to work properly on a 24 Volt direct current. This embodiment is extremely suitable for creating, based on a direct voltage such as a battery, very high-quality fluorescent light, i.e. light without annoying flashing that is generated with a high energy efficiency. Furthermore, this embodiment is extremely suitable for disinfection installations with UV lamps that are fed from low voltage. In a second embodiment, the power supply consists of a rectified and smoothed mains voltage. This means that the FETs on the power side are switched with high voltage. The low voltage required for the microprocessor and the preamplifier to work is obtained by bringing the mains voltage through a diode-resistor-capacitor combination to 24 volts and then using this 24 volt voltage to supply the collector of the preamplifier. The microprocessor obtains its 5 Volt voltage by lowering and stabilizing the 24 Volt voltage with, for example, an LM317 IC. It is clear to the person skilled in the art that in this way it is possible to feed the gas discharge lamp directly from the mains without the need for a 50 Hz transformer. This method of working in combination with the technology according to the present invention entails an important cost advantage. The second embodiment is particularly suitable for switching TL lighting at offices, switching UV lamps in tanning beds and disinfection systems with UVC lamps.

In een derde uitvoeringsvorm wordt een gasontladingslamp rechtstreeks aangesloten op de secundaire zijde van de transformator en wordt in het circuit een lage weerstand van bij voorkeur 1 ohm opgenomen. Door met een analoog naar digitaal converter met de 35 microprocessor de spanning over de weerstand te meten kan de stroom door de gasontladingslamp worden bepaald. Vervolgens kan deze stroom worden bijgeregeld door softwarematig de dutycycle en / of frequentie van de wisselspanning die op de secundaire 23 spoel ontstaat in te stellen. Het is de vakman duidelijk dat deze techniek van stroom instellen ook kan worden toegepast in combinatie met alle andere uitvoeringsvormen en dat het op deze wijze ook mogelijk is voor veroudering van de lamp te corrigeren.In a third embodiment, a gas discharge lamp is connected directly to the secondary side of the transformer and a low resistance of preferably 1 ohm is included in the circuit. By measuring the voltage across the resistor with an analog to digital converter with the microprocessor, the current through the gas discharge lamp can be determined. This current can then be adjusted by software setting the duty cycle and / or frequency of the alternating voltage generated on the secondary coil. It is clear to the skilled person that this technique of adjusting the current can also be used in combination with all other embodiments and that it is also possible in this way to correct for aging of the lamp.

In een vierde uitvoeringsvorm wordt de gasontladingslamp van een sensor voorzien. Deze 5 sensor kan een eenvoudige fotodiode of lichtgevoelige weerstand zijn. Vervolgens wordt softwarematig via de microprocessor automatisch gecorrigeerd voor veroudering van de lamp. Kort gezegd komt dit neer op het softwarematig verhogen van de frequentie van de wisselspanning zodra de lichtopbrengst van de lamp daalt.In a fourth embodiment, the gas discharge lamp is provided with a sensor. This sensor can be a simple photodiode or light-sensitive resistor. Software is then automatically corrected via the microprocessor for aging of the lamp. In short, this means software-increasing the frequency of the alternating voltage as soon as the light output of the lamp drops.

Voorbeeld 5 10 Een PIC processor van het type 16F84A wordt gevoed via een 24V laboratoriumvoeding. Hiertoe wordt een spanningsstabiliserend element gebruikt dat de spanning van 24 Volt omzet in een spanning van 5 Volt. Dit wordt gerealiseerd door gebruik te maken van een spanningsregelaar van het type LM317. Opgemerkt wordt dat ook een zenerdiode als goedkoper alternatief voor deze toepassing kan worden ingezet. De software van de PIC 15 processor is zodanig ingesteld dat met een frequentie van circa 25 kHz gedurende 1 seconde alternerend een blokspanning op uitgang 1 en uitgang 2 zet. De voorversterker bestaat uit 2 transistors van het type BC547B die elk op de basis gevoed worden door de PIC processor. De collector van elke transistor is via een collectorweerstand van 470 ohm met de plus verbonden en de emitter van elke transistor is met de min verbonden. Op de 20 collector wordt de gepulseerde spanning afgenomen met een koppercondensator van 1 micro Farad. Vervolgens wordt de koppelcondensator aangesloten op een spanningsdeler die uit een serieschakeling bestaat van een weerstand van 470 Ohm en 1 kilo Ohm en die via de weerstand van 1 kilo Ohm op de nul is aangesloten. De spanning over elke weerstand van van 1 kilo Ohm wordt over de gate van een FET van het type IRF640 gezet. 25 De drain van elk van deze FETs is aangesloten op een uiteinde van de primaire spoel. De centertip van de primaire spoel is aangesloten op de plus van de voeding. De source van beide FETs is op de nul aangesloten. De transformator bestaat een primaire spoel met centertip en een secundaire spoel waarbij de verhouding van het aantal primaire windingen : aantal secundaire windingen gelijk is aan 1:5. De transformator is geschikt gemaakt voor 30 frequenties tussen circa 15 kHz en 80 kHz met een optimale werking bij een frequentie rond 40 kHz. Op de secundaire zijde van de transformator is een condensator met een capaciteit van 3900 pico Farad aangesloten in serie met een 18 Watt TL buis en een spoel met een inductiviteit van 1 milli Henry. Parallel aan de TL buis is een spoel aangesloten met een inductiviteit van 6.8 milli Henry. De PIC processor is geprogrammeerd met software die 35 eerst een wisselspanning op de secundaire zijde van de transformator oplevert met eenfrequentie van 25 kHz. Deze frequentie staat gedurende 1 seconde op de secundaire zijde. Vervolgens verhoogt de software in de PIC processor de frequentie van 25 kHz naar 24 40 kHz. Inschakelen van de voeding levert een onsteking van de lamp binnen 1 seconde waarna de lamp gaat branden met een vermogen van 18 Watt en een zeer aangenaamhelder licht zonder knippereffecten. Dit voorbeeld toont eenduidig aan dat de technologie volgens onderhavige vinding goed werkt en in principe toepasbaar is voor 5 aansturing van elke gasontladingslamp. Het is voor de vakman duidelijk dat in plaats van vermogensoverdracht volgens het push pull principe ook vermogensoverdracht volgens het single ended principe kan worden toegepast. Vooral bij lage vermogens is dit economisch interessant aangezien op deze wijze een vermogenstransistor of FET kan worden uitgespaard. Nu een aantal kenmerken van de technologie volgens onderhavige vinding 10 bekend is wordt de technologie volgens onderhavige vinding in detail beschreven. Zoals uit de beschrijving voor de gasontladingslamp bekend is bevat de technologie volgens onderhavige vinding een microprocessor. Bij voorkeur is dit een PIC microcontroller, bijvoorbeeld van het type 16F84A. Deze microcontroller heeft een groot aantal I/O poorten. Bij de toepassing voor de gasontladingslamp worden voor de meeste toepassingen, maar 1S niet alle, slechts 2 output poorten gebruikt ter aansturing van de push pull transformator. De andere poorten zijn nog beschikbaar. Op deze andere poorten kunnen ook aansturingen volgens bijvoorbeeld het push pull principe worden aangesloten. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om van de microprocessor die reeds wordt gebruikt voor de aansturing van een (JVC lamp ook twee additionele poorten te gebruiken waarmee een tweede voorversterker 20 en een tweede vermogensversterker wordt aangestuurd die op zijn beurt weer een tweede push pull transformator met center tip aanstuurt zodat een tweede aansturing ontstaat. Aangezien de microprocessor kan worden uitgerust met een extern kristal, kan de frequentie waarop zowel de eerste als de tweede aansturing werkt met zeer grote nauwkeurigheid en met zeer grote betrouwbaarheid worden ingesteld. In geval de tweede 25 aansturing een ultrasone transducer betreft is dit van essentieel belang omdat de transducer een resonantiefrequentie heeft waarbij de werking optimaal is en de belasting zich ohms gedraagt in plaats van inductief of capacities Het is de vakman duidelijk dat op deze wijze het technisch mogelijk is om met een enkele microcontroller zowel de aansturing van een (JVC desinfectielamp als de aansturing van een ultrasone transducer 30 softwarematig en onafhankelijk van elkaar te regelen. Dit een belangrijk kenmerk van onderhavige vinding. Nu het principe van onderhavige vinding is uitgelegd volgt een aantal voorkeuruitvoeringsvormen. In een eerste voorkeuruitvoeringsvorm wordt een aantal poorten van een enkele microprocessor gebruikt om meer dan een aansturing van gasontladingslampen te realiseren. Op deze wijze wordt een goedkope aansturing van een 35 verlichtingssysteem gerealiseerd aangezien slechts een centrale microprocessor als functiegenerator wordt toegepast en verder per lamp alleen een voorversterker, eindversterker en transformator nodig zijn. Opgemerkt wordt dat dit systeem voor 25 verlichting in het algemeen, voor zonnebanken, voor desinfectie-units met meerdere UV lampen een duurzaam en economisch alternatief is voor de systemen die volgens stand der techniek werken.Example 5 A PIC processor of the type 16F84A is powered via a 24V laboratory supply. For this purpose a voltage stabilizing element is used which converts the voltage of 24 volts into a voltage of 5 volts. This is achieved by using a voltage regulator of the LM317 type. It is noted that a zener diode can also be used as a cheaper alternative for this application. The software of the PIC 15 processor is set such that with a frequency of approximately 25 kHz alternately a block voltage is applied to output 1 and output 2 for 1 second. The preamplifier consists of 2 transistors of the BC547B type, each powered by the PIC processor on the base. The collector of each transistor is connected to the plus via a collector resistor of 470 ohms and the emitter of each transistor is connected to the minus. The pulsed voltage on the collector is taken with a 1 micro Farad header capacitor. The coupling capacitor is then connected to a voltage divider consisting of a series connection of a resistor of 470 ohm and 1 kilo ohm and which is connected to the zero via the resistor of 1 kilo ohm. The voltage across each resistor of 1 kilo Ohm is applied across the gate of a FET of the IRF640 type. The drain of each of these FETs is connected to one end of the primary coil. The center tip of the primary coil is connected to the plus of the power supply. The source of both FETs is connected to zero. The transformer consists of a primary coil with center tip and a secondary coil where the ratio of the number of primary windings: number of secondary windings is 1: 5. The transformer is made suitable for 30 frequencies between approximately 15 kHz and 80 kHz with an optimal operation at a frequency around 40 kHz. On the secondary side of the transformer is a capacitor with a capacity of 3900 pico Farad connected in series with an 18 watt fluorescent tube and a coil with an inductivity of 1 milli Henry. Parallel to the fluorescent tube is a coil connected with an inductance of 6.8 milli Henry. The PIC processor is programmed with software that first generates an alternating voltage on the secondary side of the transformer with a frequency of 25 kHz. This frequency is on the secondary side for 1 second. The software in the PIC processor then increases the frequency from 25 kHz to 24 40 kHz. Switching on the power supply causes the lamp to ignite within 1 second, after which the lamp lights up with a power of 18 Watt and a very pleasant light without blinking effects. This example clearly demonstrates that the technology according to the present invention works well and can in principle be used for controlling each gas discharge lamp. It is clear to a person skilled in the art that instead of power transfer according to the push pull principle, power transfer according to the single ended principle can also be applied. This is economically interesting, especially at low powers, since a power transistor or FET can be saved in this way. Now that a number of features of the technology according to the present invention are known, the technology according to the present invention is described in detail. As is known from the description for the gas discharge lamp, the technology according to the present invention comprises a microprocessor. This is preferably a PIC microcontroller, for example of the type 16F84A. This microcontroller has a large number of I / O ports. In the application for the gas discharge lamp, for most applications, but 1S not all, only 2 output ports are used to control the push pull transformer. The other ports are still available. Drivers according to, for example, the push pull principle can also be connected to these other ports. For example, it is possible to use two additional ports of the microprocessor that is already used to control a (JVC lamp) with which a second pre-amplifier 20 and a second power amplifier are driven which in turn a second push-pull transformer with center Since the microprocessor can be equipped with an external crystal, the frequency at which both the first and the second drivers operate can be set with very high accuracy and with very high reliability. With regard to ultrasonic transducer, this is essential because the transducer has a resonance frequency at which the operation is optimal and the load behaves ohms instead of inductive or capacities. It is clear to the skilled person that in this way it is technically possible to use a single microcontroller. the control of a (JVC disinfection lamb p as the control of an ultrasonic transducer 30 to be controlled by software and independently of each other. This is an important feature of the present invention. Now that the principle of the present invention has been explained, a number of preferred embodiments follow. In a first preferred embodiment, a plurality of ports of a single microprocessor are used to realize more than one control of gas discharge lamps. In this way an inexpensive control of a lighting system is realized since only a central microprocessor is used as a function generator and furthermore only a preamplifier, power amplifier and transformer are required per lamp. It is noted that this system for lighting in general, for tanning beds, for disinfection units with several UV lamps is a sustainable and economical alternative to the systems that work according to the state of the art.

In een tweede uitvoeringsvorm wordt een (systeem van) desinfectielamp(en) en een 5 (systeem van) ultrasone transducer(s) met een enkele microprocessor aangestuurd. In een derde uitvoeringsvorm wordt een (systeem van) desinfectielamp(en) en een (systeem van) elektrolyse units met een enkele microprocessor aangestuurd. In een vierde uitvoeringsvorm wordt een systeem dat uit tenminste een ultrasone transducer bestaat en een ozongenerator met een enkele microprocessor aangestuurd.In a second embodiment, a (system of) disinfection lamp (s) and a (system of) ultrasonic transducer (s) are controlled with a single microprocessor. In a third embodiment, a (system of) disinfection lamp (s) and a (system of) electrolysis units are controlled with a single microprocessor. In a fourth embodiment, a system consisting of at least one ultrasonic transducer and an ozone generator with a single microprocessor is controlled.

10 In een vijfde uitvoeringsvorm wordt een systeem dat uit tenminste een ultrasone transducer bestaat en/of een UVC desinfectielamp en/of een elektrolysesysteem en/of een elektromagnetische zender en/of een wisselspanningsgenerator met een enkele microprocessor gestuurd. Onder sturen wordt in de opsomming van de uitvoeringsvormen ook verstaan: het van elektrische energie voorzien door middel van een voorversterker, 15 vermogensversterker, een transformator waarbij de desinfecterende inrichting werkzaam verbonden is met de secundaire spoel van de transformator. Daarnaast wordt onder sturen in de uitvoeringsvormen verstaan: het sturen van het proces waarop de desinfecterende inrichting is aangesloten of waarvan de desinfecterende inrichting deel uit maakt. Met de microprocessor kunnen naast het realiseren van de energievoorziening in de juiste vorm 20 (amplitude, frequentie van een wisselspanning die per aansturing softwarematig kan worden ingesteld, gelijkspanning) ook kleppen, pompen, afsluitèrs wordt aangestuurd, kan meetapparatuur worden uitgelezen en kan op basis van signalen die sensors verzamelen een alarm worden gegeven of een vervolgactie worden gestart. De software in de microprocessor waarmee het sturen volgens de definitie in dit document kan worden 25 gerealiseerd i.e., een programma zijnde een werkwijze om meerdere energievoorzieningen aan te sturen met een processor, maakt nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding. Onderhavige vinding betreft tevens een alternatieve werkwijze en inrichting voor het starten van een schakelende voeding en het beveiligen van deze voeding tegen overbelasting gekenmerkt door middelen om een wisselspanning uit het lichtnet gelijk te richten en bij 30 voorkeur ook af te vlakken, middelen die worden gevoed met de aldus verkregen gelijkspanning en voor een korte periode een eerste laagspanning leveren, middelen die uit tenminste een eerste oscillator en / of een eerste microcontroller bestaan en een eerste gepulseerde gelijkspanning opwekken ter aansturing van een eerste schakelende voeding en tenminste in eerste instantie worden gevoed met de eerste laagspanning, een eerste 35 schakelende voeding die tenminste is uitgerust met middelen om een tweede gepulseerde gelijkspanning op te wekken waarbij deze tweede gepulseerde gelijkspanning wordt aangewend om de eerste oscillator en / of eerste microcontroller van elektrische energie te 26 voorzien nadat de eerste laagspanning, waarmee de schakelende voeding is opgestart, wegvalt. In de electrotechniek bestaat vaak de behoefte om tegelijkertijd een hoge spanning ter beschikking te hebben en een gestabiliseerde laagspanning. Deze behoefte vloeit voort uit het feit dat een groot aantal ICs, waaronder microcontrollers maar niet 5 daartoe beperkt, gevoed dient te worden met een laagspanning van 5 Volt. Het is echter ongewenst om de 5 Volt voorziening te realiseren door gebruik te maken van een 50 Hz transformator aangezien deze een relatief hoge kostprijs heeft en relatief veel plaats inneemt op een PCB. Het toepassen van twee weerstanden als spanningsbrug om op deze wijze een gelijkspanning van 5 Volt te verkrijgen is vaak niet acceptabel vanwege de grote 10 hoeveelheid elektrische energie die in de grootste weerstand van de spanningsdeler wordt omgezet in warmte. Onderhavige vinding betreft een nieuwe type elektronische schakeling waarmee het mogelijk is om op efficiënte wijze een hoogspanning, een eerste laagspanning en een tweede laagspanning te verkrijgen. Met de technologie volgens onderhavige vinding is het aanzienlijk goedkoper en efficiënter om via het lichtnet ICs 15 waaronder microcontrollers aan te sturen en / of op te starten dan volgens stand der techniek mogelijk is. Daarnaast is het met de technologie volgens onderhavige vinding mogelijk om betrouwbaar, veilig en tegen een lage kostprijs schakelende voedingen te realiseren. Een belangrijk voordeel van schakelende voedingen volgens de techniek van onderhavige vinding ten opzichte van stand der techniek is dat de schakelende voedingen 20 volgens de techniek van onderhavige vinding automatisch uitschakelen indien de schakelende voeding wordt overbelast. Verder hebben schakelende voedingen volgens de technologie van onderhavige vinding geen feedback loop nodig. Tot slot kan de technologie volgens onderhavige vinding zodanig worden toegepast dat een schakelende voeding wordt verkregen die galvanisch gescheiden is van het lichtnet. Met name indien een 25 dergelijke schakelende voeding wordt toegepast in de procesindustrie voor voeding en / of aansturing van apparatuur die in de nabijheid van of in contact met water is, is een galvanische scheiding van het lichtnet essentieel. Niet limiterende voorbeelden van dergelijke apparatuur zijn ozongenerators, elektrolyseapparatuur, ultrasone transducers, inrichtingen ter behandeling van water met radiogolven, sensors. Opgemerkt wordt dat de 30 technologie volgens onderhavige vinding ook uitermate geschikt is voor toepassing in systemen waar zowel intelligent handelen op basis van signalen uit de omgeving en een voedingsspanning gewenst zijn. Dit is met name het geval omdat de schakelende voeding standaard wordt aangestuurd door een microcontroller die dan tevens kan worden toegepast voor softwarematig uitgevoerde metingen door sensors die werkzaam 35 verbonden zijn met de microcontroller. Technische beschrijving van onderhavige vinding. Onderhavige vinding wordt uitgelegd aan de hand van de bij deze aanvrage behorende figuren 9 t/m 12.In a fifth embodiment, a system consisting of at least one ultrasonic transducer and / or a UVC disinfection lamp and / or an electrolysis system and / or an electromagnetic transmitter and / or an alternating voltage generator is controlled with a single microprocessor. In the summary of the embodiments, control is also understood to mean: supplying electrical energy by means of a pre-amplifier, power amplifier, a transformer in which the disinfecting device is operatively connected to the secondary coil of the transformer. In addition, control in the embodiments is understood to mean: controlling the process to which the disinfecting device is connected or of which the disinfecting device forms part. With the microprocessor, in addition to realizing the energy supply in the correct form (amplitude, frequency of an alternating voltage that can be set per control software, direct voltage) also valves, pumps, shut-offs can be controlled, measuring equipment can be read out and based on signals that sensors collect are alerted or a follow-up action is started. The software in the microprocessor with which control according to the definition in this document can be realized, i.e., a program being a method for controlling multiple energy supplies with a processor, is explicitly part of the present invention. The present invention also relates to an alternative method and device for starting a switching power supply and protecting this power supply against overloading, characterized by means for rectifying an alternating voltage from the mains and, preferably, also smoothing it out, means fed with the DC voltage thus obtained and providing a first low voltage for a short period, means consisting of at least a first oscillator and / or a first microcontroller and generating a first pulsed DC voltage for controlling a first switching power supply and being fed at least initially with the first low voltage, a first switching power supply which is at least equipped with means for generating a second pulsed direct voltage wherein this second pulsed direct voltage is used to supply the first oscillator and / or first microcontroller with electrical energy after the first low voltage , with which the switching power supply was started, is lost. In electrical engineering there is often a need to have a high voltage and a stabilized low voltage at the same time. This need arises from the fact that a large number of ICs, including but not limited to microcontrollers, must be supplied with a low voltage of 5 Volts. However, it is undesirable to realize the 5 Volt facility by using a 50 Hz transformer since it has a relatively high cost price and takes up relatively much space on a PCB. The use of two resistors as a voltage bridge in order to obtain a DC voltage of 5 volts in this way is often not acceptable because of the large amount of electrical energy that is converted into heat in the largest resistor of the voltage divider. The present invention relates to a new type of electronic circuit with which it is possible to efficiently obtain a high voltage, a first low voltage and a second low voltage. With the technology according to the present invention, it is considerably cheaper and more efficient to control and / or start up ICs, including microcontrollers, via the mains network than is possible according to the prior art. In addition, it is possible with the technology according to the present invention to realize switching power supplies reliably, safely and at a low cost. An important advantage of switching power supplies according to the technique of the present invention over the prior art is that the switching power supplies according to the technique of the present invention switch off automatically if the switching power supply is overloaded. Furthermore, switching power supplies according to the technology of the present invention do not require a feedback loop. Finally, the technology according to the present invention can be applied in such a way that a switching power supply is obtained which is galvanically isolated from the mains. In particular if such a switching power supply is used in the process industry for feeding and / or controlling equipment that is in the vicinity of or in contact with water, a galvanic separation of the mains network is essential. Non-limiting examples of such equipment are ozone generators, electrolysis equipment, ultrasonic transducers, devices for treating water with radio waves, sensors. It is noted that the technology according to the present invention is also extremely suitable for use in systems where both intelligent action based on signals from the environment and a supply voltage are desired. This is in particular the case because the switching power supply is controlled as standard by a microcontroller which can then also be used for software-based measurements by sensors which are effectively connected to the microcontroller. Technical description of the present invention. The present invention is explained with reference to Figures 9 to 12 belonging to this application.

2727

Een eerste uitvoeringsvorm van de technologie volgens onderhavige vinding is weergegeven in figuur 9. De netspanning wordt bijvoorkeur gelijkgericht met een diodebrug waarna de gelijkspanning bij voorkeur tenminste gedeeltelijk wordt afgevlakt door gebruik te maken van een hoogspanningscondensator. De hoogspanning die op deze wijze wordt 5 verkregen is in figuur 9 symbolisch weergegeven door voedingsbron V1. Transistor T1 is een hoogspanningstransistor. Als de netspanning op de schakeling in figuur 9 wordt ingeschakeld wordt condensator C1 opgeladen via het circuit R1 - C1 - R2 en R1 - C1 -T1 - D1 en de componenten die parallel zijn geschakeld aan D1. Hierdoor gaat een basisstroom door transistor T1 lopen met als gevolg dat er een significante stroom door het 10 circuit R3 - T1 - D1 gaat lopen. D1 is een zenerdiode en de spanning waarbij D1 in geleiding gaat is bepalend voor de spanning die uiteindelijk over punt B komt te staan (de eerste laagspanning). Na een tijdje is condensator C1 volledig opgeladen en wordt de basisstroom van T1 verwaarloosbaar klein. Hierdoor loopt geen stroom meer door R3, wordt condensator C2 niet meer opgeladen en valt de spanning over punt B weg. Het is 15 voor de vakman duidelijk dat op deze wijze een tijdelijke spanningsbron is gecreeerd. Bij een netspanning van 230 Volt AC zal de spanning V1 na gelijkrichten en afvlakken ongeveer 320 Volt bedragen. Dit betekent dat weerstand R3 een behoorlijke hoeveelheid warmte zal dissiperen wanneer de spanning over punt B slechts 20 Volt moet bedragen. In geval op punt B een belasting van 20 Volt / 20 mA wordt aangesloten zal het vermogen dat 20 in R3 wordt gedissipeerd ongeveer gelijk zijn aan: P(R3) = V(R3) * l(R3) = 300 * 0.020 = 6 Watt. Dit resulteert in een aanzienlijke warmte-ontwikkeling. Indien deze situatie echter slechts circa 2 seconden voortduurt, zal weerstand R3 en de omgeving van R3 nauwelijks opwarmen. De spanning over punt B is uitermate geschikt om een oscillator en / of een microcontroller, zoals een PIC processor van het type 16F84A, op te starten. Bij 25 inschakelen van de netspanning zal de PIC processor dan gedurende een korte periode, bijvoorbeeld 2 seconden maar niet daartoe beperkt, werken waarna deze weer uitschakelt omdat de spanning over punt B wegvalt. Opgemerkt wordt dat genoemde PIC processor een gelijkspanning van 5 Volt als voeding nodig heeft. Dit kan eenvoudig worden gerealiseerd door toepassing van een spanningsregelaar, bijvoorbeeld van hét type LM317. 30 Op deze wijze hebben we dan zowel de eerste laagspanning ter beschikking, die in dit geval 20 Volt bedraagt, als een spanning van 5 Volt ter aansturing van de microcontroller. Opgemerkt wordt dat het bij de technologie volgens onderhavige vinding belangrijk is dat zowel de gelijkspanning van 5 Volt als die van 20 Volt gelijktijdig aanwezig zodat niet alleen de PIC processor van energie wordt voorzien maar tegelijkertijd ook de aansturing van de 35 schakelende voeding gerealiseerd kan worden door met signaal van de PIC processor middels aansturingstransistors tenminste een maar bij voorkeur meerdere vermogens FETs van de schakelende voeding aan te sturen. Een en ander wordt in de nu volgende tekst 28 nader toegelicht.A first embodiment of the technology according to the present invention is shown in Figure 9. The mains voltage is preferably rectified with a diode bridge, whereafter the direct voltage is preferably flattened at least partially by using a high-voltage capacitor. The high voltage obtained in this way is symbolically represented in Figure 9 by power supply V1. Transistor T1 is a high voltage transistor. When the mains voltage on the circuit in Figure 9 is switched on, capacitor C1 is charged via the circuit R1 - C1 - R2 and R1 - C1 - T1 - D1 and the components that are connected in parallel to D1. This causes a base current to flow through transistor T1, with the result that a significant current will flow through the circuit R3 - T1 - D1. D1 is a zener diode and the voltage at which D1 becomes conductive determines the voltage that will eventually come across point B (the first low voltage). After a while, capacitor C1 is fully charged and the base current of T1 becomes negligibly small. As a result, current no longer flows through R3, capacitor C2 is no longer charged and the voltage across point B drops out. It is clear to the skilled person that a temporary voltage source has been created in this way. With a mains voltage of 230 Volt AC, the voltage V1 after rectifying and smoothing will be approximately 320 Volts. This means that resistor R3 will dissipate a considerable amount of heat if the voltage across point B is only 20 Volts. If a load of 20 Volts / 20 mA is connected to point B, the power dissipated in R3 will be approximately equal to: P (R3) = V (R3) * 1 (R3) = 300 * 0.020 = 6 Watt . This results in considerable heat development. However, if this situation continues for only about 2 seconds, resistor R3 and the environment of R3 will hardly heat up. The voltage across point B is extremely suitable for starting an oscillator and / or a microcontroller, such as a PIC processor of the 16F84A type. When the mains voltage is switched on, the PIC processor will then operate for a short period, for example 2 seconds but not limited thereto, after which it switches off again because the voltage across point B is lost. It is noted that said PIC processor requires a DC voltage of 5 Volts as power supply. This can easily be achieved by using a voltage regulator, for example of the type LM317. In this way we then have both the first low voltage available, which in this case is 20 Volts, and a voltage of 5 Volts for controlling the microcontroller. It is noted that with the technology according to the present invention it is important that both the 5 Volt and 20 Volt direct current be present simultaneously so that not only the PIC processor is supplied with energy but also the control of the switching power supply can be realized by control at least one but preferably several power FETs of the switching power supply with signal from the PIC processor by means of control transistors. All this is explained in more detail in the following text 28.

Indien de PIC processor zodanig wordt geprogrammeerd dat deze alternerend 2 uitgangen hoog en laag zet, bijvoorbeeld met een frequentie van 40 kHz, en indien het signaal dat de PIC processor produceert wordt versterkt door toepassing van bijvoorbeeld 2 NPN 5 transistors van het type BC547B die via de collector en een collectorweerstand werkzaam zijn verbonden met de eerste laagspanning (punt B), wordt een aansturing verkregen voor een schakelende voeding. Voor de overzichtelijkheid is de schakeling ter verkrijging van de 5V laagspanning voor de PIC processor met een LM317 IC wegggelaten. Opgemerkt wordt dat de LM317 in eerste instantie wordt gevoed met de eerste laagspanning.If the PIC processor is programmed such that it alternately sets 2 outputs high and low, for example with a frequency of 40 kHz, and if the signal produced by the PIC processor is amplified by applying, for example, 2 NPN 5 transistors of the BC547B type that are connected via the collector and a collector resistor are operatively connected to the first low voltage (point B), a control is obtained for a switching power supply. For the sake of clarity, the circuit for obtaining the 5V low voltage for the PIC processor with an LM317 IC has been omitted. It is noted that the LM317 is initially supplied with the first low voltage.

10 De aansturing treedt dankzij de schakeling in figuur 9 direct in werking wanneer de netspanning wordt ingeschakeld en schakelt na bijvoorbeeld 2 seconden weer uit. Echter wanneer de aansturing wordt aangewend om een schakelende voeding te laten werken, dan kan deze schakelende voeding zo worden ontworpen dat een klein deel van de elektrische energie die de schakelende voeding levert wordt gebruikt als voeding van de 15 PIC processor.Thanks to the circuit in Figure 9, the control is immediately activated when the mains voltage is switched on and switches off again after, for example, 2 seconds. However, when the control is used to make a switching power supply work, then this switching power supply can be designed such that a small part of the electrical energy that the switching power supply supplies is used as power supply to the PIC processor.

Kort samengevat doet de aansturing in figuur 9 dus het volgende: Om de schakelende voeding te laten werken is het noodzakelijk dat de PIC processor van energie wordt voorzien zodat deze softwarematig de aansturing van de schakelende voeding kan laten werken. Tevens is een spanning van circa 10 tot 20 Volt nodig voor de aansturing van FETs 20 in de vermogenstrap van de schakelende voeding. Deze energievoorziening bij opstart wordt door de schakeling in figuur 9 gerealiseerd. Als de schakelende voeding eenmaal is opgestart dan kan deze ook de PIC processor van elektrische energie voorzien. Dankzij het vollopen van condensator C1 in figuur 9, verbruikt de schakeling voor de opstart na korte tijd geen elektrische energie meer en produceert deze ook geen warmte. De 25 energievoorziening aan de PIC processor via de schakelende voeding neemt dan de functie van de opstartvoeding over. Dankzij toepassing van de schakeling in figuur 9 is daardoor geen 50 Hz transformator nodig om de schakelende voeding volgens de technologie van onderhavige vinding op te starten.Briefly summarized, the control in figure 9 therefore does the following: To make the switching power supply work, it is necessary that the PIC processor is supplied with energy so that it can operate the switching power control software. A voltage of approximately 10 to 20 volts is also required for the control of FETs 20 in the power stage of the switching power supply. This energy supply at start-up is realized by the circuit in figure 9. Once the switching power supply has been started up, it can also provide the PIC processor with electrical energy. Thanks to the filling of capacitor C1 in Figure 9, the circuit before the start-up no longer consumes electrical energy and also produces no heat. The energy supply to the PIC processor via the switching power supply then takes over the function of the start-up power supply. Thanks to the use of the circuit in Figure 9, therefore, no 50 Hz transformer is required to start the switching power supply according to the technology of the present invention.

Figuur 10 laat een typisch verloop zien van de spanning over punt B als functie van de tijd 30 voor een schakelende voeding van het type zoals weergegeven in figuur 9. Het is de vakman duidelijk dat de werkwijze zoals hierboven beschreven middels een groot aantal verschillende uitvoeringsvormen kan worden gerealiseerd.Figure 10 shows a typical variation of the voltage across point B as a function of time 30 for a switching power supply of the type as shown in Figure 9. It is clear to the skilled person that the method as described above can be made by means of a large number of different embodiments to be realised.

Als niet limiterend voorbeeld is in figuur 11 een variant op de uitvoeringsvorm in figuur 9 weergegeven. De werking van de schakeling in figuur 11 is volledig analoog aan die van 35 figuur 10. Echter in dit geval zijn 2 transistors toegepast waardoor een hogere versterkingsfactor wordt verkregen en met name de capaciteit van condensator C1 lager kan worden gekozen bij gelijkblijvende opstarttijd van de opstartvoeding. Het voordeel 29 hiervan is dat de prijs van hoogspanningscondensator C1 lager is en dat de afmetingen van C1 aanzienlijk kleiner zijn. Het is vakman duidelijk dat dit met name belangrijk is omdat condensator C1 bij voorkeur geen elektrolytische condensator is vanwege ongewenste (tijdelijke) polarisatie-effecten van de elektroden (herstel van de aluminiumoxidelaag) 5 wanneer de schakeling een tijd i.e., langer dan orde-grootte een week tot enkele maanden niet in gebruik is geweest. Bij veel toepassingen zijn deze polarisatie-effecten niet relevant maar bij de schakelingen in figuren 9 en 11 is het van belang dat geen significante lekstromen door condensator C1 lopen wanneer deze is opgeladen aangezien in dan de transistor in geleiding blijft en de opstartschakeling niet tijdig of helemaal niet uitschakelt.As a non-limiting example, a variant of the embodiment in Figure 9 is shown in Figure 11. The operation of the circuit in Fig. 11 is completely analogous to that of Fig. 10. However, in this case 2 transistors have been applied whereby a higher gain factor is obtained and in particular the capacitance of capacitor C1 can be chosen lower with the same start-up time of the start-up supply. . The advantage of this is that the price of high-voltage capacitor C1 is lower and that the dimensions of C1 are considerably smaller. It is clear to a person skilled in the art that this is particularly important because capacitor C1 is preferably not an electrolytic capacitor because of undesired (temporary) polarization effects of the electrodes (recovery of the alumina layer) when the circuit has a time that is longer than the order of magnitude. has not been in use for a week to several months. In many applications, these polarization effects are irrelevant, but in the circuits in Figs. 9 and 11 it is important that no significant leakage currents pass through capacitor C1 when it is charged since the transistor then remains conductive and the start-up circuit is not timely or completely does not switch off.

10 Het toepassen van een andere condensator voor C1 dan een elektrolytische condensator i.e., toepassing van een keramische condensator, een papiercondensator en polystyreencondensator maar niet daartoe beperkt maakt nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding. Ook de toepassing van de schakeling in figuur 11 i.e., met 2 transistors als dan niet als Darlington configuratie in een enkele behuizing zodat het 15 mogelijk is om voor condensator C1 een exemplaar met lage capaciteit te nemen en waardoor het mogelijk wordt een andere type condensator dan een elektrolytische condensator te nemen maakt nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding.The use of a capacitor for C1 other than an electrolytic capacitor, i.e., the use of a ceramic capacitor, a paper capacitor and a polystyrene capacitor, but not limited thereto, is explicitly part of the present invention. Also the application of the circuit in Fig. 11 ie, with 2 transistors as a non-Darlington configuration in a single housing, so that it is possible to take a low-capacity one for capacitor C1 and thus making it possible to use a different type of capacitor than to take an electrolytic capacitor is emphatically part of the present invention.

Nu de werking van de opstartschakeling is uitgelegd wordt, als niet limiterend voorbeeld, een type schakelende voeding beschreven dat uitermate geschikt is om te worden 20 toegepast in combinatie met de technologie van onderhavige vinding.Now that the operation of the start-up circuit has been explained, as a non-limiting example, a type of switching power supply is described which is extremely suitable for use in combination with the technology of the present invention.

De schakelende voeding bestaat volgens een eerste aspect uit een voeding. Deze voeding betrekt zijn elektrische energie bij voorkeur uit het lichtnet of uit een accu of uit een zonnecel of uit een turbine waaronder een windmolen of uit een microbiele brandstofcel. Volgens een tweede aspect bestaat de schakelende voeding uit een microprocessor en / of 25 microcontroller en / of PC, verderop kortweg microprocessor genoemd, die op tenminste 2 uitgangen alternerend een gepulseerde gelijkspanning zoals bijvoorbeeld een blokspanning levert. De frequentie en eventueel de amplitude van de gepulseerde gelijkspanning zijn softwarematig instelbaar en de kloksnelheid van de microprocessor wordt bij voorkeur middels een extern kristal ingesteld. Volgens een derde aspect bestaat de schakelende 30 voeding uit een voorversterker die elk van de (blok)spanningen die door de microprocessor geleverd worden versterkt. Bij voorkeur bestaat een dergelijke voorversterker uit een NPN transistor zoals een transistor van het type BC547B die met de basis is aangesloten op de uitgang van de microprocessor, waarvan de emitter op de nul is aangesloten en de collector via een collectorweerstand op de plus is aangesloten. Volgens een vierde aspect 35 bestaat onderhavige vinding uit een vermogensversterker die door de voorversterker wordt gevoed. De vermogensversterker bestaat bij voorkeur uit 2 FETs. De gate van elke FET wordt aangesloten op een kanaal van de voorversterker. Voor de koppeling van de gate 30 van de FETs aan de voorversterker wordt optioneel gebruik gemaakt van 2 weerstanden als spanningsdeler en / of een koppelcondensator en / of een zenerdiode. Het eindresultaat is dat beide FETs van de vermogensversterker alternerend aan en uitgeschakeld worden door de microprocessor. Bij voorkeur wordt gebruik gemaakt van N FETs en een niet 5 limiterend voorbeeld van geschikte FETs zijn FETs van het type IRF640, IRF840, FQP3N80C. De drain van beide FETs wordt aangesloten op de primaire wikkeling van een transformator die met een middenaftakking is uitgerust. De middenaftakking wordt aangesloten op de plus van de voedingsbron. Door nu beide FETs alternerend te schakelen wordt op de secundaire wikkeling van de transformator een wisselspanning 10 opgewekt. Kort samengevat werkt de vermogensversterker hierdoor volgens het push pull principe. De transformator heeft bij voorkeur een secundaire wikkeling die galvanisch gescheiden is van de primaire wikkeling. Nog meer bij voorkeur heeft de transformator 2 secundaire wikkelingen die beiden galvanisch gescheiden zijn van de elkaar en van de primaire wikkeling. Het meest bij voorkeur wordt een der secundaire wikkelingen van de 15 transformator uitsluitend gebruikt om, na opstart van de PIC processor met de opstartschakeling volgens het principe in figuren 9 of 11, de aansturing van de schakelende voeding van elektrische energie te voorzien en de taak van de opstartvoeding over te nemen. Aan de hand van een niet limiterend voorbeeld wordt nu uiteengezet dat de schakelendevoeding volgens de technologie van onderhavige vinding nog andere 20 voordelen heeft ten opzichte van schakelende voedingen volgens stand der techniek. Voorbeeld 1.According to a first aspect, the switching power supply consists of a power supply. This power supply preferably receives its electrical energy from the mains or from a battery or from a solar cell or from a turbine including a windmill or from a microbial fuel cell. According to a second aspect, the switching power supply consists of a microprocessor and / or microcontroller and / or PC, hereinafter referred to simply as a microprocessor, which alternately supplies a pulsed direct voltage such as, for example, a block voltage on at least 2 outputs. The frequency and optionally the amplitude of the pulsed direct voltage are software-adjustable and the clock speed of the microprocessor is preferably set by means of an external crystal. According to a third aspect, the switching power supply consists of a pre-amplifier which amplifies each of the (block) voltages supplied by the microprocessor. Such a preamplifier preferably consists of an NPN transistor such as a BC547B type transistor connected with the base to the output of the microprocessor, the emitter of which is connected to zero and the collector connected to the plus via a collector resistor. According to a fourth aspect, the present invention consists of a power amplifier which is supplied by the preamplifier. The power amplifier preferably consists of 2 FETs. The gate of each FET is connected to a channel of the preamplifier. For the coupling of the gate 30 of the FETs to the pre-amplifier, use is optionally made of 2 resistors as a voltage divider and / or a coupling capacitor and / or a zener diode. The end result is that both FETs of the power amplifier are alternately switched on and off by the microprocessor. Preferably, use is made of N FETs and a non-limiting example of suitable FETs are FETs of the type IRF640, IRF840, FQP3N80C. The drain of both FETs is connected to the primary winding of a transformer equipped with a center tap. The center tap is connected to the plus of the power source. By alternately switching both FETs, an alternating voltage 10 is generated on the secondary winding of the transformer. In short, the power amplifier therefore works according to the push-pull principle. The transformer preferably has a secondary winding that is galvanically isolated from the primary winding. Even more preferably, the transformer 2 has secondary windings that are both galvanically isolated from each other and from the primary winding. Most preferably, one of the secondary windings of the transformer is used exclusively to provide the control of the switching power supply with electrical energy after the start-up of the PIC processor with the start-up circuit according to the principle in FIGS. 9 or 11 and the task of take over the start-up power supply. It is now explained on the basis of a non-limiting example that the switching power supply according to the technology of the present invention has other advantages over switching power supplies according to the prior art. Example 1

In dit voorbeeld wordt een schakeling toegepast zoals weergegeven in figuur 11. Hiertoe wordt de netspanning van een 230 VAC aansluiting gelijkgericht met een diodebrug en tenminste gedeeltelijk afgevlakt door toepassing van een elektrolytische condensator met 25 een capaciteit van 22 micro Farad / 450 Volt. De aldus verkregen gelijkspanning wordt in figuur 3 weergegeven als spanningsbron V1.In this example, a circuit is used as shown in Figure 11. For this purpose, the mains voltage of a 230 VAC connection is rectified with a diode bridge and at least partially flattened by using an electrolytic capacitor with a capacity of 22 micro Farad / 450 Volts. The DC voltage thus obtained is shown in Figure 3 as voltage source V1.

De waarden van de componenten in figuur 3 zijn in dit voorbeeld:The values of the components in Figure 3 are in this example:

R1 = 330K R2 = 2.7M 30 R3 = 47K R4 = 2.7M R5 = 47k R6 = 11k / 2 Watt R7 = 220K 35 T1 = KSP44 T2 = KSP44 C1 = 680 nF / 450VR1 = 330K R2 = 2.7M 30 R3 = 47K R4 = 2.7M R5 = 47k R6 = 11k / 2 Watt R7 = 220K 35 T1 = KSP44 T2 = KSP44 C1 = 680 nF / 450V

31 C2 = 1 |jF / 65V C3 = 1000 pF / 35V D1 = Zenerdiode 24 V /1 Watt D2 =1N400731 C2 = 1 | F / 65V C3 = 1000 pF / 35V D1 = Zener diode 24 V / 1 Watt D2 = 1N4007

5 DB1 = Diodebrug DB157G5 DB1 = Diode bridge DB157G

L1 = Halogeenlamp 12V / 5 Watt of 12 V / 10 Watt of 12 V / 20 Watt of 12 V / 40 Watt TR = Transformator met ferrietkem, f = 40 kHz, primaire wikkeling met center tip, 2 secundaire wikkelingen waarbij beide secundaire wikkelingen galvanisch gescheiden zijn en waarbij ook de primaire wikkeling en de secundaire wikkelingen galvanisch gescheiden 10 zijn van elkaar. De transformator is uitgelegd voor een primaire spanning van 350 Volt en voor een secundaire spanning van 15 Volt. De centertip van transformator TR is werkzaam verbonden met plus van V1. Beide uiteinden van de primaire wikkeling zijn elk werkzaam verbonden met FETs van het type FQP3N80C zodat de transformator conform eerdere beschrijving wordt aangestuurd volgens het push pull principe. De software van de PIC 15 processor is zodanig ingesteld dat de push pull transformator op een frequentie van 40 kHz werkt.L1 = Halogen lamp 12V / 5 Watt or 12 V / 10 Watt or 12 V / 20 Watt or 12 V / 40 Watt TR = Transformer with ferrite core, f = 40 kHz, primary winding with center tip, 2 secondary windings where both secondary windings are galvanic are separated and wherein also the primary winding and the secondary windings are galvanically isolated from each other. The transformer is explained for a primary voltage of 350 volts and for a secondary voltage of 15 volts. The center tip of transformer TR is operatively connected to plus of V1. Both ends of the primary winding are each operatively connected to FETs of the FQP3N80C type so that the transformer is driven according to the push pull principle in accordance with the previous description. The software of the PIC 15 processor is set up in such a way that the push pull transformer operates on a frequency of 40 kHz.

Om de draagwijdte van onderhavige vinding verder toe te lichten wordt in de nu volgende tekst wordt een aantal experimenten beschreven met de opstelling van voorbeeld 1. Experiment 1.In order to further illustrate the scope of the present invention, the following text describes a number of experiments with the arrangement of Example 1. Experiment 1.

20 De opstelling in voorbeeld 1 en figuur 11 wordt toegepast waarbij de eerste secundaire wikkeling van de transformator is aangesloten op een halogeenlamp van 12 Volt / 5 Watt. Op de tweede secundaire wikkeling van de transformator, waarop diodebrug DB1 is aangesloten, wordt de verbinding van de plus met punt B verbroken waardoor transformator TR geen voeding aan de PIC processor levert nadat de schakelende voeding 25 is opgestart. Inschakeling van de opstelling leidt ertoe dat, conform figuur 4, de halogeenlamp van 12V / 5 Watt gedurende 2 seconden brandt en daarna weer uit gaat. De lamp blijft nu uit. Om de lamp weer in te schakelen moet de netspanning worden uitgeschakeld. Na circa 15 seconden ontlaadt condensator C1 zich dan voldoende via weerstand R4 om de schakelende voeding weer op te starten zodra de netspanning weer 30 wordt ingeschakeld. Opnieuw inschakelen van de netspanning leidt er wederom toe dat de lamp van 12V/ 5 Watt gedurende 2 seconden oplicht en daarna dooft en uit blijft. Het blijkt mogelijk om de tijd die de schakeling bij opstart elektrische energie levert in te stellen op een gewenste waarde door de waarden van R1, C1, R2, R4, R3, R5, R7, C2 te variëren. Door de waarde van R6 te variëren kan het vermogen dat de schakeling tijdens opstart kan 35 leveren worden ingesteld. Experiment 1 toont aan dat de technologie voor opstart van de PIC processor volgens onderhavige vinding werkt. Tevens toont experiment 1 aan dat de schakelende voeding wordt uitgeschakeld zodra de PIC processor geen voeding meer 32 krijgt en dat zich hierbij geen problemen voordoen zoals kortsluiting of beschadiging van halfgeleiders door inductiespanningen veroorzaakt door transformator TR.The arrangement in example 1 and figure 11 is used in which the first secondary winding of the transformer is connected to a halogen lamp of 12 Volt / 5 Watt. On the second secondary winding of the transformer, to which diode bridge DB1 is connected, the connection of the plus to point B is broken, as a result of which transformer TR does not supply power to the PIC processor after the switching power supply 25 has been started. Switching on the set-up means that, according to figure 4, the halogen lamp of 12V / 5 Watt lights up for 2 seconds and then goes out again. The lamp now stays off. The mains voltage must be switched off to switch the lamp on again. After about 15 seconds, capacitor C1 discharges sufficiently via resistor R4 to restart the switching power supply as soon as the mains voltage is switched on again. Switching on the mains voltage again causes the 12V / 5 Watt lamp to light up for 2 seconds and then go out and stay off. It appears to be possible to set the time that the circuit supplies electric energy at start-up to a desired value by varying the values of R1, C1, R2, R4, R3, R5, R7, C2. By varying the value of R6, the power that the circuit can supply during start-up can be set. Experiment 1 shows that the technology for starting up the PIC processor works according to the present invention. Experiment 1 also shows that the switching power supply is switched off as soon as the PIC processor no longer receives power supply and that there are no problems such as short-circuiting or damage to semiconductors due to induction voltages caused by transformer TR.

Experiment 2.Experiment 2.

In dit experiment, wordt experiment 1 herhaald met het verschil dat de verbinding van de 5 plus van diodebrug DB1 met de plus van punt B wel tot stand is gebracht. Hierdoor krijgt de PIC processor ook elektrische energie via transformator TR zodra de PIC processor is opgestart met de opstartschakeling. Bij inschakelen van de netspanning gaat de lamp van 12 V / 5 Watt branden. De lamp blijft nu echter branden omdat ook na uitschakelen van de opstartvoeding, de PIC processor elektrische energie krijgt via de voeding met DB1 en C3, 10 zie figuur 11. Weerstand R6 wordt niet warm omdat na de opstart geen significante stroom door transistor T1 loopt. Na uitschakelen van de netspanning en een wachttijd van circa 10 seconden is het mogelijk om de schakeling weer op te starten. Experiment 2 toont aan dat het mogelijk is om de schakelende voeding op te starten met de schakeling in figuur 3 en vervolgens de energie die de schakelende voeding zelf produceert aan te wenden om de 15 PIC processor van elektrische energie te voorzien.In this experiment, experiment 1 is repeated with the difference that the connection of the 5 plus of diode bridge DB1 with the plus of point B has been established. As a result, the PIC processor also receives electrical energy via transformer TR as soon as the PIC processor has started with the start-up circuit. When the mains voltage is switched on, the 12 V / 5 Watt lamp lights up. However, the lamp now remains on because even after switching off the start-up power supply, the PIC processor receives electrical energy via the power supply with DB1 and C3, see Figure 11. Resistance R6 does not heat up because no significant current flows through transistor T1 after start-up. After switching off the mains voltage and a waiting time of approximately 10 seconds, it is possible to restart the circuit. Experiment 2 shows that it is possible to start the switching power supply with the circuit in Figure 3 and then to use the energy that the switching power supply itself produces to provide the PIC processor with electrical energy.

Experiment 3Experiment 3

In dit experiment wordt experiment 2 herhaald echter in dit geval wordt in plaats van een halogeenlamp van 12 V / 5 Watt een halogeenlamp van 12 V /10 Watt gebruikt.In this experiment, experiment 2 is repeated, but in this case a halogen lamp of 12 V / 10 Watt is used instead of a halogen lamp of 12 V / 5 Watt.

Na inschakelen van de netspanning gaat de lamp van 12 V /10 Watt gedurende 2 20 seconden aan en na deze periode dooft de lamp weer. De schakelende voeding blijkt bij een belasting van 10 Watt dus niet in staat om voldoende elektrische energie te leveren aan de PIC processor en de aansturing van de FETs van de push pull trap. Aansluiten van een oscilloscoop over condensator C3 in figuur 3 levert als resultaat dat de schakelende voeding en de energievoorziening aan de PIC processor weliswaar werkt maar dat de 25 spanning die de transformator TR levert aan diodebrug DB1 inzakt zodra de belasting van lamp L1 te hoog wordt. Vervolgens is een kleine onderbreking (spleet) aangebracht in de ferriet elementen van de 40 kHz ferriettransformator, ter dikte van 2 A4 80 gram / m2 papier. Inschakelen van de netspanning levert als resultaat dat de 12 V /10 Watt lamp blijft branden en dat de schakelende voeding prima werkt. Aansluiten van de 12 V / 5 Watt lamp 30 laat zien dat de schakelende voeding ook bij lagere vermogens dan 10 Watt uitstekend en betrouwbaar werkt.After switching on the mains voltage, the 12 V / 10 Watt lamp comes on for 2 20 seconds and after this period the lamp goes out again. The switching power supply, therefore, turns out to be unable to supply sufficient electrical energy to the PIC processor and to control the FETs of the push pull trap at a load of 10 watts. Connecting an oscilloscope over capacitor C3 in Fig. 3 results in that the switching power supply and the energy supply to the PIC processor works, but that the voltage that the transformer TR supplies to diode bridge DB1 collapses as soon as the load of lamp L1 becomes too high. Subsequently, a small break (gap) was made in the ferrite elements of the 40 kHz ferrite transformer, in the thickness of 2 A4 80 grams / m2 of paper. Switching on the mains voltage results in the 12 V / 10 Watt lamp remaining lit and the switching power supply working fine. Connecting the 12 V / 5 Watt lamp 30 shows that the switching power supply also works excellently and reliably at lower powers than 10 Watt.

Experiment 4.Experiment 4.

In dit experiment is experiment 3 herhaald echter in dit geval wordt in plaats van een 12 V / 10 Watt lamp L1 een 12 V / 20 Watt lamp L1 aangesloten. De spleet ter dikte van 2 A4 35 blaadjes (80 g/m2) is nog steeds aanwezig. Inschakelen van de netspanning levert als resultaat dat de transformator niet opstart. Vergroten van de luchtspleet ter dikte van 4 A4 blaadjes (80 g/m2) leidt ertoe dat ook de lamp van 12 V / 20 Watt blijft branden.In this experiment, experiment 3 is repeated, but in this case a 12 V / 20 Watt lamp L1 is connected instead of a 12 V / 10 Watt lamp L1. The gap of 2 A4 size 35 sheets (80 g / m2) is still present. Switching on the mains voltage results in the transformer not starting up. Increasing the air gap in the thickness of 4 A4 sheets (80 g / m2) means that the 12 V / 20 Watt lamp also remains lit.

3333

Na een groot aantal experimenten met de technologie volgens onderhavige vinding hebben de uitvinders vastgesteld dat het maximaal vermogen dat de schakelende voeding kan leveren zeer nauwkeurig kan worden ingesteld aan de hand van het ontwerp van transformator Tr. Parameters van transformator Tr die hierbij van belang zijn blijken de aard 5 en dimensies van het ferriet te zijn, de grootte van de toegepaste (lucht)spleet, het aantal primaire en secundaire windingen, het al dan niet toepassen van Litze draad, de wikkeltechniek. Het is voor de vakman duidelijk dat hierdoor de eigenschappen van de schakelende voeding in zeer belangrijke mate kunnen worden ingesteld door het ontwerp van transformator TR1. Hierdoor kan een en dezelfde schakelende voeding precies worden 10 afgestemd op de gewenste karakteristiek die bij een toepassing hoort aangezien per toepassing een bijbehorende unieke trafo kan worden ontworpen. Verder is voor de vakman duidelijk dat de technologie volgens onderhavige vinding een zeer goede beveiliging van de schakelende voeding tegen overbelasting biedt. Indien de voeding zwaarder wordt belast dan een van te voren ingestelde waarde schakelt de voeding 15 automatisch uit omdat de PIC processor niet meer van energie wordt voorzien. Op deze wijze wordt zonder ingewikkelde feedback loops en correcties in de aansturing van de push pull voeding gerealiseerd dat de voeding niet defect raakt bij overbelasting. Nadat de voeding bij overbelasting is uitgeschakeld en de netspanning is verwijderd, kan de voeding na circa 10 seconden weer worden ingeschakeld. Deze eigenschappen van de 20 schakelende voeding zijn bijzonder gewenst in de procesindustrie. Een aantal niet limiterende toepassingen van de schakelende voeding waarbij deze inherent is beveiligd tegen overbelasting door defect raken van de apparatuur die door de voeding van energie wordt voorzien die nadrukkelijk deel uitmaken van onderhavige vinding is: Aansturing van ultrasone transducers, aansturing voor energie-overdracht en / of informatie-overdracht, 25 aansturing van gasontladingslampen waaronder TL lampen en UV lampen, aansturing van elektrolyse in het algemeen en gepulseerde elektrolyse in het bijzonder, spanningsconverters (DC naar AC, AC naar DC, laagspanning naar hoogspanning, hoogspanning naar laagspanning), aansturing van ozongenerators, aansturing voor plasmareaktoren, voedingen voor beeldschermen in het algemeen en plasmaschermen in 30 het bijzonder, LED voedingen, voedingen voor laptops, PCs.After a large number of experiments with the technology according to the present invention, the inventors have determined that the maximum power that the switching power supply can deliver can be set very accurately on the basis of the design of transformer Tr. Parameters of transformer Tr that are important in this regard appear to be the nature and dimensions of the ferrite, the size of the (air) gap used, the number of primary and secondary windings, whether or not to use Litze wire, the winding technique. It is clear to those skilled in the art that the properties of the switching power supply can hereby be set to a very important extent by the design of transformer TR1. As a result, one and the same switching power supply can be precisely adjusted to the desired characteristic associated with an application, since an associated unique transformer can be designed for each application. Furthermore, it is clear to the person skilled in the art that the technology according to the present invention offers very good protection of the switching power supply against overloading. If the power supply is more heavily loaded than a preset value, the power supply 15 automatically switches off because the PIC processor is no longer supplied with energy. In this way, without complicated feedback loops and corrections in the control of the push pull power supply, it is realized that the power supply does not become defective in the event of an overload. After the power supply has been switched off in the event of an overload and the mains voltage has been removed, the power supply can be switched on again after approximately 10 seconds. These properties of the switching power supply are particularly desirable in the process industry. A number of non-limiting applications of the switching power supply where it is inherently protected against overloading due to failure of the equipment supplied by the power supply with energy which are emphatically part of the present invention are: Driving of ultrasonic transducers, driving for energy transfer and / or information transfer, control of gas discharge lamps including fluorescent lamps and UV lamps, control of electrolysis in general and pulsed electrolysis in particular, voltage converters (DC to AC, AC to DC, low voltage to high voltage, high voltage to low voltage), control of ozone generators, control for plasma reactors, power supplies for monitors in general and plasma screens in particular, LED power supplies, power supplies for laptops, PCs.

Opgemerkt wordt dat tranfsormator TR ook gerealiseerd kan worden door PCBs van een spiraalgewonden spoel te voorzien, de PCBs te stapelen al dan niet met een ferrietcomposiet als dielectricum tussen de PCBs. De stapelbare transformator die op deze wijze wordt verkregen is zeer nauwkeurig gedefineerd en kan volledig geautomatiseerd 35 worden geproduceerd. Na produktie kan deze stapelbare transformator worden ingegoten in al dan niet ferriethoudend of ijzerhoudend materiaal en wordt een zeer betrouwbaar en reproduceerbaar dedicated product voor een specifieke toepassing verkregen. Toepassing 34 van de dergelijke modulaire stapelbare transformator in combinatie met de in deze aanvrage beschreven technologie maakt nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding.It is noted that transformer TR can also be realized by providing PCBs with a coil wound coil, stacking the PCBs with or without a ferrite composite as the dielectric between the PCBs. The stackable transformer obtained in this way is very precisely defined and can be produced fully automatically. After production, this stackable transformer can be cast in ferrous or non-ferrous material and a highly reliable and reproducible dedicated product for a specific application is obtained. Application 34 of such a modular stackable transformer in combination with the technology described in this application is explicitly part of the present invention.

Tot slot wordt opgemerkt dat de technologie volgens onderhavige vinding ook uitermate geschikt is om te worden toegepast in combinatie met elektromagnetische zenders. Het is 5 voor de vakman duidelijk dat met de technologie volgens onderhavige vinding overbelasting van de eindtrap van een elektromagnetische zender op een zeer betrouwbare en eenvoudige wijze kan worden voorkomen.Finally, it is noted that the technology according to the present invention is also extremely suitable for use in combination with electromagnetic transmitters. It is clear to a person skilled in the art that with the technology according to the present invention overloading the output stage of an electromagnetic transmitter can be prevented in a very reliable and simple manner.

Tot slot wordt opgemerkt dat de technologie volgens onderhavige vinding uitermate geschikt ter voorkomen van scaling in procesapparatuur, waterzuiveringsapparatuur in het 10 algemeen en apparatuur waarin water wordt verwarmd zoals een waterkoker in het bijzonder. Een niet limiterend voorbeeld is het plaatsen van een ultrasone transducer in een bed van knikkers dat werkzaam verbonden is met de warmtewisselaar zodat ultrasone energie van de transducer via de knikkers naar de warmtewisselaar wordt overgedragen. Op deze wijze wordt voorkomen dat zich calciumcarbonaat of andere slecht oplosbare 15 anorganische zouten zich kunnen afzetten op de warmtewisselaar.Finally, it is noted that the technology according to the present invention is extremely suitable for preventing scaling in process equipment, water purification equipment in general and equipment in which water is heated, such as a kettle in particular. A non-limiting example is placing an ultrasonic transducer in a bed of marbles that is operatively connected to the heat exchanger so that ultrasonic energy is transferred from the transducer via the marbles to the heat exchanger. In this way it is prevented that calcium carbonate or other poorly soluble inorganic salts can deposit on the heat exchanger.

De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan velerlei modificaties denkbaar zijn.The present invention is by no means limited to the above described preferred embodiments thereof. The requested rights are determined by the following claims within the scope of which many modifications are conceivable.

20 25 30 f817876 3520 25 30 f817876 35

Claims

An ultrasonic energy transfer device for treating a fluid and / or an object comprising: an ultrasonic transducer; 5 - an amplifier operatively connected to the transducer; and at least one function generator operatively connected to the amplifier.

The device of claim 1, wherein the transducer is placed in a packed bed of particles.

Device according to claim 1 or 2, wherein the function generator produces an alternating voltage with a frequency in the range of 1 Hz to 250 kHz or in the range of 250 kHz to 100 GHz.

Device according to any of the preceding claims 1-3, wherein the amplifier is an audio amplifier.

Device as claimed in any of the foregoing claims 1-4, wherein the amplifier is a final stage of a transmitter.

Device as claimed in any of the claims 1-5, wherein an audio transformer and / or an antenna tuner is arranged between the output of the amplifier and the transducer.

Device according to any of the preceding claims 1-8, the device suitable for transferring ultrasonic energy to a quartz tube in a UV disinfection reactor, to a crystallizer, to a polymerization reactor, and / or to a reactor to produce functionalized particles including particles with good adsorption properties or catalyst particles.

Device as claimed in any of the foregoing claims 1-7, the device suitable for dispersing ozone in a liquid and / or for disinfecting and purifying liquids.

9. Device as claimed in any of the foregoing claims 1-8, wherein the function generator produces a distorted sine wave function and / or a distorted block voltage and wherein the energy generated by the function generator consists of more than 0.1% distortion.

Device according to claim 9, wherein the signal supplied by the function generator is amplitude modulated and / or phase modulated and / or frequency modulated.

Device according to any of claims 1-10, wherein the amplifier consists of at least one transistor and / or vacuum tube and wherein an end transformer is used to adjust the impedance of the output stage to the impedance of 1037870 the transducer and / or the distort the signal driving the transducer in the desired manner.

Device as claimed in any of the claims 1-11, wherein the amplifier consists exclusively of a transistor or a vacuum tube and a transformer.

Device as claimed in any of the claims 1-12, wherein the amplifier consists of a FET or a vacuum tube or a transistor on the one hand and a transformer on the other hand and wherein the FET only switches in the positive alternative of the alternating voltage offered.

Device as claimed in claim 13, wherein the FET or the transistor or the vacuum tube 10 only switches part of the positive alternative of the alternating voltage offered.

The device of any one of claims 1-14, wherein the frequency of the alternating voltage across the transducer is at least a factor of 2 higher than the alternating voltage supplied to the amplifier by the function generator.

Method or device according to any of claims 1-15, wherein the power supply for the ultrasonic control is controllable in the range of 0 volts to 400 volts, preferably in the range of 0.1 volts to 50 volts.

17. Device as claimed in any of the foregoing claims 11-6, wherein the power supply is poorly flattened so that an amplitude modulated or otherwise modulated signal is supplied to the amplifier by the function generator.

18. Device as claimed in one or more of the foregoing claims 1-17, the device comprising a network of diodes and capacitors and resistors which can be directly connected to the mains such that a high voltage and a first direct voltage arise, the first direct voltage being lower than the high voltage, and wherein a second direct voltage is created by lowering the first direct voltage with a voltage regulator so that the second direct voltage is lower than the first direct voltage, wherein the second direct voltage is used to supply an microprocessor with electrical energy and / or the first direct voltage DC voltage is used to amplify a signal supplied by the microprocessor and / or the high voltage is used to power an amplifier consisting of one or more FETs or power transistors.

The device of claim 18, wherein the FETs or power transistors drive a transformer.

The device of claim 18, comprising at least one ultrasonic transducer operatively connected to a secondary coil of the transformer.

The device of claim 20, wherein at least one gas discharge lamp is operably connectable to the secondary coil of the transformer.

Device as claimed in any of the foregoing claims 1-21, suitable for simultaneously controlling disinfection equipment, the device further comprising: -a power supply which produces a direct voltage; A single microprocessor that produces a pulsed direct voltage whose frequency is adjustable; at least two preamps, each containing at least one transistor or a FET or a vacuum tube; at least two power amplifiers, each containing at least one power transistor or a FET or a vacuum tube; At least two transformers each containing at least one primary and one secondary coil; and at least two disinfecting devices, each operatively connected to the secondary coil of a different transformer.

23. Device as claimed in claim 22, wherein with a single microprocessor 15 at least one ultrasonic transducer and at least one UVC lamp or ozone generator are supplied with electrical energy.

Device as claimed in claim 22 or 23, wherein with a single microprocessor software at least electromagnetic transmitter and another disinfecting device are provided with electrical energy.

Device according to any of the preceding claims 20-24, wherein the microprocessor realizes both the control for generating electrical energy for supplying the disinfecting devices and provides for process control including opening of valves, controlling, and / or switching of alarms.

Device as claimed in any of the foregoing claims 1-25, characterized by a switching power supply with at least one oscillator and / or microcontroller and / or PIC processor that produces a pulsed direct voltage, at least one preamplifier supplying it through the oscillator and / or microcontroller and / or PIC processor generated signal amplifies, at least one Field Effect Transistor (FET) and / or transistor and / or vacuum tube which is driven by the preamplifier and which is operatively connected to at least one coil or a transformer, at least one load which is operatively connected with the coil and / or the transformer.

The device of claim 26, wherein the transformer is a disconnect transformer.

Device according to one of the preceding claims 26 and 27, wherein the isolation transformer is push-pull type.

Device as claimed in any of the foregoing claims 26 to 28, wherein at least one oscillator and / or microcontroller and / or PIC processor is used to control the switching power supply characterized by means for at least the oscillator and / or microcontroller and / or PIC to start up the processor and provide electrical energy for a short period of time so that the switching power supply is driven and means for supplying at least the microcontroller and / or PIC processor with electrical energy from the switching power supply after it has been started up.

30. Device as claimed in any of the foregoing claims 26-29, wherein the transformer has a primary winding with center tip that is galvanically isolated from at least 2 secondary windings, these secondary windings also being galvanically separated from each other.

Device according to one of the preceding claims 26 to 30, wherein the transformer has a ferrite core and is suitable for use at a frequency in the range between 1 kHz to 100 MHz.

Device as claimed in any of the foregoing claims 26 to 31, wherein the means for supplying at least the oscillator and / or microcontroller and / or PIC processor with electrical energy consists at least of an electronic circuit which is electrically operated for less than 30 seconds after start-up supplies energy and then automatically switches off.

Device as claimed in any of the foregoing claims 26 to 32, which is inherent to the design and is protected against overloading whereby the oscillator and / or microcontroller and / or PIC processor is automatically switched off as soon as the transformer of the switching power supply is loaded above a set power in that the voltage supplied by the transformer to provide the control of the switching power supply with energy due to the load falls such that the oscillator and / or the microcontroller and / or the PIC processor no longer work.

34. Device as claimed in any of the foregoing claims 26 to 33, wherein transformer TR is composed of stacked PCBs with spiral wound coils arranged thereon which together form a transformer and are operatively connected to the switching power supply.

An apparatus according to any one of the preceding claims 26 to 34 plus at least one ultrasonic transducer that draws electrical energy from the switching power supply.

Device as claimed in any of the foregoing claims 26 to 35 plus at least one gas discharge lamp which draws electrical energy from the switching power supply.

An apparatus according to any of the preceding claims 26 to 36 plus at least one electrolysis unit that draws electrical energy from the switching power supply.

An apparatus according to any one of the preceding claims 26 to 37 plus at least one ozone generator that draws electrical energy from the switching power supply.

An apparatus according to any one of the preceding claims 26 to 38 plus at least one screen that receives electrical energy from the switching power supply.

Device as claimed in any of the foregoing claims 26 to 39 plus at least one LED lamp that draws electrical energy from the switching power supply.

A method for a switching power supply characterized by a device according to any of the preceding claims 26 to 40.

Method for the production of a switching power supply characterized by a device according to one of the preceding claims 26 to 41.

43. Method for transferring ultrasonic energy for treatment of a fluid and / or an object, comprising providing a device according to one or more of claims 1-42. 20 103787 «