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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE3925459 C2
Publication typeGrant
Application numberDE19893925459
Publication date3 Dec 1992
Filing date1 Aug 1989
Priority date1 Aug 1989
Also published asCA2021395A1, CA2021395C, DE3925459A1, EP0411473A2, EP0411473A3, EP0411473B1, US5121023
Publication number19893925459, 893925459, DE 3925459 C2, DE 3925459C2, DE-C2-3925459, DE19893925459, DE3925459 C2, DE3925459C2, DE893925459
InventorsMartin 5000 Koeln De Abel
ApplicantFerton Holding, Delmont, Ch
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet

DE 3925459 C2
Abstract  available in
Claims(6)  translated from German
1. Ultraschallerzeuger mit einem elektromechanischen Wandler ( 1 ), in dessen Treiberkreis eine Reihenschaltung eines getakteten Schaltreglers ( 6 ) eines Verstärkers ( 7 ) angeordnet ist, wobei das Tastverhältnis und die Frequenz des Schaltreglers von einer mit dem elektromechanischen Wandler zur Erfassung seines Stromdurchganges rückgekoppelten Steuereinrichtung ( 5 ) gesteuert sind, an welche ein Potentiometer ( 3 ) zur veränderbaren Einstellbarkeit einer Leistungsvorgabe für den Wandler angeschlossen ist, wobei die Steuereinrichtung eines Ist-/Vergleich zwischen der für den Wandler mittels einer Impedanz-Meßschaltung ( 9 ) erfaßten Impedanz als Istwert und der mittels des Potentiometers ( 3 ) eingestellten Leistungsvorgabe als Sollwert durchführt und bei jeder gegenüber dem Sollwert festgestellten Abweichung einer Anpassung des Tastverhältnisses und/oder eine Anpassung der Frequenz des Schaltreglers ( 6 ) mittels einer dem Schaltregler zugeführten Regelspannung (U p ) und/oder einer Steuerspannung (U f ) steuert, wobei die betreffenden Regel- und Steuereingänge ( 15, 19 ) des Schaltreglers ( 6 ), die Impedanz-Meßschaltung ( 9 ) und das Potentiometer ( 3 ) an eine Ein-/Ausgabe-Beschaltung ( 4 ) der Steuereinrichtung ( 5 ) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß als elektro mechanischer Wandler ein mit einem vorgeschalteten Impedanzwandler ( 8 ) verbundener piezoelektrischer Wandler ( 1 ) und als Steuereinrichtung ein Mikrocomputer ( 5 ) verwendet sind, mit welchem der Resonanz-Arbeitspunkt des Ultraschallerzeugers während des Betriebs ständig nachgeregelt wird. 1. Ultrasonic generator is arranged with an electromechanical transducer (1), in which drive circuit a series circuit of a clocked switching controller (6) of an amplifier (7), wherein the duty cycle and the frequency of the switching regulator of a back coupled to the electromechanical transducer for detecting its current passage control means (5) are controlled, to which a potentiometer (3) is connected to the variable adjustability of a performance target for the transducer, wherein said control means of an actual / comparison between the converter by means of an impedance-measuring circuit (9) detected impedance as an actual value and by means of the potentiometer (3) set power setting is carried out as a nominal value and each relative to the reference value determined deviation of an adjustment of the duty ratio and / or an adjustment of the frequency of the switching regulator (6) by means of the switching regulators supplied to the control voltage (U p) and / or a control voltage (U f), wherein the respective regulating and control inputs (15, 19) of the switching regulator (6), the impedance-measuring circuit (9) and said potentiometer (3) to an input / output wiring (4) of the control means (5) are connected, characterized in that connected as an electromechanical converter one with an upstream impedance converter (8) piezoelectric transducer (1) and as a control device, a microcomputer (5) are used, with which the resonance operating point of the ultrasonic generator during the operation is continuously adjusted.
2. Ultraschallerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker ( 7 ) mit einem Konstantstrom arbeitet und der Verstärker strom an einem an Masse liegenden Widerstand ( 23 ) des Ver stärkers ( 7 ) genommen und über einen als Tiefpaß ausge bildeten Integrator ( 24 ) einem zweiten Regeleingang des Schaltreglers ( 6 ) zugeführt wird. 2. ultrasonic generator according to claim 1, characterized in that the amplifier (7) operates with a constant current and the amplifier current at a grounded resistor (23) of the Ver taken amplifier (7) and via a negotiated as a low-pass filter formed integrator (24 ) is supplied to a second control input of the switching regulator (6).
3. Ultraschallerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltregler ( 6 ) mit einem Frequenzzähler ( 25 ) des Mikrocomputers ( 5 ) rückgekoppelt ist. 3. ultrasonic generator according to claim 2, characterized in that the switching regulator (6) with a frequency counter (25) of the microcomputer (5) is fed back.
4. Ultraschallerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an eine Schnittstelle des Mikrocomputers ( 5 ) ein externes Peripherie-Gerät ( 26 ) angeschlossen ist. 4. ultrasonic generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that an external peripheral device (26) is connected to an interface of the microcomputer (5).
5. Ultraschallerzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das an die Schnittstelle des Mikrocomputers ( 5 ) angeschlossene Peri pherie-Gerät ( 26 ) ein für Servicezwecke vorgesehener Personalcomputer ist. 5. ultrasonic generator according to claim 4, characterized in that the at the interface of the microcomputer (5) connected peri phery device (26) is provided for service personnel computer.
6. Ultraschallerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer ( 5 ) mit einem Arbeitsprogramm ausgerüstet ist, bei dem mit unterschiedlichen Leistungsvorgaben unterschiedliche Resonanz-Arbeitspunkte des piezoelektrischen Wandlers ( 1 ) berücksichtigt sind, wobei eine Umschaltmöglichkeit zwischen den verschiedenen Einzelprogrammen für jeweils eine vorbestimmte Leistungsvorgabe vorgesehen ist. 6. ultrasonic generator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the microcomputer (5) is equipped with a working program, are at the different power requirements of different resonance operating points of said piezoelectric converter (1) taken into account, whereby a switch between the various individual programs is provided for each of a predetermined power specification.
Description  translated from German

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschallerzeuger mit einem elektromechanischen Wandler der durch den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung. The invention relates to an ultrasound generator with an electro-mechanical transducer of the type specified by the preamble of patent claim 1.

Bei einem aus der DE 36 41 058A1 bekannten Ultraschallerzeuger dieser Art ist ein magnetostriktiver Wandler verwendet, dessen Erregerspule im Kollektorkreis eines Transistors liegt. In one known from DE 36 41 058A1 ultrasonic generator of this type a magnetostrictive transducer is used, the excitation coil is located in the collector circuit of a transistor. Der Emitterkreis des Transistors ist über einen zur Erfassung des Stromdurchgangs durch die Erregerspule angeordneten Widerstand und eine Spannungsauswerteschaltung mit der die Lieferung der Erregerimpulse an die Basis des Transistors vermittelnden Steuereinrichtung verbunden. The emitter circuit of the transistor is connected via a for detecting the passage of current through the excitation coil arranged resistor and a voltage evaluation circuit with which the supply of the energizing pulses to the base of switching transistor control means. Die Spannungsauswerteschaltung liefert ein digitales Signal entsprechend der an dem Widerstand abfallenden Spannung und ist entweder mit einer Reihenschaltung eines Spannungs-Frequenz-Wandlers und eines Zählers oder mit einer ebenfalls in Reihe geschalteten Anordnung einer Gleich spannungsunterdrückungsschaltung, einer Tiefpaßschaltung und eines Analog-Digital-Wandlers gebildet. The voltage evaluation circuit provides a digital signal corresponding to the drop across the resistor voltage and is either voltage suppression circuit comprising a series arrangement of a voltage-frequency transducer and a counter, or a similarly series-connected arrangement of a DC, a low-pass filter and an analog-digital converter formed , Die Steuereinrichtung ist ausgangsseitig mit einem Zähler verbunden, der Impulse mit einer durch das Liefersignal der Spannungsauswerteschaltung bestimmten Impulsrate abgibt. The controller output is connected to a counter which emits pulses at a rate determined by the supply voltage evaluation signal of the pulse rate. Die Weiterleitung dieser Impulse an die Basis des Transistors ist durch einen getakteten Schalt regler festgelegt, der mit der Steuereinrichtung gesteuert wird. The forwarding of these pulses to the base of transistor regulator is set by a switch mode that is controlled by the control device. Die Steuereinrichtung ist noch mit einem Potentiometer verbunden, um die Leistungsvorgabe des magnetostriktiven Wandlers verändern zu können. The control device is still connected to a potentiometer in order to change the power setting of the magnetostrictive transducer can.

Bei diesem bekannten Ultraschallerzeuger mit einem magneto striktiven Wandler ist die Steuereinrichtung ausschließlich zur Einstellung der Impulsrate der Erregerimpulse auf den Resonanz-Arbeitspunkt des Wandlers vorgesehen. In this prior art ultrasonic generator comprising a magneto strictive transducer control means being provided exclusively for adjusting the pulse rate of the energizing pulses to the resonance operating point of the transducer. Dabei werden während einer primären Abgleichphase der Schaltungsanordnung der Erregerspule Impulse mit einer jeweils vorgegebenen Anzahl von Impulsraten in jeweils aufeinanderfolgend kleineren Impuls ratenbereichen angeliefert. In this case, the excitation coil pulses, each with a predetermined number of count rates in each rate ranges successively smaller pulse to be delivered during a primary adjustment phase of the circuit arrangement. Jeder zu Beginn der Inbetriebnahme somit in einzelnen Abgleichstufen fest eingestellten Impuls ratenbereich der Erregerimpulse, bei dem der magnetostriktive Wandler mit einer Resonanzfrequenz arbeitet, wird im übrigen nur mit einer einfachen Fehleranzeige überwacht, die mit der Steuereinrichtung gesteuert wird, um bei einem Abweichen dieser Resonanzfrequenz von dem fest eingestellten Impuls ratenbereich die bloße Anzeige eines vorhandenen Fehlers zu erhalten, ohne daß dabei die eigentliche Fehlerquelle gleich zeitig korrigiert wird. Each start of commissioning thus fixed in individual adjustment stage pulse rate range of the excitation pulses in which the magnetostrictive transducer operating at a resonance frequency is monitored moreover, only with a simple error display, which is controlled by the control means of at a deviation of the resonance frequency the fixed pulse rate range, the mere display of an existing fault to obtain without doing the actual source of error is corrected simultaneously.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ultraschall erzeuger der durch den Patentanspruch 1 angegebenen Gattung derart auszubilden, daß bei Verwendung eines piezoelektrischen anstelle eines magnetostriktiven Wandlers für die Leistungs abgabe eine weniger kritische Abhängigkeit von Toleranzen der mit dem Wandler verbundenen Bauteile der Schaltungsanordnung besteht und die Leistungsabgabe auch korrigierbar ist, wenn sich der während einer Einmeßphase eingestellte Resonanz- Arbeitspunkt des Wandlers im Betrieb des Ultraschallerzeugers verändern sollte. The invention is based on the object, an ultrasonic generator of the type specified by claim 1 form so that when there is a piezoelectric instead of a magnetostrictive transducer for the power duty less critical dependence of tolerances associated with the transducer components of the circuit arrangement and the Power output is corrected when the set during a calibration phase resonant operating point of the transformer should change in the operation of the ultrasonic generator.

Die mit einem Ultraschallerzeuger der erfindungsgemäßen Aus bildung mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Patentan spruches 1 erzielbaren Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß durch die mit dem Mikrocomputer realisierte ständige Nachregelung des Resonanz-Arbeitspunktes des Ultraschallerzeu gers jetzt alle die Leistungsabgabe des Wandlers beeinflussen den veränderlichen Toleranzen der Schaltungsanordnung optimal aufeinander abgestimmt werden können und darüber hinaus jede Veränderung der Leistungsabgabe des Wandlers für eine optimale Beibehaltung des Resonanz-Arbeitspunktes kontinuierlich berück sichtig werden kann. With an ultrasonic generator of Off inventive education with the features of the characterizing part of patent award 1 achievable benefits consist essentially in the fact that gers now all influenced by the realized with the microcomputer constant readjustment of the resonance working point of the Ultraschallerzeu the power output of the transducer to the variable tolerances of the circuit can be optimally matched and beyond any change in the output of the converter for optimal retention of the resonance working point can be continuously taken into carefully. Die Verwendung eines Mikrocomputers er gibt dabei gleichzeitig noch den wesentlichen Vorteil, daß der Gerätehersteller umschaltbare Einzelprogramme mit unterschied lichen Leistungsvorgaben einplanen kann. The use of a microcomputer he is at the same time still the major advantage that the device manufacturer can schedule switchable individual programs with different actual power requirements. Es wird dann ein entsprechend universell einsetzbarer Ultraschallerzeuger bereit gestellt, der benutzerseitig ein unproblematisches Arbeiten als Folge eines vorhandenen Einzelprogramms für jede spezielle Arbeitsfolge erlaubt. There is a corresponding universal ultrasonic generator is then provided that an unproblematic work allows the user side as a result of an existing single program for each specific work order.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ultraschallerzeugers ist in der Zeichnung mit einem Blockschaltbild schematisch darge stellt und wird nachfolgend näher erläutert. An embodiment of the ultrasonic generator according to the invention is in the drawing with a block diagram schematically Darge presents and is explained in more detail below.

Der Ultraschallerzeuger ist mit einem piezoelektrischen Wandler 1 gebildet, dessen Treiberkreis aus einem mit Wechselspannung ver sorgten Netzteil 2 mit einer Arbeitsspannung U L versorgt wird. The ultrasonic generator is formed with a piezoelectric transducer 1, the driver circuit is powered from an AC voltage with ver ensured Adapter 2 with a working voltage U L. Das Netzteil 2 ist mit einem Gleichrichter und einem Glättungs kondensator ausgebildet. The power supply capacitor 2 is formed with a rectifier and a smoothing. Wenn der Ultraschallerzeuger zur Ver wendung bei einem Gerät zur Zahnbehandlung vorgesehen ist, so be findet sich dabei der Wandler 1 in einem über eine Kabelver bindung an das Gerät angeschlossenen Handstück, um an einer bei spielsweise für eine Zahnsteinentfernung oder auch für eine Wur zelbehandlung speziell ausgebildeten Instrumentenspitze den mit dem Wandler übersetzten Ultraschall für die Zahnbehandlung zur Anwendung zu bringen. When the ultrasonic generator for uses provided with a device for dental treatment, so be found doing the transducer 1 in a connection through a cable gland connected to the unit handpiece at a zelbehandlung for example for a scaler or for a Wur specially trained instrument tip the translated with the ultrasound transducer to bring for dental treatment used. Für die Zahnbehandlung ergeben sich dabei unterschiedliche Leistungsvorgaben für den sogenannten Resonanz-Arbeitspunkt des Wandlers, die für eine entsprechende Veränderungsmöglichkeit der Arbeits spannung U L mit einem Potentiometer 3 anwählbar sind. For dental treatment, thereby provide different performance levels associated with the so-called resonance working point of the converter, which can be selected for a corresponding change possibility of working voltage U L 3 with a potentiometer.

Der Abgriff des Potentiometers 3 ist mit der Ein-/Ausgabe-Be schaltung 4 eines aus dem Netzteil 2 versorgten Mikrocomputer 5 verbunden. The tap of potentiometer 3 is connected to the input / output circuit 4 Be one of the power supply 2 powered microcomputer 5. Dieser Mikrocomputer 5 ergibt eine mit dem Wandler 1 rückgekoppelte Steuereinrichtung, die einen aus dem Netzteil 2 in einer Kaskadenschaltung versorgten Schaltregler 6 steuert. This microcomputer 5 provides a feedback to the converter control device 1 which controls a supplied from the power supply 2 in a cascade connection switching regulator 6. Der Schaltregler 6 ist über einen Verstärker 7 mit einem Impedanz wandler 8 verbunden, die beide aus dem Netzteil 2 mit einer gegenüber dem Mikrocomputer 5 und dem Schaltregler 6 wesentlich höheren Versorgerspannung versorgt werden. The switching regulator 6 is connected via an amplifier 7 with an impedance converter 8, both of which are supplied from the AC adapter 2 with respect to the microcomputer 5 and the switching regulator 6 significantly higher utilities voltage. Der Impedanzwandler 8 ist durch einen Transformator bereitgestellt, der die Ar beitsspannung U L für den Wandler 1 liefert. The impedance transformer 8 is provided by a transformer which supplies the beitsspannung U L Ar 1 for the transducer.

Der pie zoelektrische Wandler 1 ist mit dem Mikrocomputer 5 über eine mit dem Impedanzwandler 8 verbundene Impedanz-Meßschaltung 9 rückgekoppelt, in welcher ein als Tiefpaß ausgebildeter Integrator 10 angeordnet ist. The pie zoelektrische converter 1 is fed back to the microcomputer 5 via an impedance transformer 8 connected to the impedance measuring circuit 9, in which a low-pass filter constructed as integrator 10 is arranged. Die Im pedanz-Meßschaltung 9 ist an eine Hilfswicklung 11 des Impedanz wandlers 8 angeschlossen. In the impedance measuring circuit 9 is connected to an auxiliary winding 11 of the impedance converter 8. Mit der Hilfswicklung ist die magneti sche Kopplung des Impedanzwandlers für eine präzise Bestimmung des Istwertes der Impedanz des gesamten Treiberkreises optimal erfaßbar, so daß dem Mikrocomputer 5 ein für einen Ist/Soll-Vergleich vorgesehener Meßwert für die diesem Istwert entsprechende Span nung U Z entsprechend präzise anlieferbar ist. With the auxiliary winding the magneti-specific coupling of the impedance converter for a precise determination of the actual value of the impedance of the entire driver circuit is optimally detected so that the microcomputer and 5 for an actual / nominal comparison provided measured value for the this value corresponding clamping voltage U Z, corresponding precisely is anlieferbar. Alternativ könnte die Impedanz-Meßschaltung auch einen Anschluß an die Primärwick lung oder auch an die Sekundärwicklung des Impedanzwandlers erhalten. Alternatively, the impedance-measuring circuit may also have a treatment following the primary wick or obtained at the secondary winding of the impedance converter.

An der Hilfswicklung 11 wird im übrigen die Betriebsspannung für die Ein-/Ausgabe-Beschaltung 4 des Mikrocomputers 5 abgenommen, wobei in der betreffenden Versorgungsleitung 12 ein geeigneter Spannungsregler 13 angeordnet ist. Across the auxiliary winding 11, the operating voltage for the input / output circuit 4 of the microcomputer 5 is removed in the other, wherein in the respective supply line 12, a suitable voltage regulator 13 is arranged.

Der mit dem Mikrocomputer 5 gesteuerte Schaltregler 6 befindet sich auf der Sekundärseite des Netztransformators. The controlled with the microcomputer 5 switching regulator 6 is located on the secondary side of the power transformer. Die unter Vermitt lung des Gleichrichters des Netzteils 2 zugeführte Gleichspannung wird durch den Schaltregler 6 in eine Wechselspannung umgewandelt, deren Tast verhältnis die dem Verstärker 7 zugeführte Arbeitsspannung U L be stimmt. The supplied under public exchange ment of the rectifier of the power supply 2 DC voltage is converted by the switching regulator 6 into an AC voltage whose tactile relationship with the amplifier 7 supplied operating voltage U L be true. Das Tastverhältnis wird durch einen Regelverstärker 14 festgelegt, der an einem Regeleingang 15 des Schaltreglers 6 mit der Ein-/Ausgabe-Beschaltung 4 des Mikrocomputers 5 verbunden ist. The duty cycle is determined by a variable gain amplifier 14 which is connected to a control input 15 of the switching regulator 6 with the input / output wiring 4 of the microcomputer 5. Das Tastverhältnis kann daher durch den Mikrocomputer 5 ge steuert werden, wobei die maßgebliche Regelspannung U P aus der als Sollwert für den Arbeitspunkt des Wandlers 1 übersetzten Spannung U pot der Leistungsvorgabe erhalten wird. The duty cycle can be controlled by the microcomputer 5 ge, therefore, the relevant control voltage U P pot from the translated as a desired value for the operating voltage of the transducer 1 U of the power setpoint is obtained. Die Frequenz der Ausgangsspannung des Spannungsreglers 6 wird andererseits mit einem Trimmwiderstand 16 und einem Kondensator 17 erhalten, die beide über einen frequenzmodulierenden Vorschaltwiderstand 18 an einem Steuereingang 19 des Schaltreglers 6 liegen. The frequency of the output voltage of the voltage regulator 6 on the other hand obtained by a trimming resistor 16 and a capacitor 17, both of which are frequency-modulating a ballast resistor 18 to a control input 19 of the switching regulator 6. Auch der Steu ereingang 19 ist mit der Ein-/Ausgabe-Beschaltung 4 des Mikrocom puters 5 verbunden, womit auch die Frequenz der Ausgangsspannung mit einer durch den Mikrocomputer vorgegebenen Steuerspannung U f in der Größenordnung zwischen 0 und 2.5 V auf einen von dem Resonanz-Ar beitspunkt des Wandlers abhängigen zeitlichen Mittelwert gesteuert werden kann. Also the STEU ereingang 19 is connected to the input / output wiring 4 of Mikrocom puter 5, thus the frequency of the output voltage with a predetermined by the microcomputer control voltage U f in the range between 0 and 2.5 V on one of the resonance Ar ating point of the transducer-dependent time average can be controlled.

Der Verstärker 7 ist bevorzugt mit zwei im Gegentakt arbeitenden Transistoren ausgebildet, um für den piezoelektrischen Wandler eine Begrenzung seiner Arbeitsspannung U L auf etwa 300 V zu erhalten. The amplifier 7 is preferably formed with two working in push-pull transistors, to obtain a limit of its operating voltage U L at about 300 V for the piezoelectric transducer.

Sofern für den Verstärker nur ein Transistor 20 verwendet wird, würde für den Wandler 1 eine Spitzenspannung von etwa 600 V er halten werden, womit ableitbar ist, daß die Begrenzung der Spit zenspannung für eine Schonung des Wandlers zu bevorzugen ist. Provided for the amplifier only one transistor 20 is used for the transducer 1 would a peak voltage of about 600 V he will hold, which is derivable, that the limitation of the Spit zenspannung is preferable for protection of the transducer. Als Transistoren werden vorzugsweise Feldeffekt-Transistoren verwen det, denen abwechselnd die von dem Schaltregler 6 getaktet er zeugten Ausgangsspannungen U a1 und U a2 angeliefert werden. As transistors are preferably field effect transistors verwen det, which in turn he clocked by the switching regulator 6 testified output voltages Vo1 and Vo2 are delivered. Nach der Verstärkung durch den Verstärker 7 werden die getakteten Ausgangsspannungen an zwei Primärwicklungen 21 des Impedanzwandlers 8 angeliefert, um durch dessen Sekundärwicklung 22 zu der Arbeitsspannung U L des Wandlers 1 transformiert zu werden. After amplification by the amplifier 7, the clocked output voltages are supplied to two primary windings 21 of the impedance converter 8 in order to be transformed by the secondary winding 22 to the working voltage U L of the transducer 1. Die Verstärkung der Ausgangs spannung des Schaltreglers 6 ist im übrigen noch dadurch verfeinert, daß der Verstärkerstrom an einem an Masse liegenden Widerstand 23 abgenommen und über einen als Tiefpaß ausgebildeten Integrator 24 über den Regeleingang 15 an den Regelverstärker 14 angeschlossen ist. The gain of the output voltage of the switching regulator 6 is refined in the other or by the fact that the amplifier current tapped at a grounded resistor 23 and is connected to the control amplifier 14 via a low-pass filter constructed as integrator 24 via the control input 15. Für die Steuerung des Tastverhältnisses des Schaltreglers 6 wird damit eine zur Konstanthaltung des Verstärkerstroms genutzte Rückkopplung erhalten. To control the duty cycle of the switching regulator 6 so that a used to maintain a constant current feedback amplifier is obtained.

Für die Arbeitsweise des vorbeschriebenen Ultraschallerzeugers ist in der Verwendung bei einem Gerät zur Zahnbehandlung mittels Ultraschall im wesentlichen von folgenden Gegebenheiten auszugehen. For the operation of the above-described ultrasonic generator is assumed by ultrasound essentially on the following factors in use in a device for dental treatment. Nach dem Einschalten des Gerätes wird zunächst durch den Mikrocom puter 5 eine von einer Leistungsvorgabe mittels des Potentiome ters 3 abhängige Frequenz-Impedanz-Analyse für den piezoelektri schen Wandler 1 aktualisiert. After switching on the device first computer through the Mikrocom 5 is an age updated by a performance target by means of the potentiometer 3-dependent frequency impedance analysis for the piezoelectric transducer 1 rule. Es wird dafür die mit der Impedanz- Meßschaltung 9 an der Hilfwicklung 11 des Impedanzwandlers 8 erfaßte Impedanz als eine den Resonanz-Arbeitspunkt des Wandlers beein flussende Absolutgröße der entsprechenden Spannung U Z mittels des Mikrocomputers 5 bestimmt. It is intended for the impedance measuring circuit with 9 detected at the auxiliary winding 11 of the impedance converter 8 impedance as a resonant operating point of the converter impressionable end absolute size of the corresponding voltage U Z by the microcomputer 5. Die Bestimmung führt dabei zu der Er mittlung eines Sollwertes für die Steuerspannung U f , welche den vorgegebenen Arbeitspunkt des piezoelektrischen Wandlers 1 be stimmt und bei einer Frequenz der Arbeitsspannung U L des Wandlers liegt, bei welcher die für einen Wandler typische Impedanzkurve einen plötzlichen Abfall zu einem Tiefwert ergibt, der nach Über schreitung der vorbestimmten Frequenz sofort wieder verlassen wird. The determination results while the He averaging a set value for the control voltage U f, which agrees with the predetermined operating point of the piezoelectric transducer 1 BE and is at a frequency of the operating voltage U L of the transducer, wherein the characteristic for a transducer impedance curve a sudden drop to a low value is obtained, which is left after about exceeded the predetermined frequency immediately. Bei dieser Ermittlung des Sollwertes für die Steuerspannung U f wird auch der Verstärkerstrom durch die über den Widerstand 23 und den Integrator 24 vermittelte Rückmeldung an den Schaltregler 6 berücksichtigt, indem der Schaltregler mit einem bei dieser ab soluten Bestimmung des Arbeitspunktes des Wandlers mitwirkenden Frequenzzähler 25 des Mikrocomputers 5 rückgekoppelt ist. In this determination of the setpoint value for the control voltage U F and the amplifier current is taken into account by the mediated via the resistor 23 and the integrator 24 feedback signal to the switching regulator 6, by the switching regulator with a, in this from absolute determination of the operating point of the transducer co-operating frequency counter 25 of the microcomputer 5 is fed back.

Sobald mit dem Handstück, in welches der piezoelektrische Wandler für eine Zahnbehandlung mittels Ultraschall eingebaut ist, gear beitet wird, wird durch die Impedanz-Meßschaltung 9 eine ständige Rückmeldung an den Mikrocomputer 5 vorgenommen, um einen Ist-/ Soll-Vergleich mit der an dem Potentiometer 3 vorgewählten Lei stungsvorgabe durchzuführen. Once the handpiece, in which the piezoelectric transducer is installed for a dental treatment by means of ultrasound, gear processed is a constant feedback is made to the microcomputer 5, an actual / desired comparison with the where by the impedance measuring circuit 9 Potentiometer 3 preselected Lei stungsvorgabe perform. Jede bei diesem ständigen Vergleich festgestellte Abweichung löst ein Nachsteuern des Schaltreglers 6 entweder an dem Regeleingang 15 für eine Anpassung des Tastver hältnisses oder/und an dem Steuereingang 19 für eine Anpassung der Arbeitsspannung U L des piezoelektrischen Wandlers 1 aus. Any detected in this constant comparison deviation triggers a subsequent adjustment of the switching regulator 6 either to the control input 15 holds isses for an adjustment of the pulse duty and / or at the control input 19 for an adjustment of the working voltage U L of the piezoelectric transducer 1.

Die Eingliederung des Mikrocomputers 5 für die Steuerung des als Oszillator ausgebildeten Schaltreglers 6 gibt daneben auch die Möglichkeit des Anschlusses eines externen Peripherie-Gerätes 26 an eine Schnittstelle des Mikrocomputers, so beispielsweise eines für Servicezwecke vorgesehenen Personal-Computers. The inclusion of the microcomputer 5 for controlling the oscillator designed as a switching regulator 6 are in addition also the possibility of connecting an external peripheral device 26 to a port of the microcomputer, such as an intended for service personnel computer. Auch wird da mit die Möglichkeit erhalten, den Ultraschallerzeuger mit einem Arbeitsprogramm auszurüsten, das bei einem Gerät zur Zahnbehand lung die unterschiedlichen Leistungen als Vorgaben programmiert, mit denen beispielsweise bei der Zahnsteinentfernung einerseits und bei einer Wurzelbehandlung mit entsprechend unterschiedlichen Instrumentenspitzen des Handstückes andererseits gearbeitet wird. Also, since obtained with the ability to equip the ultrasonic generator with a program of work that development programs the different services as presets, which, for example, in calculus removal one hand and a root canal with correspondingly different instrument tip of the handpiece is working the other hand, for a device to Zahnbehand.

Mit einem solchen Arbeitsprogramm des Mikrocomputers können also Erfahrungswerte zum Erreichen einer optimalen Zahnbehandlung ge speichert werden, so daß bei einem Arbeiten mit dem Gerät nicht mehr mit individuellen Leistungsvorgaben experimentiert werden muß. With such a work program of the microcomputer so experience to achieve optimal dental treatment can be ge stores, so that when working with the device must not be experimented with individual performance targets. Anstelle des sekundärgetakteten Schaltreglers, der im übrigen im Zusammenwirken mit dem Transformator als ein Aufwärts-Wandler ausgebildet ist, könnte grundsätzlich auch ein primärgetakteter Schaltregler verwendet werden. Instead of the secondary-clocked switched-mode regulator which is formed in the other in cooperation with the transformer as a step-up converter, in principle, a primary switched switching regulator could be used. Die Netztrennung wäre dabei nicht durch den normalen Netztransformator, sondern durch einen Hochfre quenz-Transformator erreichbar, um eine Potentialtrennung zu er halten unter Beibehaltung des im übrigen grundsätzlich gleichen Prinzips für die Bereitstellung der maßgeblichen Arbeitsspannung des piezoelektrischen Wandlers. The network separation would not by the normal mains transformer, instead by a Hochfre-frequency transformer accessible to a potential separation to hold it while maintaining the otherwise essentially the same principle for the provision of the relevant working voltage of the piezoelectric transducer.

Referenced by
Citing PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
DE102011118644A1 *15 Nov 201116 May 2013Valeo Schalter Und Sensoren GmbhUltraschallwandler und korrespondierende Vorrichtung zur Umfelderfassung in einem Fahrzeug
Classifications
International ClassificationB06B1/02, A61B18/12, B06B1/06, A61C17/20, G01S7/52
Cooperative ClassificationG01S7/5205, B06B2201/76, B06B2201/55, A61B18/1206, A61C17/20, B06B1/0246
European ClassificationA61C17/20, B06B1/02D3C2, G01S7/52S6
Legal Events
DateCodeEventDescription
14 Feb 1991OP8Request for examination as to paragraph 44 patent law
3 Dec 1992D2Grant after examination
27 May 19938364No opposition during term of opposition
13 Aug 19988339Ceased/non-payment of the annual fee