專利名稱：用于高頻攪動(dòng)源的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高頻攪動(dòng)源的控制器。具體地，本發(fā)明涉及一種用 于壓電晶體的控制器。
背景技術(shù)：
諸如壓電晶體(piezoelectric crystal )這樣的高頻攪動(dòng)源(agitation source ) 在本領(lǐng)域是公知的，并且用于多種目的。壓電式電動(dòng)機(jī)、變壓器和線性驅(qū)動(dòng) 器是常見的。壓電晶體的一個(gè)重要用途是用于霧化(nebulisation)。在許多 場合中，需要不利用熱而產(chǎn)生物質(zhì)的微細(xì)霧氣。這樣的一個(gè)例子是醫(yī)用霧化 器(nebuliser),其中，藥用化合物被壓電晶體霧化以便被病人吸入。霧化器 的另 一個(gè)用途是用在諸如花園澆灌器這樣的水散布領(lǐng)域中。
壓電晶體的問題在于，在運(yùn)行過程中，它們能產(chǎn)生大量的熱能。如果沒 有提供適當(dāng)?shù)拇胧?諸如散熱器)來驅(qū)散熱能，那么壓電晶體在持續(xù)運(yùn)行下 會變得非常熱。壓電晶體易于在高溫被損壞，因此，需要壓電晶體的溫度不 變得過高。
在壓電晶體形成霧化器的一部分時(shí)，壓電晶體作用于液壓頭(head of liquid)以便將液體分散成微細(xì)的霧氣。在壓電晶體的運(yùn)行期間，液壓頭吸 收振動(dòng)能量并且使壓電晶體的 一些熱能散去。這具有冷卻壓電晶體的效果。 然而，如果壓電晶體在所有的液體都被霧化后繼續(xù)運(yùn)行，晶體的溫度將迅速 地增大。這可導(dǎo)致熱損壞。進(jìn)一步，需要避免壓電晶體的不必要的使用(浪 費(fèi)能量)。
解決該問題的現(xiàn)有技術(shù)的方法在US 4,001，650和US 5,803,362中得以說 明。US 4,001,650公開了檢測器的使用，該檢測器用于檢測霧化器中的液體 的表面運(yùn)動(dòng)。當(dāng)沒有檢測到表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，液體被視為已經(jīng)完全蒸發(fā)并且霧化 過程停止。然而，US 4,001,650的裝置需要復(fù)雜的檢測器。
US 5,803,362公開了一種溫度控制裝置，其能夠依據(jù)壓電晶體的溫度來 改變供應(yīng)到振蕩器電路的動(dòng)力。這個(gè)過程能防止壓電晶體的溫度超過最大溫度。然而，改變供應(yīng)到壓電晶體的動(dòng)力(且由此改變壓電晶體的攪動(dòng)振幅) 是控制壓電晶體的無效方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于高頻攪動(dòng)源(諸如壓電晶體)的控制器， 該控制器能夠檢測壓電晶體的狀態(tài)并由此控制壓電晶體。本發(fā)明的又一個(gè)目 的是通過檢查壓電晶體的溫度和電力要求的變化，并從該信息推斷壓電晶體 狀態(tài)且由此采取措施，來防止壓電晶體達(dá)到高溫。
本發(fā)明提供了 一種用于高頻攪動(dòng)源的控制器，該控制器包括用于產(chǎn)生具
有可變占空比(duty cycle)的驅(qū)動(dòng)信號的信號發(fā)生裝置，該驅(qū)動(dòng)信號用于驅(qū) 動(dòng)高頻攪動(dòng)源，控制器進(jìn)一步包括用于檢測高頻攪動(dòng)源溫度的溫度檢測裝 置，其中，控制器適于并且被設(shè)置為響應(yīng)高頻攪動(dòng)源的溫度來改變驅(qū)動(dòng)信號 的占空比。通過改變驅(qū)動(dòng)信號的占空比，能夠改變供應(yīng)到壓電晶體的平均動(dòng) 力。然而，不像通過改變振蕩振幅來改變平均動(dòng)力的常規(guī)裝置，通過改變占 空比，振蕩振幅能夠保持相對恒定。這允許最高效地驅(qū)動(dòng)壓電晶體用于霧化， 并且在不需要時(shí)或者在壓電晶體的溫度過高時(shí)切斷壓電晶體。相對地，減小 振幅以便減小溫度導(dǎo)致壓電晶體運(yùn)行無效，因?yàn)檫@會使用動(dòng)力卻不發(fā)生任何 霧化。這是由于在低振蕩振幅處，壓電晶體的振蕩可能不足以引起霧化，但 卻仍需要?jiǎng)恿σ员氵\(yùn)行。
優(yōu)選地，控制器進(jìn)一步設(shè)置為響應(yīng)第一預(yù)定要求來控制驅(qū)動(dòng)信號，并且 確定何時(shí)已經(jīng)滿足了該第 一預(yù)定要求。壓電晶體的運(yùn)行取決于諸如占空比、 溫度或時(shí)間這樣的其它標(biāo)準(zhǔn)，以便提供自動(dòng)防故障裝置來防止損壞。
優(yōu)選地，第一預(yù)定要求是將占空比減小到預(yù)定值以下。通過實(shí)驗(yàn)分析已 經(jīng)顯示，在霧化過程期間，壓電晶體的溫度遵循特征曲線。首先，在包括霧 化過程的系統(tǒng)中，可以看出溫度隨著施加能量以使壓電晶體攪動(dòng)而增大。一 旦系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，由壓電晶體施加的大部分能量用于使液體霧化。因此， 此時(shí)存在溫度的小變化或可以忽略的變化。最后，當(dāng)液體被完全霧化時(shí)，可 以看出壓電晶體的溫度再次增大。如果這種行為被觀察到，那么控制器將減 小驅(qū)動(dòng)信號的占空比以便防止溫度超過預(yù)定溫度。因此，可以從霧化期間的 占空比的值來推斷出霧化過程已經(jīng)結(jié)束，而不用直接測量霧化器內(nèi)的液體 量。該技術(shù)在沒有用戶控制的自動(dòng)系統(tǒng)中對于防止壓電晶體的使用和過熱特
別有用。
這樣的系統(tǒng)可在沒有用戶干預(yù)的情況下被要求運(yùn)行若干天、若干月或若 干年。
如果壓電晶體正確且可預(yù)測地運(yùn)行，那么控制器能推斷出液體是否存 在?？刂破髂芡ㄟ^監(jiān)視溫度和驅(qū)動(dòng)信號來確定霧化過程何時(shí)完成。因此，當(dāng) 霧化完成時(shí)，壓電晶體能被切斷并且壓電晶體仍處于相對低的溫度。以上裝 置能防止使用過程中的不必要熱損壞和磨損。
本發(fā)明提供了獨(dú)立的(self-contained)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能快速并高效 地完成霧化過程。該控制系統(tǒng)還能使壓電晶體的不必要使用和熱磨損最小 化。本發(fā)明尤其適用于驅(qū)動(dòng)用于干手器的霧化器。


現(xiàn)將參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的控制器的元件和允許方式的框圖； 圖2顯示了測量周期和由控制器做出的溫度測量的發(fā)生情況； 圖3a顯示了在典型的霧化過程期間壓電晶體的預(yù)期溫度特性的曲線圖； 圖3b顯示了在典型的霧化過程期間壓電晶體的實(shí)際輸出的溫度特性的 曲線圖4 a顯示了在由圖1中的控制器控制的霧化過程期間，壓電晶體的溫 度作為時(shí)間的函數(shù)的曲線圖4b顯示了在由圖1中的控制器控制的霧化過程期間，占空比作為時(shí) 間的函數(shù)的曲線圖5是顯示了在壓電晶體運(yùn)行期間，圖1中的控制器采取的判定的流程 圖；以及
圖6是結(jié)合了由圖1中的控制器控制的霧化器的干手器。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的控制器l和壓電晶體2?？刂破?包括信號發(fā) 生器3。信號發(fā)生器3以諸如1.66kHz的指定頻率產(chǎn)生同步信號Sl。該頻率 是可變化的，以便以優(yōu)選頻率驅(qū)動(dòng)壓電晶體2。該優(yōu)選頻率通過對壓電晶體 2的運(yùn)行特性的測量并通過將該信息傳遞至控制器1而被確定。頻率選擇的
技術(shù)不是本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容并不再進(jìn)一步討論。
鎖相環(huán)路(phase locked loop ) (PLL ) 4連接至信號發(fā)生器3。 PLL以指 定量對同步信號SI作乘法從而以諸如1.699MHz的更高頻率4是供信號S2。 來自PLL4的輸出信號S2連接至壓電驅(qū)動(dòng)器(piezo drive) 5。該壓電驅(qū)動(dòng) 器5包括開關(guān)裝置，例如功率金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(功率MOSFET)。 壓電驅(qū)動(dòng)器5將信號S2轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號S3。驅(qū)動(dòng)信號S3是用于驅(qū)動(dòng)壓電 晶體2的適當(dāng)電壓的正弦波形。壓電驅(qū)動(dòng)器5的元件和功能不是本發(fā)明的實(shí) 質(zhì)內(nèi)容并不再進(jìn)一步討論。
調(diào)制器6連接至壓電驅(qū)動(dòng)器5，并且如所要求的那樣向壓電驅(qū)動(dòng)器5提 供調(diào)制信號S4。調(diào)制器6能用于提供具有可變占空比的脈沖序列。
壓電晶體2包括陶瓷材料(其響應(yīng)電場)和電觸點(diǎn)。壓電晶體在本領(lǐng)域 中是公知的，并且可以使用任何適當(dāng)?shù)膲弘娋w。負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏 電阻器7通過熱鏈路(thermal link ) 7a連接至壓電晶體2。熱鏈路7a是導(dǎo)熱 且可延展的材料，其與負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器7和壓電晶體2 二者適形接觸 (conformal contact )。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器具有取決于溫度的電阻。熱敏 電阻器調(diào)節(jié)塊8將來自負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器7的信號S5轉(zhuǎn)換為適于控制 器1的溫度信號S6。形成控制器1的一部分的模擬輸入端9接收來自熱敏 電阻器調(diào)節(jié)塊8的溫度信號S6。控制器1利用溫度信號S6來確定壓電晶體 2的狀態(tài)并控制驅(qū)動(dòng)信號S3。
在運(yùn)行過程中，信號發(fā)生器3產(chǎn)生特定頻率的同步信號Sl。然后同步 信號S1被提供至鎖相環(huán)路4。鎖相環(huán)路4將同步信號乘以1024來產(chǎn)生信號 S2。壓電驅(qū)動(dòng)器5將信號S2轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號S3。驅(qū)動(dòng)信號S3具有與信號 S2頻率相等的正弦波形。驅(qū)動(dòng)信號S3還具有100-140V范圍內(nèi)的峰到峰(peak to peak)電壓。驅(qū)動(dòng)信號S3被提供至壓電晶體2以便以需要的方式驅(qū)動(dòng)壓 電晶體2。
壓電驅(qū)動(dòng)器5的運(yùn)行由調(diào)制器6控制。調(diào)制器6用調(diào)制信號S4控制壓 電驅(qū)動(dòng)器5。調(diào)制信號S4能采用具有占空比的脈沖序列形式。調(diào)制信號S4 的占空比由控制器1基于溫度信號S6確定。調(diào)制信號S4被提供至壓電驅(qū)動(dòng) 器5并且對驅(qū)動(dòng)信號S3進(jìn)行調(diào)制。因此，調(diào)制器6能夠通過使驅(qū)動(dòng)信號S3 接通或切斷來控制驅(qū)動(dòng)信號S3。在調(diào)制器6的作用下，驅(qū)動(dòng)信號S3采用一 連串波"包(packets)"或脈沖(開狀態(tài))的形式，該波"包"或脈沖(開
狀態(tài))之間具有"停頓時(shí)間"(關(guān)狀態(tài))。停頓時(shí)間由占空比確定，所述占空 比是脈沖寬度與周期的比值。
壓電晶體2運(yùn)行時(shí)，將會產(chǎn)生熱能。該熱能將改變負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻 器7的電阻。這是因?yàn)樨?fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器7通過熱鏈路7a與壓電晶體2 熱接觸。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器7的電阻變化導(dǎo)致信號S5的變化。信號S5 通過熱敏電阻器調(diào)節(jié)塊8而被轉(zhuǎn)換為適用于控制器1的模擬輸入端9的溫度 信號S6。溫度信號S6包含與信號S5相同的信息。
當(dāng)模擬輸入端9接收信號S6時(shí)，控制器1評估溫度信號S6。在本實(shí)施 例中，以固定間隔對溫度信號S6采樣。有利地，溫度信號S6在壓電晶體2 不運(yùn)行時(shí)被采樣。這是為了減少可能由于壓電晶體2的運(yùn)行而引入的溫度變 化和背景噪音。圖2的示意圖示出了溫度信號S6的采樣點(diǎn)。采樣點(diǎn)Pl、 P2、 P3、 P4被均勻地間隔開并且在驅(qū)動(dòng)信號S3的脈沖之間的"停頓時(shí)間"中出 現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)信號S3的脈沖具有脈沖寬度a和周期b。因此，在這種情況下，占 空比D等于a/b。脈沖之間的"停頓時(shí)間"是用于對溫度信號S6采樣的優(yōu)選 時(shí)間。溫度信號S6的值與實(shí)際溫度相關(guān)聯(lián)并代表實(shí)際溫度，由此控制器1 能夠確定壓電晶體2的實(shí)際溫度。
圖3顯示了典型的沒有任何溫度控制的霧化過程的曲線圖。壓電晶體2 的溫度依賴于壓電晶體2的運(yùn)行狀態(tài)而以不同速率升高。如果壓電晶體2被 破壞(線C1)，將不會有任何明顯的溫度升高。然而，當(dāng)壓電晶體2正確地 運(yùn)行時(shí)，溫度升高的速率能揭示與壓電晶體2的情況有關(guān)的重要信息。壓電 晶體2貫穿動(dòng)力循環(huán)的運(yùn)行將參考圖3a進(jìn)行描述。首先，占空比被設(shè)定為 最大值，以使得傳遞至壓電晶體2的平均功率較高。由此，壓電晶體2的運(yùn) 行將導(dǎo)致壓電晶體2發(fā)熱。實(shí)驗(yàn)分析已經(jīng)顯示出，在霧化過程期間，壓電晶 體的溫度遵循特征曲線(characteristic profile )。最初地，可以看出溫度升高 (第一階段)。 一旦系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，由壓電晶體發(fā)出的能量將用于使液體 霧化。因此，可以看到溫度隨時(shí)間變化的速率減小(第二階段)。溫度值在 該階段中可保持恒定或甚至減小。最后，當(dāng)液體被完全霧化時(shí)，可以再次看 出溫度隨時(shí)間變化的速率升高(第三階段)。圖3b顯示了示出上述溫度曲線 的實(shí)際測量結(jié)果。
溫度變化能被用于檢測霧化過程何時(shí)完成。圖4a顯示了在霧化的連續(xù) 階段期間占空比的改變以及壓電晶體的作為時(shí)間的函數(shù)的溫度變化。圖4b
顯示了在控制器1控制下的霧化過程期間占空比的改變?？刂破?改變傳遞 至壓電晶體的作用于液壓頭的動(dòng)力，以防止壓電晶體的溫度超過預(yù)定的最大
值。在本實(shí)施例中，預(yù)定的最大值為45。C。
在具有溫度控制的霧化的第一階段中，溫度比45。C的控制溫度(如圖 4a)和允許的最大溫度55。C都要低。因此，壓電晶體2將以可用的最大占空 比被驅(qū)動(dòng)(如圖4b所示的第一階段)。當(dāng)溫度接近45。C的控制溫度時(shí)，霧化 進(jìn)入第二階段。此時(shí)，控制器1減小占空比以使得壓電晶體2的溫度保持在 45°C。在第二階段期間，設(shè)備于是達(dá)到準(zhǔn)熱平衡(圖4a的第二階段示出的 溫度曲線)，在準(zhǔn)熱平衡中，由壓電晶體發(fā)出的能量用于使液體霧化。
最后，在第三階段中，液體將被完全霧化并且壓電晶體2將更快地發(fā)熱。 因此，控制器1顯著地減小占空比以防止溫度進(jìn)一步升高(圖4b所示的第 三階段)。占空比的減小表示霧化過程的結(jié)束。當(dāng)占空比降低到最大占空比 之下的預(yù)定值x的水平時(shí)，控制器1確定霧化過程已經(jīng)完成?？刂破?然后 切斷壓電晶體2。之后重復(fù)該過程。
參考圖5,將對控制器的操作方法進(jìn)行描述。在步驟100處，控制器1 起動(dòng)控制操作。控制操作采用比例積分(PI)環(huán)路的形式。在步驟101處， 控制器l被初始化。控制器1載有占空比最大值。此外，壓電晶體2的溫度 被估計(jì)。在該步驟中，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器7的環(huán)境溫度被測量。負(fù)溫度 系數(shù)熱敏電阻器7處于0"C和255。C之間的溫度時(shí)具有電阻的特征范圍。這 與溫度信號S6的特征值相對應(yīng)。接下來，在步驟102處，控制器l確定溫 度讀數(shù)是否有效。控制器1通過確定溫度信號S6是否在特征值范圍之內(nèi)來 實(shí)現(xiàn)該步驟。
如果溫度信號S6在特征值范圍之外，或者溫度信號S6是不適于壓電晶 體2的環(huán)境的值，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器7可能會出現(xiàn)故障或者被不適當(dāng)?shù)?連接。如果信號S6在特征值范圍之外，對控制器1編程以終止該過程并切 斷壓電驅(qū)動(dòng)器5。另外還可報(bào)告出錯(cuò)信號。
如果控制器1確定溫度信號S6在特征值的期望范圍之內(nèi)，那么控制器 1通過提供調(diào)制信號S4來操作壓電驅(qū)動(dòng)器5 (圖1)(步驟105 )。首先，控 制器1產(chǎn)生具有容許的最大占空比的調(diào)制信號S4。然后，壓電驅(qū)動(dòng)器5產(chǎn) 生驅(qū)動(dòng)壓電晶體2的驅(qū)動(dòng)信號S3。驅(qū)動(dòng)信號S3還具有容許的最大占空比。
控制器1然后返回至步驟102。在步驟102處，控制器1進(jìn)入環(huán)路。在
步驟103處，壓電晶體2的溫度被確定，并且結(jié)果輸入到溫度處理步驟104。 更新的溫度讀數(shù)隨后提交至控制器1，以更新諸如占空比這樣的比例積分項(xiàng) (PI term )。在步驟106處，信號S4 (以及因而驅(qū)動(dòng)信號S3 )的占空比依據(jù) 溫度測量結(jié)果而設(shè)置。如果溫度是45'C的最大運(yùn)行溫度或與之接近，那么占 空比將減小。如果溫度明顯低于45。C，那么占空比將設(shè)定在允許的最大值。 一旦信號S4的占空比在步驟106處被設(shè)定，那么信息在步驟107處傳遞至 壓電晶體2。
在步驟108處，信號S4的占空比的大小被估計(jì)。如果信號S4的占空比 低于占空比的預(yù)定值，那么霧化過程被視為已經(jīng)進(jìn)入霧化的第三階段，即壓 電晶體2已經(jīng)將所有的水頭(headofwater)霧化并且壓電晶體2現(xiàn)已干燥。 如果信號S4的占空比j氐于預(yù)定值，那么控制器1移動(dòng)到步驟109處并且該 過程完成。
當(dāng)壓電驅(qū)動(dòng)器5被切斷時(shí)，壓電晶體2不被驅(qū)動(dòng)。因?yàn)閴弘娋w2在沒 有液壓頭時(shí)不被驅(qū)動(dòng)，這避免了壓電晶體2的不必要地使用及熱損壞。
當(dāng)在每個(gè)環(huán)路階段運(yùn)行時(shí)，除了這些參數(shù)，控制器l還具有多個(gè)預(yù)定的 最大參數(shù)。如果最大時(shí)間周期結(jié)束或者達(dá)到允許的最大溫度55。C,那么控制 器1還被編程以移至步驟109。選沖奪該允許的最大溫度以防止水垢(limescale ) 堆積。通過防止水垢堆積，可延長壓電晶體2的壽命。
根據(jù)本發(fā)明的控制器1提供了用于控制形成霧化系統(tǒng)的一部分的壓電晶 體的有效裝置。控制器1能夠確定壓電晶體2是否正確工作，并且如果其沒 有正確工作就使其禁用。進(jìn)一步，控制器1能夠推斷壓電晶體2上何時(shí)沒有 水用于霧化，并且在那種情況下，能夠關(guān)閉壓電晶體2。這防止了對壓電晶 體2的磨損和熱損壞。進(jìn)一步，控制器1能夠從壓電晶體2的熱行為推斷壓 電晶體2上何時(shí)沒有水，并且無需諸如水位檢測器這樣的額外檢測設(shè)備。 本發(fā)明可用于需要高頻攪動(dòng)源以被可靠并有效地驅(qū)動(dòng)的任何場合，例如 在沒有用戶控制的自動(dòng)系統(tǒng)中，或者沒有水位監(jiān)視的霧化系統(tǒng)中。這對于諸 如家用電器或醫(yī)療器械這樣的應(yīng)用是有益的。
本發(fā)明的上述實(shí)施例尤其適合用于諸如圖6所示的干手器。干手器200 包括腔體210。腔體210在其上端部220處敞開，并且開口的尺寸足夠允許 用戶的雙手(未示出)容易地插進(jìn)該腔體210中用于干燥。高速氣流通過具 有風(fēng)扇的馬達(dá)單元(未示出)產(chǎn)生。高速氣流通過兩個(gè)槽狀開口 230排出，
該兩個(gè)槽狀開口 23(H殳置在腔體210的上端部220處用于干燥用戶的雙手。
210的下端部。霧化器240位于排污部的下游。霧化器240在圖5中被示出 為從干手器200局部地移除。霧化器240被局部地剖切，以顯示上述驅(qū)動(dòng)電 路250的位置。霧化器240包括用于收集廢水的收集器(未示出)和用于使 廢水霧化的壓電晶體(未示出)。壓電晶體由驅(qū)動(dòng)電路250驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)電 路250包括控制器1并且由其控制。本發(fā)明的控制器1的使用允許霧化系統(tǒng) 在運(yùn)行中更加高效并且可靠。這將導(dǎo)致消費(fèi)者的操作和維修成本較低。
應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于附圖中所示的實(shí)施例。具有用于控制形 成霧化系統(tǒng)的一部分的壓電晶體的控制器l的本發(fā)明上述實(shí)施例還適用于諸 如洗衣干燥機(jī)這樣的其它干燥機(jī)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠設(shè)想其它形式的干 燥設(shè)備，例如，諸如洗滌干燥機(jī)、通風(fēng)型洗衣干燥機(jī)或全身長干燥機(jī) (foil-length body dryer)的其它形式的家用或商用干燥設(shè)備。
還應(yīng)理解的是，驅(qū)動(dòng)源的大小和頻率可依賴所需應(yīng)用而改變。例如，以 一定范圍的頻率驅(qū)動(dòng)壓電晶體是常見的。替代地，壓電晶體可以以單個(gè)固定 的頻率被驅(qū)動(dòng)。然而，最常見的是以共振頻率或接近共振頻率的頻率驅(qū)動(dòng)壓 電晶體。對于多數(shù)壓電晶體，該頻率在1.5至2MHz的范圍內(nèi)。優(yōu)選的驅(qū)動(dòng) 頻率接近于1.7MHz。
可以實(shí)施任意數(shù)量的壓電晶體和控制器。比如說，例如如果需要霧化的 液體容積很大，單個(gè)控制器能夠控制多個(gè)壓電晶體。替代地，設(shè)置多個(gè)控制 器來處理不同類型的液體或在不同時(shí)刻操作。
此外，溫度信號的采樣點(diǎn)不需要被均勻地隔開。它們可以處于不規(guī)則的 間隔處，并且溫度信號隨時(shí)間改變的速率可以通過除法計(jì)算。此外，可以在 壓電晶體被驅(qū)動(dòng)時(shí)可選取采樣點(diǎn)。例如如果壓電晶體被恒定波形驅(qū)動(dòng)時(shí)，這 可能是必要的。
此外，可以使用切斷壓電晶體的其它方法?？梢越油ɑ蚯袛鄟碜钥刂破?的數(shù)字輸出，可以接通或切斷來自鎖相環(huán)路的驅(qū)動(dòng)信號，或者可以在控制器 和壓電晶體之間的任意適當(dāng)位置處使用機(jī)械或電子開關(guān)來切斷壓電晶體。
另外，壓電晶體不需要被切斷?？刂破髂軌蝽憫?yīng)溫度隨時(shí)間變化的速率 來簡單地改變占空比或壓電晶體的振蕩頻率。
另夕卜，驅(qū)動(dòng)壓電晶體的占空比可取決于除了壓電晶體的溫度之外的其它
因素。例如，占空比還可依賴控制器的溫度或包括控制器的驅(qū)動(dòng)電路的溫度。 在這種情況下，用于控制占空比的一個(gè)手段可以是設(shè)定用于控制器或驅(qū)動(dòng)電 路的安全運(yùn)行所允許的最大占空比(例如50%)，并且壓電晶體的溫度可凈皮 用于在允許的最大占空比內(nèi)變化驅(qū)動(dòng)信號的占空比。
可以想到用于檢測第三階段結(jié)束的替代方法。例如，控制器可以尋找壓 電晶體的特定的時(shí)間段、溫度或其它條件，以便確定相關(guān)階段的結(jié)束。重要 的是，控制器能夠確定壓電晶體的溫度，并且響應(yīng)壓電晶體的溫度來改變驅(qū) 動(dòng)信號的占空比。
權(quán)利要求
1、一種用于高頻攪動(dòng)源的控制器，所述控制器包括用于產(chǎn)生具有可變占空比的驅(qū)動(dòng)信號的信號發(fā)生裝置，該驅(qū)動(dòng)信號用于驅(qū)動(dòng)所述高頻攪動(dòng)源，所述控制器進(jìn)一步包括用于檢測所述高頻攪動(dòng)源的溫度的溫度檢測裝置，其中，所述控制器適于并且設(shè)置為響應(yīng)所述高頻攪動(dòng)源的溫度來改變所述驅(qū)動(dòng)信號的占空比。
2、 如權(quán)利要求1所述的控制器，其中，所述控制器改變所述占空比以防止所述高頻攪動(dòng)器的溫度超過預(yù)定的運(yùn)行溫度。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的控制器，其中，所述占空比在所述高頻攪 動(dòng)源的運(yùn)行起動(dòng)時(shí)被所述控制器設(shè)定為最大值。
4、 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的控制器，其中，所述控制器還適 于且設(shè)置為響應(yīng)第一預(yù)定要求來控制所述驅(qū)動(dòng)信號并且確定何時(shí)已經(jīng)滿足 了該第一預(yù)定要求。
5、 如權(quán)利要求4所述的控制器，其中，所述第一預(yù)定要求是將所述占 玄 比減小到預(yù)定值以下。
6、 如權(quán)利要求4所述的控制器，其中，所述第一預(yù)定要求是對已經(jīng)流 逝預(yù)定時(shí)間周期的檢測。
7、 如權(quán)利要求4所述的控制器，其中，所述第一預(yù)定要求是對預(yù)定溫 度條件的4企測。
8、 如權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的控制器，其中，所述控制器適于 并且設(shè)置為在滿足了所述第一預(yù)定要求時(shí)使得所述驅(qū)動(dòng)信號被切斷。
9、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制器，其中，所述控制器設(shè)置為 在所述高頻攪動(dòng)器運(yùn)行時(shí)，在沒有觀察到溫度變化的情況下，使得所述驅(qū)動(dòng) 信號被切斷。
10、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制器，其中，所述控制器設(shè)置為 在所述溫度超過預(yù)定的最大值時(shí)，使得所述驅(qū)動(dòng)信號被切斷。
11、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制器，其中，所述控制器確定所 述驅(qū)動(dòng)信號應(yīng)當(dāng)保持接通的最大運(yùn)行時(shí)間，并且在超過所述最大運(yùn)行時(shí)間時(shí) 使得所述驅(qū)動(dòng)信號被切斷。
12、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制器，其中，所述控制器以預(yù)定 間隔檢測所述高頻攪動(dòng)器的溫度。
13、 一種結(jié)合如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制器的驅(qū)動(dòng)電路。
14、 如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括用于 檢測所述驅(qū)動(dòng)電路的至少一部分的溫度的溫度檢測裝置，所述控制器適于并 且設(shè)置為響應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)電路的至少一部分的溫度來改變所述驅(qū)動(dòng)信號的最 大占空比。
15、 一種結(jié)合如權(quán)利要求13或14所述的驅(qū)動(dòng)電路的霧化器。
16、 一種結(jié)合如權(quán)利要求15所述的霧化器的千手器。
17、 一種大致如上下文中參考附圖所描述的控制器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于高頻攪動(dòng)源的控制器(1)，該控制器包括用于產(chǎn)生具有可變占空比的驅(qū)動(dòng)信號(S3)的信號發(fā)生裝置(3)。該驅(qū)動(dòng)信號(S3)用于驅(qū)動(dòng)高頻攪動(dòng)源(2)。該控制器進(jìn)一步包括用于檢測高頻攪動(dòng)源(2)的溫度的溫度檢測裝置(7)。此外，該控制器(1)適于并且設(shè)置為響應(yīng)高頻攪動(dòng)源(2)的溫度來改變驅(qū)動(dòng)信號(S3)的占空比。通過改變驅(qū)動(dòng)信號(S3)的占空比，能夠在保持固定振蕩振幅的同時(shí)，改變供應(yīng)到壓電晶體(2)的平均動(dòng)力。這允許控制諸如壓電晶體的高頻攪動(dòng)器的溫度。
文檔編號B06B1/02GK101378846SQ200780004809
公開日2009年3月4日 申請日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月8日
發(fā)明者保羅·G·道格拉斯, 內(nèi)森·J·克羅夫特 申請人:戴森技術(shù)有限公司