专利名称：具复频扫描的超声波驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动装置，特别是涉及一种具复频扫描的超声波 驱动装置。
技术背景超声波(ultra-sonic)是指频率在20KHz以上且人类的耳朵无法 感应到的声波。超声波具有许多方面的用途，例如超声波清洗机是将 超声波传入一清洗液中，并藉由超声波使清洗液产生扰动，以达到洗 净浸在清洗液中的待清洗物的效果。甚至也有应用于医疗方面的超声 波热疗机，由热疗机产生的超声波透过皮肤传送至肌肉的深浅层而产 生热能，进而达到复健热疗的效果。参阅图1， 一超声波清洗机具有一电源供应装置3、 一超声波驱动 装置4及若干设置在清洗液中的振荡子(应当指出的是，振荡子的个 数也可以为1个)。超声波驱动装置4包含一讯号产生模组41、 一输 出模组42及一超声波换能模组(transducer) 43。电源供应装置3与 家用交流电源电连接，且将交流电源转换成为一直流的工作电源并输 出，讯号产生模组41接收工作电源，并输出交流的第一驱动讯号Vdl。 输出模组42接收工作电源，并接收第一驱动讯号Vdl，且调整第一驱 动讯号Vdl的大小以成为第二驱动讯号Vd2。超声波换能模组43接收第二驱动讯号Vd2且设置在清洗液中， 并输出与第二驱动讯号Vd2相同频率的超声波。超声波换能模组是以 压电陶瓷(piezoelectric ceramic )元件制成。压电陶资接受到第二驱 动讯号Vd2时，会将第二驱动讯号Vd2的电能转为机械能，并产生与 第二驱动讯号Vd2相同频率的振动。超声波驱动振荡子产生振动，使振荡子扰动清洗液。由于该清洗 液的黏滞性(viscosity),清洗液的扰动使其自身产生许多细小的辜空
微泡。利用真空微泡在清洗液中碰到粘着在清洗物上的污垢时将会破 裂而使污垢产生强烈的振动，并藉由此种振动使污垢脱离待清洗物表 面，以达到洗净待清洗物的作用。参阅图2，因为现有的超声波清洗机发出的超声波只有一固定的 频率，且以特定频率的超声波驱动振荡子产生振动，但是因为振荡子 是以烧结(sintering)的方式制做而成，而以此方式做成的振荡子其 驱动频率无法完全一致，因此以固定频率的超声波只能对应驱动特定 驱动频率的振荡子产生较佳的振荡，而无法使振荡子都产生较佳的振 荡，所以也就无法以全部的振荡子共同驱动清洗液产生振动，因此该 超声波清洗机的洗净效果相对较差。 发明内容本发明的目的是提供一种具复频扫描的超声波驱动装置。 本发明的具复频扫描的超声波驱动装置，包含一讯号产生模组、 一输出模组及一超声波换能模组。讯号产生模组输出频率在特定范围内变动的第一驱动讯号。 输出模组接收第 一驱动讯号且调整第一驱动讯号的大小而成为第 二驱动i礼号。超声波换能模组接收第二驱动讯号且输出与第二驱动讯号相同频 率的超声波。本发明的有益效果在于超声波驱动装置输出的超声波的频率可 在一特定的范围内变化以驱动具有不同驱动频率的振荡子。
图l是现有的超声波驱动装置的电路方块图； 图2是现有的超声波装置的讯号产生模组输出的第一驱动讯号； 图3是本发明的具复频扫描的超声波驱动装置的电路方块图； 图4是本发明的具有复频扫描的超声波驱动装置中扫描单元、振荡单元及输出模组的详细电路图；图5是本发明的具有复频扫描的超声波驱动装置中扫描单元及振荡单元的详细电路图6是扫描单元输出的三角波及振荡单元以该三角波调变频率的 第一驱动讯号的波形图；图7是一类似图6的波形图，说明图6中振荡单元接收到一负电 压值的频率修正讯号时，第一驱动讯号的波形图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明参阅图3、图4及图5,本发明的具复频扫描的超声波驱动装置1， 适用于发出超声波以驱动复数振荡子产生振动，且包含一讯号产生模 组ll、 一输出模组12及一超声波换能模组13，并与外界的一电源供 应装置2电连接，电源供应装置2与家用的交流电源电连接，且将交 流电源转换成为直流的操作电源。电源供应装置2输出一 12V的直流 电压到讯号产生模组11、一21V及一 320V的直流电压到输出模组12。 由于电源供应装置2并非本发明技术改进的重点，且工业界已经有许 多现有的电路可达到相应的功能，此处不再赘述。
讯号产生模组11输出频率在一特定范围内变动的第一驱动讯号 Vdl。讯号产生模组11包括一扫描单元111及一振荡单元112。
扫描单元111接收操作电源，并输出一电压值在一预定范围内变 化的三角波Vm。振荡单元112接收三角波Vm及操作电源，并接收 外界输入的一频率修正讯号Vadj，且输出第一驱动讯号Vdl,第一驱 动讯号Vdl的频率与三角波Vm的电压及频率修正讯号Vadj相加后 的值呈线性关系。在本发明的较佳实施例中，第一驱动讯号Vdl是频 率在特定范围内变化的脉冲信号。
在本实施例中，扫描单元lll包括第一集成电路llll，振荡单元 112包括第二集成电路1121，笫一集成电路1111及第二集成电路1121 是现有编号LM556的集成电路，但不以此为限。
输出模组12接收第一驱动讯号Vdl及直流操作电源，且调整第 一驱动讯号Vdl的大小而成为第二驱动讯号Vd2，并将第二驱动讯号 Vd2输出至超声波换能模组13。
超声波换能模组13接收第二驱动讯号Vd2,且输出与第二驱动讯
号Vd2相同频率的超声波。为了驱动超声波换能模组13产生超声波， 第二驱动讯号Vd2的振幅在200~500伏特范围内，且该超声波换能模 组13将第二驱动讯号Vd2的电能，转换为驱动振荡子振动的机械能。 输出模组12及超声波换能模组13并非本发明改进的重点，且工 业界已经有许多现有的电路可以实现模组12、 13的功能，此处不再赘 述。参阅图6，假设频率修正讯号Vadj的值为0V。当三角波Vm的 电压为0V时，第一驱动讯号Vdl的频率在最低值；随着三角波Vm 的电压线性增加，第一驱动讯号Vdl的频率也线性增加；当三角波 Vm的电压达到最大值时，第一驱动讯号Vdl的频率也对应达到最大 值，第二驱动讯号Vd2的值是第一驱动讯号Vdl经过放大到约500 伏特的结果。假如频率^f务正讯号vadj的电压为负，则第一驱动讯号Vdl的频 率将如图7所示。图7中第一驱动讯号Vdl是图6中第一驱动讯号 Vdl以该负电压值的频率修正讯号Vadj调变频率后的结果，且第一驱 动讯号Vdl在对应三角波Vm为OV时的频率小于图6中第一驱动讯 号Vdl在对应三角波Vm为OV时的频率。值得注意的是，扫描单元111也可以输出其他形状的波形到振荡 单元112,例如正弦波或是方波。当扫描单元lll输出的是正弦波时， 因为正弦波与三角波Vm的电压都是在一特定的范围内緩慢变化，因 此也可以使振荡单元112输出频率在一特定范围的第一驱动讯号 Vdl。而当扫描单元111输出的是方波时，因为方波电压只会在两个 值之间改变，因此第一驱动讯号Vdl将对应具有两个频率，所以可以 用来驱动双振荡子。由于第一驱动讯号Vdl是在特定的频率范围内变化，因此超声波 换能模组13产生的超声波的频率也将会在特定的频率范围变化，因此 不同驱动频率的振荡子都可以被相对应频率的超声波驱动而产生振 荡。值得注意的是，本发明的具复频扫描的超声波驱动装置l也可以
应用于其他需要产生超声波的系统中，不限于超声波清洗机，例如超 声波熔接机与医疗用的超声波热疗机。综合上述，相较于现有的超声波驱动装置4只能产生一固定频率 的超声波，本发明的具复频扫描的超声波驱动装置l产生在一特定范 围内变化频率的超声波，因此不同驱动频率的振荡子可被相对应频率 的超声波驱动以产生振荡，所以本发明的具复频扫描的超声波驱动装 置1的超声波清洗机的清洗效果更佳。
权利要求
1.一种具复频扫描的超声波驱动装置，包含一讯号产生模组、一输出模组及一超声波换能模组，讯号产生模组输出第一驱动讯号，输出模组接收第一驱动讯号且调整第一驱动讯号的大小而成为第二驱动讯号，超声波换能模组接收第二驱动讯号且输出与第二驱动讯号相同频率的超声波；其特征在于第一驱动讯号的频率是在一特定范围内变动。
2. 如权利要求l所述的具复频扫描的超声波驱动装置，其特征在 于讯号产生模组包括一扫描单元及一振荡单元，扫描单元输出电压 值在预定范围内变化的三角波，振荡单元接收三角波及外界输入的一 频率修正讯号，且输出第一驱动讯号，第一驱动讯号的频率与该三角 波的电压及频率修正讯号相加后的值呈线性关系。
3. 如权利要求l所述的具复频扫描的超声波驱动装置，其特征在 于讯号产生模组包括一扫描单元及一振荡单元，扫描单元输出一波 形呈正弦波的电压，振荡单元接收波形呈正弦波的电压及外界输入的 一频率修正讯号，且输出第一驱动讯号，第一驱动讯号的频率与波形 呈正弦波的电压及频率修正讯号相加后的值呈线性关系。
4. 如权利要求l所述的具复频扫描的超声波驱动装置，其特征在 于讯号产生模组包括一扫描单元及一振荡单元，扫描单元输出一方 波电压，振荡单元接收方波电压及外界输入的一频率修正讯号，且输 出第一驱动讯号，第一驱动讯号的频率与方波电压及频率修正讯号相 加后的值呈线性关系。
全文摘要
一种具复频扫描的超声波驱动装置，适用于发出超声波以驱动复数振荡子产生振动，且具有一讯号产生模组、一输出模组及一超声波换能模组。讯号产生模组产生交流的第一驱动讯号并输出到输出模组，第一驱动讯号的频率是在一特定的范围内变化。输出模组调整第一驱动讯号的大小而成为第二驱动讯号与并输出，超声波换能模组接收第二驱动讯号，且发出与第二驱动讯号相同频率范围的超声波驱动振荡子产生振动。由于第一驱动讯号的频率在特定范围内变化，因此可以驱动对应不同频率的振荡子产生振动。
文档编号B08B3/12GK101125327SQ200710141058
公开日2008年2月20日 申请日期2007年8月16日 优先权日2006年8月17日
发明者苏忠钲 申请人:杰迈电子股份有限公司