适用于为牙科固化灯供电的发电机制造技术

本发明专利技术涉及适用于为牙科固化灯供电的发电机。本发明专利技术涉及用于压电电动机的发电器，其也适于为牙科固化灯的功率LED供电。该发电机包含：两个变压器（11A，11B），每个包括初级绕组（L1）和次级绕组（L2）；以及由超声频率振荡器控制的4个开关（19A，19B，21A，21B）。两个开关（21A，21B）布置为交替地将两个变压器的次级绕组连接到压电负载（5），且另两个开关（19A，19B）布置为交替地将两个初级绕组连接到电压源（17），使得在“正”半周期期间，变压器之一的初级绕组被充电而另一变压器的次级绕组放电到压电负载（5），且使得在“负”半周期期间，第一变压器的次级绕组放电而第一变压器的初级绕组被充电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于为压电换能器供电且还适于经由整流器为牙科聚合灯的大功率LED供电的发电机。本专利技术还涉及包含上述发电机以及具有整流器的牙科聚合灯的设备。
技术介绍
在牙科中，常常使用光敏复合物以尤其用于填充牙齿中的龋齿和其他孔洞。为了实现这点，牙科复合液体或膏剂首先被放置在牙齿上或牙齿中，且复合物然后被灯照射，使得它聚合且硬化。为此，存在包括LED (发光二极管)的已知牙科聚合灯以用于产生聚合所必须的光能。一些LED制造商还提出了发射称为“牙科蓝光”的彩色光的大功率LED，其光谱限制为460nm的波长附近的相对窄带。这些“牙科蓝光”LED的一个优点在于它们产生相对小的寄生热且因而适于直接插入到患者口中。为了进行操作，牙 科聚合灯的LED必须连接到电源，所述电源通常提供约10至20伏特的连续电压和约15瓦的功率。然而，很明显，这些值仅通过示例方式给出，且电源电压，尤其地，取决于包含在灯中的LED的数目和LED互连的方式。在牙科中，也可以使用超声牙科设备。这种设备被牙医使用以用于除垢或更一般地用于去除牙齿表面上的任意沉积物。通常，超声牙科设备采用手持件形式，其中安装有形成实际振动工具的超声插入物。压电换能器也布置在手持件中以产生超声振动且使得振动传到插入物。为了工作，超声设备的压电换能器必须连接到以超声频率和高达几百伏特提供交流电压的电源。在一种已知方式中，手持件可以通过柔性导线连接到电源。而且，连接器可以布置在手持件和导线之间的结处，以使得手持件可以分离以尤其被清洁或消毒。Mectron S.R.L公司最近开始出售一种多功能电超声发电机，其可以连接到以完全不同的方式操作的两种类型的手持件:用作超声装置的手持件和用作牙科聚合灯的手持件。具有这种类型的多功能发电机的一个优点在于，不再需要具有两个分离的电源:一个用于超声工具且另一个用于聚合灯。使用单个多功能发电机而不是两个发电机导致一些困难。实际上，为了工作，超声设备需要几十kHz和几百伏特的交流电压。相反，牙科聚合灯通常仅需要约10伏特的连续电压来工作。为了克服这个困难且使用针对超声设备提供的发电机来对聚合灯供电，一种可能的解决方式是在灯中布置用于降低电压且将交流电压转换成连续电压的电路。该解决方案也导致某些困难。实际上，用于压电换能器的大多数发电机具有如FR专利N0.2，391，001描述的那样功能。源于该现有技术文档附加在此的图1是示出分别在最小功率(曲线I)、中间功率(曲线II)和最大功率(曲线III)的情况中传输功率P与换能器阻抗Z之间的关系的图示。参考中间功率曲线II，可以看出，在换能器阻抗Z保持小于阈值Zb时，传输到换能器的功率P正比于阻抗增加。如果阻抗超过参考阈值，则恒定电流发电机被阻断且电压发电机不被阻断。从这点开始，传输的功率随着阻抗增加根据双曲线法则减小。因而，很明显，用于压电换能器的常用电力发电机具有这样的缺点:仅针对非常精确的换能器阻抗值(通过图1A的曲线I和II的大致三角形状显示)提供最大功率。因此，很明显，为了对聚合灯供电，简单地降低或整流电压是不够的。还必须检查灯和用于降低电压的电路形成的负载的阻抗被调整为适应发电机。因此，本专利技术的一个目的是提供一种能够为牙科聚合灯供电的电超声发电机，其中传输的功率基本不取决于负载阻抗，且本专利技术的另一目的是提供一种能够为牙科聚合灯供电的电超声发电机，其不需要插入电路来降低发电机和灯之间的电压。
技术实现思路
本专利技术通过提供按照所附权利要求1所述的发电机实现这种目的。附图说明参考附图阅读仅通过非限制示例给出的下述描述之后，本专利技术的其他特征和优点将变得显而易见。-图1A是示出用于压电换能器的现有技术发电机传输的功率与压电换能器的阻抗之间的关系的图表。-图1B是将本专利技术的发电机传输的功率与负载阻抗之间的关系和现有技术发电机在相同环境中传输的功率进行比较的图表。-图2是本专利技术的一个实施例的电路图。-图3A、3B和3C是示出针对三个负载阻抗值，图2的发电机的变压器的绕组中电流和电源的图表。具体实施例方式图2是本专利技术的发电机的特定实施例的电路图，该发电机的输出连接到牙科聚合灯7的大功率LED5。灯7还设置有整流器9。用于对牙科聚合灯7供电的发电机包括两个变压器IlA和11B，每个包括初级绕组LI和次级绕组L2。两个次级绕组L2中的每一个通过其端子中的一个连接到灯7的两个端子之一，二极管(13或15)插入在每个次级绕组和灯之间。次级绕组12中的每一个的另一端子连接到地。在电源的端子之间，变压器IIA和IlB的初级绕组LI中的每一个与开关(19A或19B)串联连接。在本示例中，电源由指示为17的电压源形成，该电压源的一个端子连接到初级绕组LI中的每一个且另一端子连接到地。和在本说明书提到的其他开关一样，开关19A和19B是可以以晶体管形式实现的电控开关。在下文中这些开关将被简称为“开关”。除了连接到两个变压器的次级绕组L2，灯7的两个端子还分别经由二极管23和开关21B、以及二极管5和开关21A连接到地。换句话说，在变压器IlA的次级绕组L2的端子之间，灯7与二极管13、二极管25和开关21A串联连接，且在变压器IlB的次级绕组L2的端子之间，灯7还与二极管15、二极管23和开关21B串联连接。开关19A、21B设置为由此处命名为“直接”信号的第一周期控制信号控制，而开关19B和21A设置为由相对于第一周期信号相位偏移半周期且此处命名为“反相”信号的第二周期控制信号控制。在本示例中，一种装置(未示出)控制形成第一和第二控制信号的周期脉冲的持续时间。该脉冲宽度调制(PWM)优选地作用在这两个信号上，使得这两个控制信号的周期脉冲均具有相同的持续时间。从下面的说明，本领域技术人员应当理解，发电机提供的功率取决于脉冲持续时间，且PWM装置因而控制发电机提供的功率。然而，应当指明，本专利技术不限于功率由PWM控制的发电机。实际上，根据另一实施例，发电机提供的功率例如可以一劳永逸地设定。备选地，也可以通过调节电源17提供的电压或通过改变第一和第二周期控制信号的频率，控制发电机提供的功率。考虑后一种可能性，需要注意:不像压电换能器，牙科聚合灯不形成谐振电路，而仅是电阻性电路(换句话说，连接到发电机的聚合灯的特性不决定发电机必须工作的频率)。贯穿“直接”信号脉冲的持续时间，开关19A和21B闭合。贯穿“反相”脉冲信号的持续时间，开关19B和21A闭合。在“反相”信号脉冲期间，变压器IlA的二次绕组L2、灯7、二极管13和25以及开关21A形成的电路闭合，且变压器IlA中存储的能量被传输到负载。同时，开关19B闭合且变压器IlB的初级绕组LI直接连接到电压源17。通过初级绕组的电流产生磁通量增加。能量因此存储在磁路中。在“直接”信号脉冲期间，反过来。变压器IlB的次级绕组L2通过向包括灯7、二极管15和23以及开关21B的电路放电来返回其能量，而通过变·压器IlA的初级绕组LI的电流导致能量被存储在其磁路中。图3A的图表示出在脉冲的持续时间恰好等于半周期的示例情况下，两个变压器IlA或IlB中之一的绕组L1、L2和L3中的电流和电压的行为。可以看出，变压器的初级绕组中的电流ILl在降回零之前规则地增加半周期(alter本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为压电换能器供电且还适于经由整流器为牙科聚合灯的大功率LED供电的发电机，包括：两个变压器（11A，11B），每个包括初级绕组（L1）和次级绕组（L2）；以及由超声基准振荡器控制的四个开关（19A，19B，21A，21B），两个开关（21A，21B）设置为交替地将两个变压器的次级绕组连接到压电负载（5），且另两个开关（19A，19B）设置为交替地将两个初级绕组连接到电压源（17），使得在称为“正”半周期的第一半周期期间，变压器之一的初级绕组被充电而另一变压器的次级绕组放电到压电负载（5），且使得在称为“负”半周期的第二半周期期间，第一变压器的次级绕组放电而第一变压器的初级绕组被充电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.16 EP 10177186.31.一种用于为压电换能器供电且还适于经由整流器为牙科聚合灯的大功率LED供电的发电机，包括:两个变压器(11A，11B)，每个包括初级绕组(LI)和次级绕组(L2);以及由超声基准振荡器控制的四个开关(19A，19B, 21A，21B)，两个开关(21A，21B)设置为交替地将两个变压器的次级绕组连接到压电负载(5)，且另两个开关(19A，19B)设置为交替地将两个初级绕组连接到电压源(17)，使得在称为“正”半周期的第一半周期期间，变压器之一的初级绕组被充电而另一变压器的次级绕组放电到压电负载(5)，且使得在称为“负”半周期的第二半周期期间，第一变压器的次级绕组放电而第一变压器的初级绕组被充电。2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于它包括控制发电机提供的功率的装置。3.根据权利要求2所述的发电机，其特征在于控制功率的装置使用脉冲宽度调制(PWM)04.根据权利要求2所述的发电机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·克洛普芬斯坦，D·鲍尔，J·福勒，
申请(专利权)人：蒂普拓普蒂普斯有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH