JPH0230060Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈関連する技術分野〉 本考案はPH計のガラス電極等の洗浄器とし用い
られる超音波発振回路における電源の改良に関す
る。

〈従来技術〉 超音波洗浄器としての発振回路は、超音波振動
子に数10KHzの電力を供給する回路であり、電源
トランスを用いるとかなり大きなトランスが必要
となる。そのため、商用電源の電圧をそのまゝ利
用するトランスレス方式も種々提案されている
が、整流方式を固定化しているために、100V系
統又は200V系統の一方にのみしか使用できず、
又同じ100V系統でも100V，110V，115Vに対応
した調整、200V系統では200V，220V，240Vに
対応した調整は困難であつた。

〈考案の目的〉 本考案は、系統の異る商用電源に対しても対応
が容易であり、又同一系統内での電圧調整も容易
な超音波発振器を提供することを目的とする。

〈考案の概要〉 本考案の構成上の特徴は、商用電源電圧を直接
整流平滑して得た直流電源電圧をスイツチ手段を
介して超音波振動子に印加する構成の超音波発振
回路において、上記商用電源に直列に挿入された
電圧調整用コンデンサと、このコンデンサの出力
を受け整流方式の変更が可能にされた整流手段
と、この整流手段の出力を平滑する直列接続され
た一対のコンデンサと、これらコンデンサの接続
点にその１次巻線の一端が接続され上記超音波振
動子に電力を伝達するための変成器と、上記１次
巻線の他端と上記コンデンサの各両端間に接続さ
れ超音波のドライブ信号で可逆的に開閉が制御さ
れる一対のスイツチ手段とを具備せしめた点にあ
る。

〈実施例〉 第１図に基づいて本考案の一実施例を説明す
る。１は系統及び同一系統内で電圧が変る商用電
源、２，３はこの商用電源電圧を直接受ける電源
端子、４は整流方式が変更可能な整流手段であ
り、４１，４２はその入力端子、４３，４４，４
５は出力端子である。電源端子２と整流手段の入
力端子４１間に接続されたコンデンサは、そのイ
ンピーダンスによる電圧降下を利用して整流手段
への入力電圧をある範囲で調整するための要素で
ある。電源端子３と整流手段の入力端子４２は直
結されている。

整流手段４において、ダイオードD₁及びD₂の
アノードは夫々入力端子４１，４２に接続され、
各カソードは共通接続されて出力端子４３に接続
される。同様にダイオードD₃，D₄のカソードは
夫々入力端子４１，４２に接続され、各アノード
は共通接続されて出力端子４５に接続されてい
る。J₁，J₂はジヤンパー端子で、J₁は入力端子４
２へ、J₂は出力端子４４に接続されている。

C₂，C₃は直列接続された平滑用コンデンサで、
接続点が整流手段４の出力端子４４に、各他端が
整流手段４の出力端子４３，４５に接続されてい
る。５は電力伝達用の変成器で、その１次巻線５
１の一端は整流手段４の出力端子４４に接続され
る。Q₁，Q₂はスイツチ手段を形成する電界効果
トランジスタ（以下「FET」という）で、Q₁の
ソースとQ₂のドレインは共通接続されて変成器
の１次巻線５１の他端に接続される。Q₁のドレ
インは整流手段４の出力端子４３に、Q₂のソー
スは整流手段の出力端子４５に接続される。

６は変成器５の２次巻線５２の出力を受ける共
振回路、７はこの共振回路の出力で駆動される超
音波振動子である。８はFETQ₁，Q₂を可逆的に
開閉制御するためのドライブ信号を伝達する変成
器で、１次巻線８１及び２個の２次巻線８２，８
３よりなり、８２がFETQ₁のゲート・ソースに、
８３がFETQ₂のゲート・ソースに接続されてい
る。

９はドライブ回路で、FM変調された超音波信
号e₀を入力し、変成器８の１次巻線８１にドライ
ブ信号を供給する。E_cは外部制御信号でドライブ
信号の供給を制御する。１０は超音波発生回路
で、中心周波数f₀に対して三角波V_nによつて±
Δf₀の範囲でFM変調された出力e₀を発生する。
１１は三角波V_nの発生回路である。上記中心周
波数f₀は超音波振動子７の共振周波数に等しく選
定されるが、振動子にはばらつきがあり又温度や
電源電圧によつても共振周波数が変化するので、
これらの変動を含む周波数の範囲で周波数変調す
る方式が超音波洗浄器においては洗浄能力を維持
する上で有効とされている。又FM変調する他の
理由は、ドライブ信号の周波数を共振周波数に完
全に一致させた場合には定在波が発生して洗浄能
力が低下するので、これを防止するためである。

次に整流手段４の機能につき説明する。商用電
源１が200V系統の場合はジヤンパー端子J₁，J₂
を開放にして図示の４個のダイオードによるブリ
ツジ整流回路として機能させる。このとき電圧調
整用コンデンサC₁の変更によつて数10Vの電圧調
整が可能であり、200V，220V，240Vの電源電圧
の変化に対応して変更し、整流出力電圧を一定に
保つことができる。

次に商用電源１が100V系統になつた場合は、
ジヤンパー端子J₁，J₂を短絡すると共にダイオー
ドD₂，D₄を取りはずすことにより倍電圧整流回
路とすれば、整流出力電圧は200V系統の場合と
変らない。100V系統内の電源電圧の変化に対し
てはコンデンサC₁で200V系統の場合と同様に調
整することが可能である。

次に三角波V_nの発生回路１１につき説明する。
１１１は非反転入力端子がV_kpでバイアスされた
積分器であり、JKフリツプフロツプ１１２の出
力を入力抵抗R₁、帰還回路のコンデンサC₄の
時定数で積分する。積分出力V_nは、非反転入力
端子がV_k1でバイアスされた比較器１１３の反転
入力端子及び反転入力端子がV_k2でバイアスされ
た比較器114の非反転入力端子に導かれている。
比較器１１３の出力V₁はフリツプフロツプ１１
２のＪ端子へ、比較器１１４の出力V₂はフリツ
プフロツプ１１２のＫ端子へ接続される。フリツ
プフロツプ１１２は超音波発生回路１０の出力e₀
をクロツクパルスCPとして受け、これに同期し
てが反転する。

第２図は動作説明図であり、バイアスはV_K2＞
V_k1に選定されている。Ａに示すごとく、V_nが
V_k1以下のＡ点よりスタートした場合はＤに示す
ごとくの出力はV_kpを基準とするとＬレベルで
あり、積分出力は上昇方向となり、V_k1のレベル
を通過する時点ではＢに示すごとくV₁はＬレベ
ルからＨレベルに反転するがはＬレベルを維持
する。V_nがV_k2のレベルに達するとＣに示すごと
くV₂がＬレベルよりＨレベルに反転しての出
力はＬレベルよりＨレベルに反転する。従つて積
分器出力V_nは下降方向に反転するのでV₂は短時
間でＬレベルに復帰する。V_nがV_k1のレベルまで
下降するとV₁がＨレベルよりＬレベルに反転し
てがＬレベルに反転するので、積分出力は再び
上昇方向となり、V₁は短時間でＬレベルよりＨ
レベルに復帰する。以下この動作を繰返すので、
積分器出力V_nはV_k2とV_k1の間を往復する三角波
となり、その周期はR₁とC₄で決定することがで
きる。即ちR₁，C₄によりFM変調の範囲を正確に
決定することができる。

〈効果〉 以上説明したように、本考案によれば整流手段
４の整流方式が使用する商用電源の系統に対して
変更可能とされ、かつ同一系統内における電源電
圧の相違に関しても直列挿入された電圧調整用コ
ンデンサにより整流出力を調整できるので、商用
電源の変更に関して汎用性の高い超音波発振回路
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回路構成図、
第２図はFM変調用三角波発生回路の動作説明図
である。 １……商用電源、C₁……電圧調整用コンデン
サ、４……整流手段、C₂，C₃……平滑用コンデ
ンサ、Q₁，Q₂……スイツチ手段、６……共振回
路、７……超音波振動子、１０……超音波発生回
路、１１……三角波発生回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 商用電源電圧を直接整流平滑して得た直流電源
   電圧をスイツチ手段を介して超音波振動子に印加
   する構成の超音波発振回路において、上記商用電
   源に直列に挿入された電圧調整用コンデンサと、
   このコンデンサの出力を受け整流方式の変更が可
   能にされた整流手段と、この整流手段の出力を平
   滑する直列接続された一対のコンデンサと、これ
   らコンデンサの接続点にその１次巻線の一端が接
   続され上記超音波振動子に電力を伝達するための
   変成器と、上記１次巻線の他端と上記コンデンサ
   の各両端間に接続され超音波のドライブ信号で可
   逆的に開閉が制御される一対のスイツチ手段とを
   具備した超音波発振回路。