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公開番号2025140397
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024039773
出願日2024-03-14
発明の名称超音波振動子駆動回路
出願人ASTI株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 1/08 20060101AFI20250919BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電圧駆動型トランジスタを使用した超音波振動子駆動回路において、ターンオン・ターンオフの高速化を図ることができる超音波振動子駆動回路を提供すること。
【解決手段】第1スイッチング素子用の二次巻線と上記第1スイッチング素子のソースとの間にはコンデンサが直列に配置されているとともに、上記第2スイッチング素子用の二次巻線と上記第2スイッチング素子のソースとの間にもコンデンサが直列に配置されていて、それによって、上記第1スイッチング素子用の二次巻線によって生成される駆動電圧に上記コンデンサによって生成されるゲートバイアス電圧を直列に加算するともに、上記第2スイッチング素子用の二次巻線によって生成される駆動電圧に上記コンデンサによって生成されるゲートバイアス電圧を直列に加算するようにしたもの。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超音波振動子とチョークコイルとの直列回路と、
上記直列回路に上記超音波波振動子の共振周波数を付与して上記超音波波振動子を駆動する発振回路と、
を具備し、
上記発振回路は、
電力用トランスと、
上記電力用トランスの一次巻線を断続的に通電する第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、
上記振動子の両端間の電圧を検出する電圧検出部と、
上記電圧検出部で検出された電圧が正帰還するように位相を調整する位相調整部と、
上記位相調整部で位相を調整された電圧を上記第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子に正帰還させる正帰還用トランスと、
を備えていて、
上記第１スイッチング素子と第２スイッチング素子はゲートとドレインとソースからなる電圧駆動型トランジスタを使用するものであり、
上記正帰還用トランスは一次巻線と上記第１スイッチング素子用の二次巻線と上記第２スイッチング素子用の二次巻線とから構成されていて、
上記第１スイッチング素子用の二次巻線と上記第１スイッチング素子のソースとの間にはコンデンサが直列に配置されているとともに、上記第２スイッチング素子用の二次巻線と上記第２スイッチング素子のソースとの間にもコンデンサが直列に配置されていて、
それによって、上記第１スイッチング素子用の二次巻線によって生成される駆動電圧に上記コンデンサによって生成されるゲートバイアス電圧を直列に加算するともに、上記第２スイッチング素子用の二次巻線によって生成される駆動電圧に上記コンデンサによって生成されるゲートバイアス電圧を直列に加算するようにしたことを特徴とする超音波振動子駆動回路。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
請求項１記載の超音波振動子駆動回路において、
上記第１スイッチング素子用の二次巻線と上記第１スイッチング素子のゲートとの間には抵抗が直列に配置されているとともに、上記第２スイッチング素子用の二次巻線と上記第２スイッチング素子のゲートとの間にも抵抗が直列に配置されていることを特徴とする超音波振動子駆動回路。
【請求項３】
請求項２記載の超音波振動子駆動回路において、
上記第１スイッチング素子用の二次巻線と上記コンデンサと上記抵抗の直列回路には２個のツェナーダイオードの直列回路が並列に接続されていて、
上記第２スイッチング素子用の二次巻線と上記コンデンサと上記抵抗の直列回路には２個のツェナーダイオードの直列回路が並列に接続されていることを特徴とする超音波振動子駆動回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動子駆動回路に係り、特に、電圧駆動型トランジスタを使用した超音波振動子駆動回路において、ターンオン・ターンオフの高速化を図ることができるように工夫したものに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の超音波振動子駆動回路は、例えば、図２３に示すような構成になっている。
まず、チョークコイルＬ２と超音波振動子ＵＴの直列回路１０１があり、この直列回路１０１に発振回路１０３が接続されている。この発振回路１０３によって上記超音波振動子ＵＴに共振周波数を付与して駆動する。
【０００３】
上記発振回路１０３は次のような構成になっている。まず、電力用トランスＴ２があり、この電力用トランスＴ２は一次巻線Ｎ２Ｐと二次巻線Ｎ２Ｓとから構成されている。上記電力用トランスＴ２の一次巻線Ｎ２Ｐを断続的に通電する第１スイッチング素子Ｑ１及び第２スイッチング素子Ｑ２が設けられている。
【０００４】
上記第１スイッチング素子Ｑ１及び第２スイッチング素子Ｑ２はバイポーラトランジスタ（ＢＪＴ：ＢｉｐｏｌａｒＪｕｎｃｔｉｏｎＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を使用したものである。
【０００５】
上記第１スイッチング素子Ｑ１はベースＢ１とコレクタＣ１とエミッタＥ１とから構成されている。上記第２スイッチング素子Ｑ２もベースＢ２とコレクタＣ２とエミッタＥ２とから構成されている。
【０００６】
又、直流電源Ｖｉｎが設けられていて、この直流電源Ｖｉｎのプラス側が上記第１スイッチング素子Ｑ１のコレクタＣ１に接続されていて、マイナス側が上記第２スイッチング素子Ｑ２のエミッタＥ２に接続されている。
【０００７】
上記超音波振動子ＵＴの両端間の電圧を検出する電圧検出部１０５が設けられている。この電圧検出部１０５は３個のコンデンサＣ５、Ｃ６、Ｃ７とから構成されている。
【０００８】
上記電圧検出部１０５で検出された電圧が正帰還するように位相を調整する位相調整部１０７が設けられている。この位相検出部１０７はコイルＬ３とコンデンサＣ４とから構成されている。
【０００９】
上記位相調整部１０７で位相を調整された電圧を上記第１スイッチング素子Ｑ１及び第２スイッチング素子Ｑ２に正帰還させる正帰還用トランスＴ１が設けられている。上記正帰還用トランスＴ１は一次巻線Ｎ１Ｐと上記第１スイッチング素子Ｑ１用の二次巻線Ｎ１ＳＡと上記第２はスイッチング素子Ｑ２用の二次巻線Ｎ１ＳＢとから構成されている。
【００１０】
上記第１スイッチング素子Ｑ１のベースＢ１と上記正帰還用トランスＴ１の二次巻線Ｎ１ＳＡの間には抵抗Ｒ３とダイオードＤ３が直列に接続されている。又、上記二次巻線Ｎ１ＳＡと上記電力用トランスＴ２の一次巻線Ｎ２Ｐの間にはコンデンサＣ３が直列に接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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