[发明专利]用于压电变换器的发生器

说明书

技术领域

本发明涉及用于对压电变换器供电的发生器，所述发生器特别地可用于牙科中(在本申请中，表述“压电变换器”是指将电信号转换成另一种量的任何压电器件。特别地，根据该定义，压电电动机是压电变换器的一个例子)。

背景技术

已知压电变换器的阻抗往往会根据其受到的操作条件而显著变化。一方面，对于与串联共振对应的频率，压电器件的阻抗达到其最小值，而另一方面，机械负载的增加会引起阻抗的增大。阻抗的这些变化涉及特定的问题。实际上，如果通过“电流源”型发生器为变换器供电，则输送到变换器的电力与阻抗成比例。由此电力可能以不可控方式增大。由此，例如，如果使用设备进行刮牙，则在想要去除结石的同时很可能损伤牙齿。另一方面，如果通过“电压源”型发生器为变换器供电，则所提供的电力会根据双曲线定律而随着阻抗的增加而减小。由此，当需要较大的机械功时，发生器将产生较小的电力；这不是真正理想的。另外，当不存在机械负载时，施加到变换器的电力会以不可控方式增大，这可导致压电工具的断裂。

专利文件FR 2391001提出了对上述问题的解决方案。在该文件中描述的用于对压电变换器供电的发生器包括变压器，该变压器的初级绕组受到振荡器激励，并且该变压器的次级绕组被连接以对变换器供电。通过恒流发生器(电流源)和电压发生器(电压源)并联地对振荡器本身供电。提供这样的装置，只要负载的阻抗保持为低于可调节阈值，则该装置阻断电压发生器，相反地，一旦负载的阻抗超过可调节阈值，就阻断电流发生器。

根据上述文件绘制的图1A是示出分别在最小电力(曲线I)、中间电力(曲线II)和最大电力(曲线III)的情况下根据变换器的阻抗Z而输送的电力P的图。如果考虑与中间电力对应的曲线II，可以看到，只要变换器的阻抗Z保持为低于参考阈值Zb，被输送到变换器的电力P就随着阻抗成比例地增大。如果阻抗超过阈值，则恒流发生器被阻断，电压发生器被释放。从此时起，所输送的电力根据双曲线定律的随着阻抗的增长而减小。

刚才描述的用于对压电变换器供电的发生器具有仅对十分精确的变换器阻抗值才能提供最大电力的缺点(如图1A的曲线I和II的通常为三角形的形式所揭示的)。本发明的目标是提供一种在阻抗变化的时段输送相当恒定的电力的发生器(如图1B的第一曲线的通常为梯形的形状所示)。

发明内容

本发明通过提供根据所附权利要求1的用于向压电变换器供电的发生器而实现该目的。

附图说明

通过阅读仅作为非限制性实例而给出的且参考附图进行的以下描述，本发明的其他特性和优点将得以显现，在附图中：

图1A是由现有技术的发生器输送的电力随着压电变换器的阻抗而变化的曲线图；

图1B是由根据本发明的发生器输送的电力与由现有技术的发生器输送的电力之间的比较的曲线图；

图2是本发明的特定实施例的电学图示；以及

图3A、3B和3C是分别与压电变换器的阻抗的三种数值对应的三种曲线图，其示出了在图2的发生器的变压器的绕组中的电流和电压。

具体实施方式

图2是根据本发明的特定实施例的发生器的电学图示。用于向压电变换器供电的发生器包括两个电压器11A和11B，每一个变压器包括初级绕组L1和次级绕组L2。这两个次级绕组L2通过其一个端子而被连接到压电器件5的一个极，并且通过其另一个端子而被连接到地；二极管(分别为13和15)进一步被插入在每一个次级绕组与压电器件5之间。

电压器11A和11B的每一个初级绕组L1与开关(分别为19A和19B)串联地连接在电源的端子之间。在本实例中，电源由被标号为17的电压源形成，该电压源的一个端子被连接到两个初级绕组L1，而另一个端子被连接到地。开关19A和19B以及本说明书中提到的所有其他开关为电控开关，其可以以晶体管的形式得以实现。除了均被连接到两个变压器之一的次级绕组L2之外，压电变换器5的两个极还分别通过二极管23和开关21B、二极管25和开关21A而连接到地。这意味着，一方面，压电变换器5与二极管13、二极管25和开关21A串联地连接在变压器11A的次级绕组L2的端子之间，另一方面，压电变换器5还与二极管15、二极管23和开关21B串联地连接在变压器11B的次级绕组L2的端子之间。