專利名稱：壓電泵、冷卻裝置和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻安裝在諸如便攜式攝像機(jī)的便攜式 電子設(shè)備中的硬盤驅(qū)動(dòng)器等的壓電泵、冷卻裝置和電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為用于冷卻安裝在便攜式電子設(shè)備中設(shè)置的電子部件的技 術(shù)，例如，已經(jīng)《^開了 "噴射(jet)發(fā)生裝置"，用于4吏應(yīng)用壓電 體的振動(dòng)板在具有噴嘴(用于噴出氣體)的腔內(nèi)振動(dòng)以從噴嘴噴出 (jet)用于進(jìn)行冷卻的氣體(參見日本專利申請公開第2006-297295 號(
~
段，圖2))。
由于使用壓電體的每個(gè)冷卻裝置都具有不同的固有頻率，所以 為了使排放量(discharge rate )禾口吸收量(suction ration )最大化， 需要將壓電體的驅(qū)動(dòng)電壓控制為最佳值，并將壓電體的驅(qū)動(dòng)頻率調(diào) 節(jié)為固有頻率。過去，在生產(chǎn)線上，驅(qū)動(dòng)頻率已凈皮調(diào)節(jié)為匹配冷卻
裝置的固有頻率，并且調(diào)節(jié)后的值已#:用作固定值。

發(fā)明內(nèi)容
然而，冷卻裝置具有固有頻率隨壓電體的溫度改變而改變的特 性。因此，當(dāng)像過去一樣使驅(qū)動(dòng)頻率固定時(shí)，存在冷卻裝置的排放 量和吸收率隨周圍溫度的改變而減小的問題。
鑒于上述情況，期望提供一種其排放量適當(dāng)可控的壓電泵、冷 卻裝置和電子設(shè)備。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，才是供了一種壓電泵，包括泵體、馬區(qū) 動(dòng)單元、檢測裝置和控制單元。泵體包括用于將流體從外部引入其 中以及使流體從內(nèi)部噴出的孔、設(shè)置為面向孔的壁部、以及設(shè)置在 壁部上以使壁部振動(dòng)的壓電體。驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)壓電體。4企測裝置檢 測與流體從孔的排放量對應(yīng)的信號。控制單元基于該信號控制驅(qū)動(dòng) 單元的馬區(qū)動(dòng)電壓和馬區(qū)動(dòng)頻率。
在本發(fā)明實(shí)施例中，即使壓電體的固有頻率改變，仍可以通過
才企測裝置來4企測與流體從孔的排;改量對應(yīng)的信號，并基于該信號來 控制驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率，乂人而可以以適當(dāng)比率(最大
值)控制流體A/v孔的排方丈量。
驅(qū)動(dòng)單元包括 一對電極，設(shè)置為其間夾置有壓電體；變壓器， 具有連4妄至控制單元的初級線圈和兩端連4I:至各個(gè)電才及的次級線
圈；以及電子可變電抗元件，與次級線圏并聯(lián)連接?？刂茊卧?br> 驅(qū)動(dòng)頻率的裝置。
因此，可以基于對應(yīng)于排放量的信號來改變電子可變電抗元件 的電抗以使排放量最大。
7控制單元還包括"故配置為生成待提供給初級線圈的交流電的 交流電^^展蕩器以及用于^U于控制乂人而以預(yù)定周期重復(fù)線性改變并
重置交流電振蕩器的振蕩頻率的處理的裝置。檢測裝置包括用于 與周期同步地改變基準(zhǔn)電壓的裝置、用于對基準(zhǔn)電壓和基于信號的 電壓進(jìn)行比較的裝置以及用于基于比較裝置的比較結(jié)果檢測排放 量最大時(shí)交流電振蕩器的預(yù)定振蕩頻率的裝置。通過將交流電振蕩 器的振蕩頻率設(shè)為所檢測的預(yù)定振蕩頻率來控制驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng) 電壓。
因此，可以通過重復(fù)線性改變并以預(yù)定周期重置振蕩頻率的處 理、與周期同步地改變基準(zhǔn)電壓、對基準(zhǔn)電壓和基于信號的電壓進(jìn) 行比較、基于比較結(jié)果檢測排放量最大時(shí)交流電振蕩器的預(yù)定振蕩 頻率、以及將交流電振蕩器的振蕩頻率設(shè)為預(yù)定振蕩頻率，控制驅(qū) ^力單元的馬區(qū)動(dòng)電壓。
檢測裝置包括被配置為檢測流體從孔的排放量的排放量檢測 單元。因此，可以通過4非;改量沖企測單元沖企測朝—改量，并基于對應(yīng)于 所才企測^直的信號來控制驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率。
檢測裝置包括被配置為檢測對應(yīng)于排放量的聲音的聲音檢測 單元。因此，可以通過聲音檢測單元檢測聲音，并基于對應(yīng)于所檢 測值的信號來控制驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率。
由檢測裝置檢測到的信號來檢測干擾的裝置。因此，可以判定是否 存在干護(hù)L并精確地控制排方文量。
才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另 一種壓電泵是包括并聯(lián)連4妾的多個(gè)壓 電泵的壓電泵，多個(gè)壓電泵中的每一個(gè)都包括泵體，具有用于將 流體從外部？ 1入其中以及使流體從內(nèi)部噴出的孔、設(shè)置為面向孔的
8壁部以及i殳置在壁部上以4吏壁部4展動(dòng)的壓電體；驅(qū)動(dòng)單元，-波配置 為驅(qū)動(dòng)壓電體；檢測裝置，用于檢測與流體從孔的排放量對應(yīng)的信 號；以及控制單元，被配置為基于信號控制驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)電壓和
馬區(qū)動(dòng)頻率。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過將壓電體的驅(qū)動(dòng)頻率調(diào)節(jié)為與4寺冷 卻的物體所處的^f立置相對應(yīng)的壓電泵的固有頻率，可以選4奪性且有
步文i也;令卻^寺冷卻的物體。
才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的冷卻裝置包括泵體、驅(qū)動(dòng)單元、才企測裝置 和控制單元。泵體具有用于將流體從外部引入其中以及使流體從內(nèi)
部噴出的孔、i殳置為面向孔的壁部、以及"i殳置在壁部上以〗吏壁部凈展 動(dòng)的壓電體。驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)壓電體。檢測裝置檢測與流體從孔的排 放量對應(yīng)的信號?？刂茊卧谠撔盘柨刂乞?qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)電壓和 驅(qū)動(dòng)頻率。
包括泵體，具有用于將流體從外部引入其中以及使流體從內(nèi)部噴 出的孔、i殳置為面向3L的壁部以及i殳置在壁部上以4吏壁部4展動(dòng)的壓 電體；驅(qū)動(dòng)單元，^皮配置為驅(qū)動(dòng)壓電體；4全測裝置，用于一企測與流 體從孔的排放量對應(yīng)的信號的檢測裝置；以及控制單元，被配置為 基于該信號控制驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率。通過從壓電泵噴 出的流體來冷卻電子部件。
壓電泵還用作電子設(shè)備的揚(yáng)聲器。因此，可以獲得在電壓施加 配線與電極之間具有良好連接可靠性的揚(yáng)聲器。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以提供排放量可控制的壓電泵。如附圖所示，本發(fā)明的這些以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將才艮據(jù) 以下其最佳才莫式實(shí)施例的詳細(xì)描述而變得顯而易見。


圖l是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的便攜式電子設(shè)備的構(gòu)造的主
要部分的分解透一見圖2是包括擴(kuò)音器和鏡頭的便攜式電子設(shè)備的截面圖3是便攜式電子設(shè)備的外觀圖4是冷卻裝置的透視圖5是冷卻裝置的底面?zhèn)鹊耐敢灰妶D6是示出形成在壓電元件中的電極與環(huán)形連接部相連接的部 分的放大平面圖和透^L圖7是沿圖6的線A-A截耳又的截面圖8是示出冷卻裝置的構(gòu)造的截面圖9是壓電泵體的分解透^L圖io是示出壓電元件的控制系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)的框圖11是示出壓電元件側(cè)的電路的示圖12是示出圖io的最佳驅(qū)動(dòng)頻率搜索電路的細(xì)節(jié)的電路10圖13是示出壓電元件的驅(qū)動(dòng)頻率和由流量傳感器片企測的電壓 (流速、排放量)之間的關(guān)系的示圖14是流量傳感器的局部平面圖15是沿圖14的流量傳感器的線B-B截取的截面圖16是示出壓電元件的驅(qū)動(dòng)頻率和時(shí)間(周期)之間的關(guān)系 的示圖17是示出用作基準(zhǔn)的電壓Vref和時(shí)間(周期)之間的關(guān)系的 示圖18是示出流量傳感器的電壓和壓電元件的驅(qū)動(dòng)頻率之間的 關(guān)系的示圖19是示出比較器的輸出電壓和驅(qū)動(dòng)頻率之間的關(guān)系的示圖； 圖2 0是示出電壓和時(shí)間之間的關(guān)系的示圖； 圖21是第二實(shí)施例的冷卻裝置的透視圖；以及
圖22是另 一冷卻裝置的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
分的分解透視圖，圖2是包括擴(kuò)音器和鏡頭的便攜式電子設(shè)備的截 面圖，以及圖3是便攜式電子設(shè)備的外觀圖。這里以便攜式攝像機(jī)作為便攜式電子設(shè)備的實(shí)例，但是，當(dāng)然還可以使用便攜式電話或 其它電子設(shè)備。
如圖所示，在便攜式攝像機(jī)l中，通過安裝在相機(jī)體2的殼體 3中的HDD單元5來^L頻記錄/再生所拍才聶的目標(biāo)圖像。
如圖3所示，便攜式攝像一幾1包括相才幾部分的鏡頭4;擴(kuò)音 器6,用于在拍攝圖像時(shí)收集聲音；顯示部7，例如為LCD，其可 旋轉(zhuǎn)且以樞軸固定至相才幾體2,并同時(shí)用作監(jiān)控器和取景器；目銷: 8;才乘作4安4丑組9;以及冷卻裝置16， i殳置在殼體3的底部10。
在許多情況下，HDD單元5的殼5a的正面?zhèn)?圖1中的下側(cè)) 是通過鋁壓模鑄件等鑄造的金屬部分，其反面?zhèn)?圖1中的上側(cè)) 由用于驅(qū)動(dòng)的印刷電路板構(gòu)成，因此，連接至由諸如銅的金屬制成 并具有高導(dǎo)熱性的傳熱部20，其中，在殼5a和傳熱部20之間夾置 有傳熱片21a且殼5a正面的金屬部分朝下。
傳熱部20具有通過在4皮此相反的方向上彎曲帶狀銅^^的兩端 所形成的形狀，并且傳熱片21a連4妄至一個(gè)彎曲片20a并固定至 HDD單元5。同樣，傳熱片21b連接至另一個(gè)彎曲片20b并連接至 密封殼19的上表面，如圖2所示，HDD單元5固定至密封殼l9。
通過螺絲4丁 23將密封殼19和冷卻裝置16固定至殼體3的底 部10。因此，由HDD單元5產(chǎn)生的達(dá)到高溫度的熱量^皮傳送鄉(xiāng)合傳 熱部20并^皮冷卻裝置16冷卻。
圖4是冷卻裝置16的透一見圖。
12如圖4所示，冷卻裝置16包括壓電泵體31、整體連至壓電泵 體31的驅(qū)動(dòng)電路基板32以及流量傳感器(排放量傳感器、流速傳 感器)140。
在壓電泵體31的中心附近形成用于噴出氣體的排方文孔33。在 壓電泵體31的四角形成用作氣體通^各的孔34。
流量傳感器140用于檢測從排放孔33排放的氣體的排放量(流 速)。流量傳感器140置于排放孔33附近，以從壓電泵體31的上 表面突出。流量傳感器140可以具有與稍后描述的現(xiàn)有技術(shù)相同的構(gòu)造。
在驅(qū)動(dòng)電路基板32上安裝形成用于驅(qū)動(dòng)壓電泵體31的驅(qū)動(dòng)電 路的一部分的微變壓器35等。
圖5是冷卻裝置16的底面?zhèn)鹊耐竈L圖，圖6是示出形成在壓 電元件中的電極與環(huán)形連接部分相連接的部分的放大平面圖和透 —見圖，以及圖7是沿圖6A的線A-A截取的截面圖。
如圖5所示，在壓電泵體31的底面中形成開口 61，并從該開 口露出稍后描述的隔板(diaphragm ) 36。隔板36設(shè)置有電極38， 其間具有壓電元4牛37。
經(jīng)由引出部39d乂人驅(qū)動(dòng)電^各基^反32引出環(huán)形連4妻部39，并在 環(huán)形連4妾部39等中布置配線41。環(huán)形連4妄部39 (配線41 )通過焊 料40等在多個(gè)位置連4妾至電才及38的表面。
如圖6所示，焊沖+40i殳置在具有直徑L2的圓周上，而壓電元 件37和電極38具有直徑Ll。當(dāng)如稍后所述驅(qū)動(dòng)壓電元件37時(shí)， 具有直徑L2的圓周對應(yīng)于例如壓電元件37的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置。在
13環(huán)形連接部39的圓周方向上以偶數(shù)個(gè)間隔來設(shè)置多個(gè)焊料40的連
接位置。
如圖7所示，例如，具有與壓電元件37相同形狀的金屬;f反用 于電極38。在驅(qū)動(dòng)電路基板32中形成通孔，并電極38和配線41 在通孔中通過焊料40相連4妄。
圖8是示出冷卻裝置16的構(gòu)造的截面圖，以及圖9是壓電泵 體31的分解透一見圖。注意，在圖9中未示出流量傳感器140。
如圖8所示，冷卻裝置16包4舌壓電泵體31和整體連4妄至壓電 泉體31的馬區(qū)動(dòng)電3各基4反32。
如圖8所示，按從頂部開始的順序，壓電泵體31包括頂板43、 用于形成通路42的插入板44、泵腔的頂板45、用于形成泵腔中的 空間的插入板46、隔板36、粘連至隔板36后表面的壓電元件37、 電極38、保護(hù)環(huán)47以及環(huán)47B。
如圖9所示，例如，頂壽反43具有近似盒子的形狀，并用于4非 放從泵腔向彎曲片20b噴出的氣體排放孔33置于頂板43的中心。 注意，流量傳感器140置于排放孔33附近，以從頂板43的上表面突出。
例如，插入板44具有近似矩形的形狀，并包括十字形沖孔部 48以形成通路。在對應(yīng)于排放孔33的位置，即，在插入板44的中 心(十字形沖^L部的交叉點(diǎn))i殳置文氏管(Venturi)噴^觜部。
例如，泵腔的頂才反45具有方形形狀，并在各個(gè)角處形成多個(gè) 孔50以及形成通路42。頂板45設(shè)置有孔53，用于將氣體從通路 42引入泵腔并通過排放孔33從泵腔內(nèi)部向彎曲片20b噴出氣體。
14在用于形成泵腔中的空間的插入4反46中，在其中心形成用于 形成泵腔中的空間的3L 55,并在其四角處分別形成孔56以形成通 路42。插入板46具有足夠的厚度，以形成用作泵腔的空間。
隔板36還具有與頂板45相同的形狀，并在各個(gè)角處形成多個(gè) 孔57以形成通路42。
例如，壓電元4牛37具有圓形的形狀，并響應(yīng)于所施力口的電壓 (交流電壓)振動(dòng)。諸如鋯鈦酸鉛(PZT)的壓電材料被用于壓電 元件37。
保護(hù)環(huán)47具有與上述嵌入4反46等相同的形狀，并在各個(gè)角處 形成多個(gè)孔58以形成通^各42。
例如，與壓電元件具有相同形狀的金屬板被用于電極38。注意， 代替電極38，可以通過在壓電元件37的表面涂覆銀膏而形成電極。
環(huán)47B具有與保護(hù)環(huán)47相同的形狀，并在各個(gè)角處，在孔50 的內(nèi)側(cè)形成剪切部60。保護(hù)環(huán)47和環(huán)4了B具有足以防止隔板36、 壓電元件37和環(huán)形連4妄部39在才展動(dòng)期間由于壓電元件37的才展動(dòng) 而石並撞殼體3的底部10的厚度。
圖10是示出壓電元件37控制系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)的框圖，以及 圖11是示出壓電元件37側(cè)的電路的示圖。
壓電元件37的控制系統(tǒng)100包括驅(qū)動(dòng)控制電路35A和驅(qū)動(dòng)部
35B。
如圖11所示，驅(qū)動(dòng)部35B包括微變壓器35、可變電容器79、 隔板36和電才及38。驅(qū)動(dòng)部35B具有以下這種結(jié)構(gòu)次級線圏35b、 隔板36和電極38串聯(lián)連接，而可變電容器79與它們并聯(lián)連接。注意，除這些部分之外的部分在圖11中未被示出。可變電容器79 包括輸入/輸出電極79a和79b以及用于改變可變電容器79的介電 常數(shù)以控制電容的電極79c和79d。例如，控制電極79d連接至驅(qū) 動(dòng)電路35A的輸出端。壓電元件37設(shè)置在隔板36和電極38之間。
馬區(qū)動(dòng)4空制電路35A包4舌才展蕩器(OSC ) 70、 AND電3各71、 DIV 電路72、計(jì)數(shù)器電路73、 DAC (數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)74、 VCO (壓控振 蕩器)75、 FET76和77、最伊C驅(qū)動(dòng)頻率4叟索電路80、功率控制電 3各81、電壓控制電^各82、 AND電^各83、 DIV84、計(jì)凄t器電^各85、 DAC 86以及BUF (方文大器)87。
向AND電路71的一個(gè)輸入端輸入通過振蕩器70振蕩的預(yù)定 頻率的時(shí)鐘脈沖信號。AND電路71的另一輸入端連接至稍后描述 的最優(yōu)驅(qū)動(dòng)頻率4叟索電^各80的輸出端。對應(yīng)于最優(yōu)驅(qū)動(dòng)頻率4叟索 電路80的控制輸出的時(shí)鐘脈沖信號被輸入至DIV電路(分頻電路) 72，在DIV電路72中以預(yù)定的分頻率分割時(shí)鐘脈沖信號的頻率， 然后輸入至計(jì)^:器電路73。計(jì)數(shù)器電路73對DIV電路(分頻電路) 72的輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且不僅向DAC (數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)74而且 向最優(yōu)驅(qū)動(dòng)頻率搜索電路80輸入計(jì)數(shù)結(jié)果。DAC 74將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換 為模擬信號，并將模擬信號輸出至VC0 75。
VCO 75的兩個(gè)輸出端分別連接至FET 76和77的柵極，F(xiàn)ET 76 和77的漏極連接至微變壓器的初級線圏35a的兩端。VCO 75以對 應(yīng)于來自DAC 74的控制電壓的頻率來4丸4亍FET 76和77的導(dǎo)通/ 截止切換。因此，流過孩i變壓器的初級線圏35a的交流電的頻率受 到控制。
圖12是示出圖10的最優(yōu)驅(qū)動(dòng)頻率搜索電路的細(xì)節(jié)的電路圖， 以及圖13是示出壓電元件37的驅(qū)動(dòng)頻率和由流量傳感器140 4企測 出的電壓(流速、排放量)之間的關(guān)系的示圖。
16當(dāng)改變壓電元件37的驅(qū)動(dòng)頻率f時(shí)，只于應(yīng)于通過冷卻裝置16 檢測的流速(排放量)的電壓V示出圖13所示的特性。即，當(dāng)以 預(yù)定驅(qū)動(dòng)頻率fo驅(qū)動(dòng)壓電元件37時(shí)，流量傳感器140的排;故量最 大化。最優(yōu)驅(qū)動(dòng)頻率搜索電路80是用于4全測壓電元件30的驅(qū)動(dòng)頻 率fo的電路，其中，在fo時(shí)流量傳感器140的電壓V (流速、排放 量)最大。最優(yōu)驅(qū)動(dòng)頻率搜索電路80用于檢測排放量(流速)最 大的驅(qū)動(dòng)頻率f。，并將驅(qū)動(dòng)頻率f固定為驅(qū)動(dòng)頻率f0。
如圖12所示，最優(yōu)驅(qū)動(dòng)頻率搜索電^各80包括流量傳感器140、 放大器(AMP) 152、低通濾波器(LPF) 153、包絡(luò)檢波器(DET ) 154、比較器(CMP ) 155、鎖存電路156、計(jì)數(shù)器電路157以及DAC (數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)158。
圖14是流量傳感器140的局部平面圖，以及圖15是沿圖14 的流量傳感器140的線B-B截耳又的截面圖。
如圖14和圖15所示，流量傳感器140是能夠沖全測所謂的氣體 顆粒速度變化的傳感器(例如，氣體流速(排放量)中的顆粒級的 變化)、導(dǎo)熱量等。例如，流量傳感器140具有當(dāng)空氣移動(dòng)時(shí)流量 傳感器140的電阻Sl和S2的阻抗^i改變的結(jié)構(gòu)。在流量傳感器140 中，在半導(dǎo)體晶片90上形成隔才反62、電阻器Sl和S2以及作為白 金電阻器的^>共區(qū)(common) Cl。
圖16是示出壓電元件37的驅(qū)動(dòng)頻率f和時(shí)間(周期)之間的 關(guān)系的示圖，圖17是示出用作基準(zhǔn)的電壓Vw和時(shí)間(周期)之間 的關(guān)系的示圖，圖18是示出流量傳感器140的電壓V和壓電元件 37的驅(qū)動(dòng)頻率之間的關(guān)系的示圖。
由流量傳感器140檢測的檢測信號被放大器152放大并被輸入 至低通濾波器153。在低通濾波器153中，從放大器152的輸出中
17提取出低頻分量然后輸入至包絡(luò)檢波器(DET) 154。包絡(luò)檢波器 (DET) 154檢測低通濾波器153輸出的振幅值，并將對應(yīng)于所檢 測振幅值的電壓V八輸出至比較器155。
將來自計(jì)數(shù)器電路73的輸出輸入至計(jì)數(shù)器電路157。計(jì)數(shù)器電 路157對計(jì)數(shù)器電^各73的輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果輸入 至DAC158。 DAC 158將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換為模擬信號，并將對應(yīng)于通過
轉(zhuǎn)換所獲得的模擬信號的電壓Vref輸出至比較器155。
此時(shí)，如圖16所示，壓電元件37的驅(qū)動(dòng)頻率重復(fù)線性增加并 -故以預(yù)定周期TO重置的處理，并4姿鋸齒圖樣掃頻，以及如圖17和
圖18所示，基于計(jì)數(shù)器電路157的計(jì)數(shù)值，電壓Vref與每個(gè)周期
TO同步地減少了預(yù)定值。
如圖18所示，比較器155對輸入電壓VA和電壓Vref進(jìn)行比較，
然后將比較結(jié)果輸出至鎖存電路156。
圖19是示出比較器155的輸出電壓和驅(qū)動(dòng)頻率f之間的關(guān)系的 示圖，以及圖20是示出電壓和時(shí)間之間的關(guān)系的示圖。
當(dāng)電壓V^為(x時(shí)，如圖19所示，即使驅(qū)動(dòng)頻率f改變，但電 壓V恒定。此時(shí)，圖12所示的鎖存電路156輸出"開(on)"信號 至AND電路71以及輸出"關(guān)(off)"信號至AND電路83。
當(dāng)電壓Vw為P時(shí)，如果如圖19所示改變驅(qū)動(dòng)頻率f，則當(dāng)驅(qū) 動(dòng)頻率f為fo時(shí)，電壓V發(fā)生改變。此時(shí)，鎖存電路156輸出"關(guān)" 信號至AND電路71以及輸出"開"信號至AND電路83。
此時(shí)，斷開圖10所示AND電路71的輸出，并停止計(jì)數(shù)電路 73的計(jì)數(shù)值的增加。結(jié)果，通過DAC74將預(yù)定的計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換為模
18擬信號，并以對應(yīng)于來自DAC74的控制電壓的預(yù)定驅(qū)動(dòng)頻率fo執(zhí) 行FET76和77的導(dǎo)通/截止切換。換句話說，停止驅(qū)動(dòng)頻率f的掃 頻，并將其固定為最優(yōu)驅(qū)動(dòng)頻率f0 (固定最適合用于驅(qū)動(dòng)壓電元件 37的馬區(qū)動(dòng)電壓)。
電壓控制電^各82 ^r測次級側(cè)電^"的點(diǎn)A和B處的電壓，并基 于所一全測的電壓可變;也控制可變電容器79的電容。更具體i也，電 壓控制電路82切換輸入至AND電路83的還輯值。
AND電路83的輸入端連接至電壓控制電路82的控制輸出、 振蕩器70的輸出以及最優(yōu)驅(qū)動(dòng)頻率搜索電路80的控制輸出。電壓 控制電路82的控制輸出是根據(jù)目標(biāo)可控變量的H (邏輯值)的時(shí) 間和L (邏輯-f直)的時(shí)間之間的比率的可變1#出。因此，向DIV84 輸入對應(yīng)于電壓控制電路82的控制輸出和最優(yōu)驅(qū)動(dòng)頻率搜索電路 80的控制輸出的時(shí)鐘脈沖信號。通過DIV 84以預(yù)定的分頻率來劃 分輸入至DIV 84的時(shí)鐘脈沖信號的頻率，并向計(jì)數(shù)器電^各85輸入 該時(shí)鐘脈沖信號。計(jì)數(shù)器電路85對DIV 84的輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)， 并將計(jì)數(shù)結(jié)果輸入至DAC 86和電壓控制電路82。 DAC 86將計(jì)數(shù) 值轉(zhuǎn)換為模擬信號，并將模擬信號輸出至BUF (放大器)87。 BUF (放大器)87放大來自DAC86的信號，并將放大后的信號輸出至 可變電容器79。因此，可以控制可變電容器79的電容。
功率控制電路81向VCO 75輸出用于控制能率(duty )的信號。
如上所述，才艮據(jù)該實(shí)施例，即-使壓電元件37的固有頻率由于 例如周圍溫度的改變而變化，但是通過流量傳感器140檢測對應(yīng)于 冷卻裝置16的氣體排放量的信號、基于對應(yīng)于所檢測信號的電壓 VA來檢測排放量最大的預(yù)定驅(qū)動(dòng)頻率fo以及將驅(qū)動(dòng)電路35A的振 蕩頻率i殳為驅(qū)動(dòng)頻率fo,仍可以控制壓電元4牛37的驅(qū)動(dòng)電壓，乂人 而可以以適當(dāng)比率(其最大值)控制氣體從排放孔33的排放量。此時(shí)，通過如圖16所示重復(fù)線性增加并以預(yù)定周期T0重置才展
蕩頻率的處理，如圖17所示與每個(gè)周期T0同步地減小參考電壓Vref,
通過比較器155基于來自流量傳感器140的信號來對基準(zhǔn)電壓Vref 和電壓VA進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果4企測排;改量最大的預(yù)定驅(qū)動(dòng)頻率 f0,并^1尋驅(qū)動(dòng)電^各35A的4展蕩頻率i殳為驅(qū)動(dòng)頻率fQ，纟空制壓電元件 37馬區(qū)動(dòng)電壓。
此外，可以通過驅(qū)動(dòng)電路35A改變驅(qū)動(dòng)頻率來控制可變電容器 79的電容，使基于來自流量傳感器140的信號使排放量最大，從而 可以以壓電元件37的固有頻率來控制驅(qū)動(dòng)頻率并增加(最大4匕) 排放量。例如，僅需要當(dāng)流速(排放量)在改變驅(qū)動(dòng)頻率之后沒有 增加，才佳_驅(qū)動(dòng)頻率固定為改變之前的<直。
接下來將描述冷卻系統(tǒng)16的實(shí)際實(shí)例。
(1 )泵腔的體積(面積，高度)
直徑小16 mm
高度0.15 mm
(2) 來自外部的空氣的入口3L的面積 直徑())1.2 mm (四個(gè)4立置)
(3) 空氣的出口孔的面積(排放孔33、孔53) 泵月空孑L53 直4圣小0.6mm 朝卜方欠孑匕33 iL4圣c()0.8mm(4) 冷卻裝置的總體積(面積，高度)
面積20 mmx20 mm 高度1.6 mm
(不包括噴嘴的高度。當(dāng)設(shè)置噴嘴時(shí)，噴嘴高度為0.8mm,以 及總高度為2.4 mm)
(5) 壓電元件37的"f展幅
約±6拜
(6) 壓電it/f牛37的4展動(dòng)頻率
約24 kHz
(7) 壓電元件37的直徑L1
6 mm
(8 )圓環(huán)連接部39的直徑L2 (焊料40之間的距離)
4 mm (9)流速
1.0 L/min
將描述根據(jù)本發(fā)明的另 一 實(shí)施例的冷卻裝置。在該實(shí)施例和隨 后的實(shí)施例中，相同的凄t字和符號用于標(biāo)示與上述實(shí)施例相同的部 件，將省略其描述，并主要描述不同點(diǎn)。
21圖21是第二實(shí)施例的冷卻裝置的透一見圖。
該實(shí)施例的電子設(shè)備200的不同之處在于，包括具有區(qū)域a、 區(qū)域b、區(qū)域c、區(qū)域d和區(qū)域e的基板160 (分別安裝了具有不同 加熱值的電子部件(未示出))以及被配置為對應(yīng)于各個(gè)區(qū)域a-e 并且并聯(lián)連接的多個(gè)冷卻裝置170A、 170B、 170C、 170D和170E。
在基板160的區(qū)域a~e中，按順序安裝具有更高加熱值電子 部件。即，在基板160的區(qū)域a上安裝具有最高加熱值的電子部件， 以及在區(qū)域e上安裝具有最低加熱值的電子部件。
將冷卻裝置170A的固有頻率設(shè)為fl,冷卻裝置170B的固有 頻率設(shè)為f2，冷卻裝置170C的固有頻率設(shè)為f3，冷卻裝置170D 的固有頻率i殳為f4,以及冷卻裝置170E的固有頻率設(shè)為f5。例如， 固有頻率fl ~ f5經(jīng)i殳置具有fl>f2>f3>f4>f5的關(guān)系。
才艮據(jù)以上構(gòu)造，通過4吏冷卻裝置170A的驅(qū)動(dòng)頻率與冷卻裝置 170A的壓電元件的固有頻率fl相等，能夠從冷卻裝置170A向其 上安裝了具有最高加熱值的電子部件的區(qū)域a排放最義量的氣體， /人而有效地冷卻區(qū)域a中的電子部件，并且可以通過另一冷卻裝置 170B冷卻區(qū)域b的電子部件。
此夕卜，由于可以通過驅(qū)動(dòng)控制電路35A來控制驅(qū)動(dòng)頻率，例如， 所以可以順序改變驅(qū)動(dòng)頻率，以與對應(yīng)于另 一 區(qū)域上的電子部件的 冷卻裝置的固有頻率相匹配，并JU又有效地冷卻特定區(qū)域。
圖22是另 一冷卻裝置的透視圖。
圖22所示的冷卻裝置300的不同之處在于，為了才企測對應(yīng)于 冷卻裝置300的排放量的信號，將流量傳感器140，設(shè)置為面對與其
22上設(shè)置有壓電泵體31的排放孔33的一側(cè)相對的表面(露出壓電元 件和隔板的表面)，并且其間具有預(yù)定空間。
在這種情況下，即使流量傳感器140，的尺寸增加，但是流量傳 感器140，和壓電泵體31仍可以被設(shè)置為彼此之間重疊預(yù)定空間， 從而可以容易地減小冷卻裝置的厚度。
應(yīng)理解，本發(fā)明不限于上面的實(shí)施例，并在不背離本發(fā)明l支術(shù) 思想范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變。
例如，通過使用用于檢測對應(yīng)于排放量的聲音的擴(kuò)音器來代替 使用流量傳感器140，可以基于來自擴(kuò)音器的信號來控制排放量。
驅(qū)動(dòng)控制電路35A可基于當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓電元件37時(shí)以及當(dāng)停止驅(qū) 動(dòng)時(shí)由流量傳感器140檢測的信號來檢測干擾。因此，可以消除干 護(hù)u的影響，并且可以更4青確地"控制4非;改量。
例如，隔板36還可以用作便攜式攝像機(jī)1的揚(yáng)聲器。因此可 以實(shí)現(xiàn)更低的消耗以及尺寸和厚度的減小。
在上述實(shí)施例中，示出了通過噴出氣體來冷卻諸如HDD單元 5的電子部件并檢測基于氣體排放量的信號來控制冷卻裝置16的驅(qū) 動(dòng)頻率等的實(shí)例。然而，本發(fā)明并不卩艮于該實(shí)例，例:^，還可以通 過從冷卻裝置16噴出水等來冷卻電子部件并通過相同的流量傳感 器140等來檢測基于水等的排放量的信號來控制冷卻裝置16的驅(qū) 動(dòng)頻率等。
2權(quán)利要求
1. 一種壓電泵，包括泵體，包括用于將流體從外部引入其中以及使流體從內(nèi)部噴出的孔、設(shè)置為面向所述孔的壁部、以及設(shè)置在所述壁部上以使所述壁部振動(dòng)的壓電體；驅(qū)動(dòng)單元，被配置為驅(qū)動(dòng)所述壓電體；檢測裝置，用于檢測與所述流體從所述孔的排放量對應(yīng)的信號；以及控制單元，被配置為基于所述信號控制所述驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電泵，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元包4舌一對電極，設(shè)置為其間夾置有所述壓電體， 變壓器，具有連^妄至所述控制單元的初級線圈和兩端連接至各個(gè)電極的次級線圈，以及電子可變電抗元件，與所述次級線圈并耳關(guān)連^妄，以及其中，所述控制單元包括用于基于所述信號改變所述 電子可變電抗元件的電抗使所述排;故量最大以控制所述驅(qū)動(dòng) 頻率的裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電泵，其中，所述控制單元還包括交流電振蕩器，被配置為生成待^是供給所述初級線 圈的交流電，以及用于執(zhí)行控制從而以預(yù)定周期重復(fù)線性改變并重置 所述交流電振蕩器的振蕩頻率的處理的裝置，其中，所述檢測裝置包括用于與所述周期同步地改變基準(zhǔn)電壓的裝置，較的裝置，以及用于基于所述比較裝置的比較結(jié)果來檢測所述排放 量最大時(shí)所述交流電振蕩器的預(yù)定振蕩頻率的裝置，以 及其中，通過將所述交流電振蕩器的所述振蕩頻率設(shè)為所 才企測的預(yù)定才展蕩頻率來控制所述驅(qū)動(dòng)單元的所述驅(qū)動(dòng)電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電泵，其中，所述檢測裝置包括排放量檢測單元，被配置為 檢測所述流體從所述孔的排放量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電泵，其中，所述檢測裝置包括聲音檢測單元，被配置為檢測 對應(yīng)于所述排放量的聲音。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電泵，其中，所述控制單元包4舌用于基于當(dāng)所述壓電體^皮驅(qū)動(dòng) 時(shí)以及當(dāng)停止驅(qū)動(dòng)時(shí)由所述檢測裝置檢測到的信號來檢測干 擾的裝置。
7. —種壓電泵，包4舌并寫關(guān)連4妻的多個(gè)壓電泵，所述多個(gè)壓電泵中的每一個(gè)都 包括泵體，包括用于將流體從外部引入其中以及使流體 乂人內(nèi)部噴出的孔、i殳置為面向所述孔的壁部、以及i殳置 在所述壁部上以 <吏所述壁部4展動(dòng)的壓電體，驅(qū)動(dòng)單元， 一皮配置為驅(qū)動(dòng)所述壓電體；才企測裝置，用于一企測與所述流體從所述孔的排放量 對應(yīng)的信號，以及控制單元， 一皮配置為基于所述信號控制所述驅(qū)動(dòng)單元 的馬區(qū)動(dòng)電壓和馬區(qū)動(dòng)頻率。
8. —種冷卻裝置，包括泵體，包括用于將流體從外部引入其中以及使流體從內(nèi) 部噴出的孔、設(shè)置為面向所述孔的壁部、以及設(shè)置在所述壁部 上以僅:所述壁部4展動(dòng)的壓電體；馬區(qū)動(dòng)單元，^t配置為驅(qū)動(dòng)所述壓電體；檢測裝置，用于檢測與所述流體從所述孔的排放量對應(yīng) 的信號；以及控制單元，被配置為基于所述信號控制所述驅(qū)動(dòng)單元的 驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率。
9. 一種電子設(shè)備，包括壓電泵，包4舌泵體，包括用于將流體從外部引入其中以及使流體 從內(nèi)部噴出的孔、設(shè)置為面向所述孔的壁部、以及設(shè)置在所述壁部上以^使所述壁部4展動(dòng)的壓電體；馬區(qū)動(dòng)單元，被配置為驅(qū)動(dòng)所述壓電體；檢測裝置，用于檢測與所述流體從所述孔的排放量 只寸應(yīng)的^f言號；以及控制單元，被配置為基于所述信號控制所述驅(qū)動(dòng)單 元的4區(qū)動(dòng)電壓和馬區(qū)動(dòng)頻率；以及電子部件，被配置為^皮從所述壓電泵噴出的流體冷卻。
10.才艮據(jù)權(quán)利要求9所述的電子設(shè)備，其中，所述壓電泵還用作所述電子i殳備的揚(yáng)聲器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓電泵、冷卻裝置以及電子設(shè)備，其中，壓電泵包括泵體、驅(qū)動(dòng)單元、檢測部和控制單元。泵體包括用于將流體從外部引入其中以及使流體從內(nèi)部噴出的孔、設(shè)置為面向孔的壁部、以及設(shè)置在壁部上以使壁部振動(dòng)的壓電體。驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)壓電體。檢測部檢測與流體從孔的排放量對應(yīng)的信號。控制單元基于信號控制驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率。本發(fā)明可以提供可以控制排放量的壓電泵。
文檔編號F04B43/00GK101469692SQ200810187318
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者富田實(shí), 清水有希子, 鈴木雅浩, 香山俊 申請人:索尼株式會社