RU2666191C1 - Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей - Google Patents
Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666191C1 RU2666191C1 RU2017138497A RU2017138497A RU2666191C1 RU 2666191 C1 RU2666191 C1 RU 2666191C1 RU 2017138497 A RU2017138497 A RU 2017138497A RU 2017138497 A RU2017138497 A RU 2017138497A RU 2666191 C1 RU2666191 C1 RU 2666191C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductance
- piezoelectric
- electro
- capacitance
- piezoelectric element
- Prior art date
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электроники и может быть использовано для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей, например, в устройствах звукового оповещения и т.д. Технический результат заключается в снижении потерь переменного тока, поступающего от колебательного контура к пьезоэлементу электроакустического преобразователя, повышение КПД устройства, расширение полосы пропускания колебательного контура, упрощение настройки и повышение надежности устройства в процессе эксплуатации. Технический результат достигается тем, что устройство для возбуждения пьезоэлементов содержит колебательный контур с индуктивностью и емкостью, включенный параллельно пьезоэлементу и индуктивности, средний отвод которой подключен к источнику питания двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний, точки соединения емкости с индуктивностью и пьезоэлементом электроакустического преобразователя через диоды подключены к выходным электродам силовых элементов, транзисторов, тиристоров и их аналогов двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в качестве источника переменного тока для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей, например в устройствах звукового оповещения, пожарной и охранной сигнализации, экологии, медицине.
Известно устройство для возбуждения пьезоэлемента содержащее генератор переменного тока к выходу которого подключен колебательный контур с катушкой индуктивности и конденсатором. (Авт. св. US №7683554, кл. ВО6В 1/06, 2010 г.) Недостатком этого аналога является то, что пьезоэлемент электрического преобразователя подключен к емкости соединенной последовательно с индуктивностью образующей последовательный колебательный контур подключенный к выходу генератора переменного тока. При таком соединении на пьезоэлемент поступает только часть энергии сосредотачивающейся на емкости, что понижает КПД. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности решаемой задачи является (прототип) устройство для возбуждения пьезоэлементов электрических преобразователей, содержащее генератор переменного тока и колебательный контур на его выходе (Авт. свид. US №3683210, кл. ВО6 1/06, 1970 г.) Технический недостаток прототипа. использование в устройстве известного эффекта умножения напряжения, подводимого от генератора, на емкости и индуктивности последовательного колебательного кон тура на его резонансной частоте, амплитуда которого зависит от добротности элементов. Таким образом последовательный колебательный контур должен быть настроен на частоту пьезоэлемента. При поступлении от генератора переменного тока резонансной частоты, через индуктивность и емкость протекает общий переменный ток. Емкость в последовательном колебательном контуре является делителем мощности электрических колебаний поступающих к пьезоэлементу, что уменьшает КПД устройства.
Техническая задача. снижение потерь переменного тока поступающего от колебательного контура к пьезоэлементу электроакустического преобразователя, что повысит КПД устройства. Расширение полосы пропускания колебательного контура для упрощения настройки и улучшения надежности в процессе эксплуатации устройства.
Согласно изобретению устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей состоит из колебательного контура в котором емкость и индуктивность соединены параллельно. Средний отвод от индуктивности подключен к источнику электрического питания устройства, точки соединения емкости с индуктивностью, через диоды, подключены к выходным электродам силовых элементов (транзисторов, тиристоров, или их аналогов) двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний заданной частоты. Пьезоэлемент электроакустического преобразователя подключается параллельно с емкостью и индуктивностью.
На фиг, 1 показана электрическая схема устройства для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей.
Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей содержит генератор переменных электрических колебаний 1, подключенный к нему двухтактный усилитель мощности на транзисторах Т1 и Т2 к которым через диоды Д1 и Д2 подключен параллельный колебательный контур с индуктивностью L1 и L2 и емкостью С1, параллельно которому подключен пьезоэлемент электроакустического преобразователя 2. Средний отвод индуктивности подключен к источнику питания усилителя мощности.
В исходном состоянии генератор переменных электрических колебаний 1 выключен, переменное напряжение на параллельном колебательном контуре отсутствует, устройство не возбуждает пьезоэлемент электроакустического преобразователя 2.
Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей работает следующим образом. При включении генератора электрических колебаний 1, на управляющие электроды транзисторов Т1 и Т2, двухтактного усилителя мощности поступают электрические колебания резонансной частоты пьезоэлемента электроакустического преобразователя 2. Поочередно открываясь и закрываясь транзисторы Т1 и Т2, через диоды Д1 и Д2 и средний отвод индуктивности L1 и L2 подключаются к источнику электрического питания усилителя мощности с резонансной частотой пьезоэлемента электроакустического преобразователя. Параллельный колебательный контур состоящий из индуктивности L1, L2 и емкостью С1 настраивается приблизительно ниже резонансной частоты пьезоэлемента электроакустического преобразователя. В сравнении с последовательным колебательным контуром это стало возможным в связи с тем, что пьезоэлемент вносит свои резонансные характеристики в параллельный колебательный контур. При этом паразитная параллельная емкость пьезоэлемента, по сути дела приобретает полезные качества, соединяясь параллельно с емкостью колебательного контура. На резонансной частоте пьезоэлемент, обладая высокой добротностью, улучшает параметры параллельного колебательного контура, что увеличивает амплитуду наводимых в нем электрических колебаний. Переменные электрические колебания, возбуждающие пьезоэлемент на его резонансной частоте, поступают от двухтактного усилителя мощности генератора переменных электрических колебаний. Для формирования максимальной амплитуды синусоидальных колебаний, параллельный колебательный контур с пьезоэлементом электроакустического преобразователя, через диоды подключен к выходным транзисторам усилителя мощности. Такая схема подключения пьезоэлемента электроакустического преобразователя, являющегося нагрузкой усилителя мощности генератора электрических колебаний, улучшает КПД устройства, что позволяет увеличить звуковое давление от электроакустического преобразователя, не увеличивая мощность источника питания генератора. Отсутствие необходимости точной настройки параллельного колебательного контура на резонансную частоту пьезоэлемента электроакустического преобразователя позволяет уменьшить затраты связанные с настройкой устройства, улучшить его надежность в процессе эксплуатации.
Claims (1)
- Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей, состоящее из колебательного контура с индуктивностью и емкостью, включенную параллельно пьезоэлементу электроакустического преобразователя, отличающееся тем, что параллельно емкости и пьезоэлементу электроакустического преобразователя подключена индуктивность, средний отвод которой подключен к источнику питания двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний, точки соединения емкости с индуктивностью и пьезоэлементом электроакустического преобразователя, через диоды подключены к выходным электродам силовых элементов, транзисторов, тиристоров и их аналогов, двухтактного усилителя мощности генератора электрических колебаний.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138497A RU2666191C1 (ru) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138497A RU2666191C1 (ru) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2666191C1 true RU2666191C1 (ru) | 2018-09-10 |
Family
ID=63459990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017138497A RU2666191C1 (ru) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666191C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU366017A1 (ru) * | 1970-11-17 | 1973-01-16 | Трест Сибцветметавтоматика | УСТРОЙСТВО дл ВОЗБУЖДЕНИЯ ПЬЕЗОВИБРАТОРОВ |
| SU513734A1 (ru) * | 1973-10-23 | 1976-05-15 | Второй Московский ордена Трудового Красного Знамени часовой завод | Устройство дл согласовани сегнетоэлектрического пьезокерамического излучател ультразвука с генератором |
| JPH04351200A (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-04 | Nec Kansai Ltd | 圧電セラミックアクチュエータ駆動回路 |
| US6528925B1 (en) * | 1999-08-20 | 2003-03-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive element driving circuit |
| JP4351200B2 (ja) * | 2005-09-05 | 2009-10-28 | 株式会社長崎かなえ | 義足 |
| US7683554B2 (en) * | 2008-01-07 | 2010-03-23 | Midas Wei Trading Co., Ltd. | High-voltage lamp-ignition piezoelectric oscillator |
-
2017
- 2017-11-03 RU RU2017138497A patent/RU2666191C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU366017A1 (ru) * | 1970-11-17 | 1973-01-16 | Трест Сибцветметавтоматика | УСТРОЙСТВО дл ВОЗБУЖДЕНИЯ ПЬЕЗОВИБРАТОРОВ |
| SU513734A1 (ru) * | 1973-10-23 | 1976-05-15 | Второй Московский ордена Трудового Красного Знамени часовой завод | Устройство дл согласовани сегнетоэлектрического пьезокерамического излучател ультразвука с генератором |
| JPH04351200A (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-04 | Nec Kansai Ltd | 圧電セラミックアクチュエータ駆動回路 |
| US6528925B1 (en) * | 1999-08-20 | 2003-03-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive element driving circuit |
| JP4351200B2 (ja) * | 2005-09-05 | 2009-10-28 | 株式会社長崎かなえ | 義足 |
| US7683554B2 (en) * | 2008-01-07 | 2010-03-23 | Midas Wei Trading Co., Ltd. | High-voltage lamp-ignition piezoelectric oscillator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| GB1128560A (en) | Oscillatory circuits for electro-acoustic converters | |
| JP2000014158A (ja) | 圧電トランスの駆動方法及び駆動回路 | |
| JP4088665B2 (ja) | 超音波発生方法及び装置 | |
| RU2666191C1 (ru) | Устройство для возбуждения пьезоэлементов электроакустических преобразователей | |
| RU2634232C1 (ru) | Транзисторный генератор для резонансных нагрузок | |
| KR20200027932A (ko) | 초음파 발생을 위한 주파수 최적화 방법 및 주파수 최적화 구조의 초음파 장치 | |
| RU2669382C1 (ru) | Способ генерации электрических квазигармонических колебаний в индуктивно-резистивной нагрузке | |
| JPWO2015125539A1 (ja) | 電力伝送システム | |
| KR20160007248A (ko) | 휴대용 초음파 미용장치 | |
| Salim et al. | Study on the capability of Acoustic Energy Harvesting for low power device application | |
| RU2706823C1 (ru) | Устройство для возбуждения пьезоэлектрических акустических преобразователей | |
| JPS58500107A (ja) | 音響振動の発生方法およびこれを実現するための音響振動源 | |
| RU2458454C1 (ru) | Транзисторный генератор для резонансных нагрузок | |
| KR101941631B1 (ko) | 초음파 진동 장치 | |
| RU2350405C2 (ru) | Устройство для возбуждения и автоматической стабилизации резонансных колебаний ультразвуковых систем | |
| JP6775201B2 (ja) | 警報音の音響装置及び音響システム | |
| RU188459U1 (ru) | Блок управления и генерирования мощного ультразвукового сигнала | |
| RU2510919C1 (ru) | Транзисторный генератор для резонансных нагрузок | |
| RU195757U1 (ru) | Балочный пьезоэлектрический генератор | |
| Ghasemi et al. | A high frequency current source converter with adjustable magnitude to drive high power piezoelectric transducers | |
| Yoon et al. | A 1452-% power extraction improvement energy harvesting circuit with simultaneous energy extraction from a piezoelectric transducer and a thermoelectric generator | |
| JP7165997B2 (ja) | 電力変換装置及び電源装置 | |
| KR20010026228A (ko) | 오존발생기용 전원장치 | |
| KR20190047796A (ko) | 초음파 발생을 위한 주파수 최적화 방법 및 주파수 최적화 구조의 초음파 장치 | |
| RU2287381C2 (ru) | Способ ультразвуковой очистки теплоагрегатов от отложений и устройство для его осуществления |