JP2005315225A - Driving circuit and trapezoidal wave generation circuit for micro pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、台形波を印加することによって動作するマイクロポンプの駆動回路に関する。本発明は、例えばチャンバーに接続された2つの絞り流路およびチャンバーの容積を増減するアクチュエータを有し、チャンバーの容積を増やすときと減らすときとで2つの絞り流路の流路抵抗の比を変化させて送液を行うように構成されたマイクロポンプの駆動に利用される。 The present invention relates to a driving circuit for a micropump that operates by applying a trapezoidal wave. The present invention has, for example, two throttle channels connected to a chamber and an actuator for increasing or decreasing the volume of the chamber, and the ratio of the channel resistances of the two throttle channels is increased when the volume of the chamber is increased or decreased. It is used to drive a micropump that is configured to change the liquid feed.
従来において、マイクロマシン技術を応用し、化学分析や化学合成などのための機器や手法を微細化して行うμ−TAS(Micro Total Analysis System)が注目されている。μ−TASに必要な要素として、微小量の液体を搬送するマイクロポンプがある。本出願人は、そのようなマイクロポンプを特許文献1において提案した。そのようなマイクロポンプは、立ち上がり時間と立ち下がり時間とが異なる台形状の電圧を、圧電素子などのアクチュエータに印加することによって駆動が行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, μ-TAS (Micro Total Analysis System), which applies micromachine technology and refines equipment and methods for chemical analysis and chemical synthesis, has attracted attention. As an element necessary for μ-TAS, there is a micropump that conveys a minute amount of liquid. The present applicant has proposed such a micropump in US Pat. Such a micropump is driven by applying a trapezoidal voltage having a different rise time and fall time to an actuator such as a piezoelectric element.
そのような台形波(台形波形)を発生する駆動回路は、のこぎり波を発生させて上限をクランプさせたり、デジタルデータによって台形波を生成することによって構成することができる。
しかし、従来の駆動回路は、演算増幅器やコイル部品などの大型部品を必要とし、回路が複雑で部品点数が多いので、小型化に限界があった。特に、デジタル的に台形波を生成する場合には、メモリ、演算回路、DA変換器、波形成形回路などが必要であるので規模が大きくなる。 However, the conventional drive circuit requires large parts such as an operational amplifier and a coil part, and the circuit is complicated and has a large number of parts. Therefore, there is a limit to downsizing. In particular, when a trapezoidal wave is digitally generated, the scale becomes large because a memory, an arithmetic circuit, a DA converter, a waveform shaping circuit, and the like are necessary.
また、図13に示すような回路構成とすることも考えられる。 A circuit configuration as shown in FIG. 13 is also conceivable.
すなわち、図13に示す駆動回路80においては、演算増幅器(オペアンプ)AMP1を用いた積分回路によって立ち上がりおよび立ち下がりの直線部を得て、台形波を生成する。その結果、図14に示すように、制御信号S1が「H」である時間T1の途中までに立ち上がり、制御信号S1が「L」である時間T2の途中までに立ち下がる。立ち上がり時間Trおよび立ち下がり時間Tfは抵抗R10,R11などによって調整することができる。
That is, in the
しかし図13に示す駆動回路80では、図14に示すように台形波の立ち上がり時に負の方向にスパイク状のオーバーシュートが発生するという問題がある。このオーバーシュートを無くすには、特性のよい高価な演算増幅器AMP1を用いたり、吸収回路を付加する必要があり、コスト的に問題が残る。また、駆動回路の出力電圧として50ボルト程度が必要であるため、それに見合った電圧で動作する演算増幅器AMP1を用いる必要があり、小型化およびコスト的な面で不利である。
However, the
このように、従来においては、駆動回路を小型化し且つ低コストで製作することが困難であり、マイクロポンプの開発や解析などに実験的に用いるには支障はないものの、μ−TASの1つの要素として超小型の駆動回路をマイクロポンプとともに組み込むことはできなかった。 As described above, conventionally, it is difficult to reduce the size of the drive circuit and to manufacture the drive circuit at a low cost, and there is no problem in experimental use for development and analysis of a micropump. An ultra-small drive circuit could not be incorporated with the micropump as an element.
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で小型化および低コスト化を図ることのできるマイクロポンプの駆動回路および台形波発生回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a micropump drive circuit and a trapezoidal wave generation circuit that can be reduced in size and cost with a simple configuration.
本発明に係る駆動回路は、コンデンサと、前記コンデンサを定電流で充電するための定電流充電部と、前記コンデンサを定電流で放電させるための定電流放電部と、前記コンデンサの両端の電圧波形を取り出して出力するためのバッファ部と、前記定電流充電部と前記定電流放電部とを周期的に切り換えて作動させるための切り換え部と、を有する。 The drive circuit according to the present invention includes a capacitor, a constant current charging unit for charging the capacitor with a constant current, a constant current discharging unit for discharging the capacitor with a constant current, and a voltage waveform across the capacitor. And a switching unit for periodically switching and operating the constant current charging unit and the constant current discharging unit.
そして、前記定電流充電部が動作するように切り換えられている第1の時間より短い時間において、前記定電流充電部は前記コンデンサを前記直流電源の電圧まで充電するよう、且つ前記定電流放電部が動作するように切り換えられている第2の時間より短い時間において、前記定電流放電部は前記コンデンサを電圧零まで放電するよう、前記定電流充電部および前記定電流放電部のそれぞれの電流が設定される。 The constant current charging unit charges the capacitor to the voltage of the DC power source in a time shorter than the first time when the constant current charging unit is switched to operate, and the constant current discharging unit The constant current discharging unit and the constant current discharging unit have respective currents so that the constant current discharging unit discharges the capacitor to a voltage of zero during a time shorter than a second time during which the switching is performed. Is set.
好ましくは、前記定電流放電部は、定電流ダイオードまたは接合型FETを有して構成される。 Preferably, the constant current discharge unit includes a constant current diode or a junction FET.
また、前記バッファ部は、トランジスタのエミッタフォロワ回路によって構成される。 The buffer unit is constituted by an emitter follower circuit of a transistor.
また、前記定電流回路のトランジスタを動作させて前記コンデンサを充電する動作と前記定電流放電回路によって前記コンデンサを放電させる動作とを切り換えるための、所定のデューティ比でオンオフが周期的に切り換わるパルス状の制御信号を出力する回路が設けられる。 Also, a pulse that periodically switches on and off at a predetermined duty ratio for switching between the operation of charging the capacitor by operating the transistor of the constant current circuit and the operation of discharging the capacitor by the constant current discharging circuit. A circuit for outputting the control signal is provided.
また、本発明の他の形態の駆動回路によると、コンデンサと、前記コンデンサを定電流で充電するための定電流充電部と、前記コンデンサを定電流で放電させるための定電流放電部と、前記コンデンサの両端の電圧波形を取り出して出力するための複数のバッファ部と、前記定電流充電部と前記定電流放電部とを周期的に切り換えて作動させるための切り換え部と、を有し、前記複数のバッファ部は、それぞれ、前記電圧波形とそれを所定の比率で減衰させた減衰電圧波形とを切り換えて取り出す回路を有し、前記複数のバッファ部が前記電圧波形を順次出力するように所定の周期で切り換えられ、各周期において、前記電圧波形を出力していないバッファ部は前記減衰電圧波形を出力するように制御される。 According to another embodiment of the drive circuit of the present invention, a capacitor, a constant current charging unit for charging the capacitor with a constant current, a constant current discharging unit for discharging the capacitor with a constant current, A plurality of buffer units for extracting and outputting voltage waveforms at both ends of the capacitor, and a switching unit for periodically switching and operating the constant current charging unit and the constant current discharging unit, Each of the plurality of buffer units has a circuit that switches between and extracts the voltage waveform and an attenuated voltage waveform obtained by attenuating the voltage waveform at a predetermined ratio, and the plurality of buffer units are configured to output the voltage waveform sequentially. The buffer unit that is not outputting the voltage waveform is controlled to output the attenuated voltage waveform in each cycle.
また、前記複数のバッファ部は、それぞれ、前記電圧波形を分圧するために直列に接続された3つの抵抗およびトランジスタを含んで構成された第1のバッファ回路と、前記3つの抵抗のうちの2つの抵抗の接続部分の電圧波形を出力するためのトランジスタを含んで構成された第2のバッファ回路と、前記2つの抵抗の残りの1つの抵抗を短絡させるためのスイッチ回路と、を有して構成される。 Each of the plurality of buffer units includes a first buffer circuit including three resistors and transistors connected in series to divide the voltage waveform, and two of the three resistors. A second buffer circuit configured to include a transistor for outputting a voltage waveform at a connection portion of the two resistors, and a switch circuit for short-circuiting the remaining one of the two resistors. Composed.
また、本発明の一態様の駆動回路においては、前記各形態の駆動回路において、前記定電流充電部の充電速度が、前記定電流放電部の放電速度とは異なっている。 In the driving circuit of one embodiment of the present invention, in the driving circuit according to each aspect, the charging speed of the constant current charging unit is different from the discharging speed of the constant current discharging unit.
本発明によると、マイクロポンプの駆動回路および台形波発生回路を、簡単な構成とし、小型化および低コスト化を図ることができる。 According to the present invention, the micropump drive circuit and the trapezoidal wave generating circuit can be simply configured, and the size and cost can be reduced.
〔第1の実施形態〕
まず、第1の実施形態において用いるマイクロポンプMPについて説明する。
[First Embodiment]
First, the micropump MP used in the first embodiment will be described.
図1は本発明の第1の実施形態に係るマイクロ流体システム1の構成を模式的に示す平面図、図2は図1に示すマイクロポンプMPの正面断面図、図3および図4は圧電素子の駆動電圧の波形の例を示す図である。
1 is a plan view schematically showing the configuration of a
図1において、マイクロ流体システム1は、シリコン基板31上にマイクロチップとして構成されており、2つのマイクロポンプMP1,MP2によって圧送される2種類の液体LA,LBを流路25の入口で合流させ、ポート(液体出口)27から送り出すように構成されている。
In FIG. 1, the
すなわち、マイクロ流体システム1は、ポート(液体入口)11,12、流路13,14、開口部15,16、チャンバー17,18、開口部19,20、流路21,22、狭幅流路23,24,25、流路26、ポート27を有する。
That is, the
ポート11,12には、適当な他の流路またはリザーバからそれぞれ異なる液体が供給される。それぞれの液体は、流路13,14を通り、マイクロポンプMP1,MP2によって流路21,22に、さらにそれよりも幅の狭い狭幅流路23,24に、それぞれ圧送される。3つの狭幅流路23,24,25は、Y字状の合流路を形成しており、狭幅流路23,24に圧送された2つの液体は、狭幅流路25の入口の合流点GTで合流し、流路26を通ってポート27から適当な他の流路またはリザーバに送り出される。
Different liquids are supplied to the
さて、ポンプ室であるチャンバー17およびそれぞれチャンバー17と流路13、チャンバー17と流路21とを接続する開口部15、19によって第1のマイクロポンプMP1が、また、チャンバー18およびそれぞれチャンバー18と流路14、チャンバー18と流路22とを接続する開口部16、20によって第2のマイクロポンプMP2が、それぞれ構成されている。
Now, the first micro pump MP1 is connected to the
これら2つのマイクロポンプMP1,MP2は、その動作原理および構造が同一であるので、一方のみについて説明する。 Since these two micropumps MP1 and MP2 have the same operation principle and structure, only one of them will be described.
図2を参照して、マイクロポンプMP1は、シリコン基板31を用い、フォトリソグラフィー工程によって、チャンバー17、開口部15,19、および流路13,21などを構成するための溝または窪みを形成し、その下または上に底板または天板となるガラス基板32が接合される。チャンバー17の振動板(ダイヤフラム)の部分に、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)セラミックスなどの圧電素子34が接着して貼り付けられる。
Referring to FIG. 2, micro pump MP1 uses
駆動回路36によって、圧電素子34に図3(A)または図4(A)に示す波形の電圧を印加することにより、シリコン薄膜であるダイヤフラム31fと圧電素子34とがユニモルフモードの屈曲変形を行うことを利用して、チャンバー17の容積を増減させる。
By applying a voltage having a waveform shown in FIG. 3A or FIG. 4A to the
マイクロポンプMP1では、開口部15,19の有効断面積は、流路13,21の有効断面積よりも小さい。そして、開口部19は、チャンバー17内の圧力を上昇または下降させたときの流路抵抗の変化割合が、開口部15のそれよりも小さく設定されている。開口部15、19のこのような流路抵抗特性を利用して、チャンバー17に圧力を発生させるとともに、その圧力の変化の割合を制御することによって、吐出工程および吸入工程のそれぞれにおいて開口部15,19のうち流路抵抗の低い方により多くの流体を吐出または吸入するようなポンプ作用を実現することができる。
In the micropump MP1, the effective sectional areas of the
このようなチャンバー17の圧力制御は、圧電素子34に供給する駆動電圧を制御し、ダイヤフラムの変形の量およびタイミングを制御することによって実現される。すなわち、定速で立ち上がって所定期間一定に保持された後に定速で立ち下がるような台形波となるように駆動電圧を制御する。特に、マイクロポンプMPの2つの開口部は上述のとおり圧力変化に対する流路抵抗の変化割合が異なるものであるため、台形波の立ち上がり速度と立ち下がり速度とを異ならせることによって、所定方向への流体搬送が実現される。例えば、圧電素子34に図3(A)に示す波形の駆動電圧を印加することによって流路21の側に吐出し、図4(A)に示す波形の駆動電圧を印加することによって流路13の側に吐出する。
Such pressure control of the
図3および図4において、圧電素子34に印加する最大電圧e1 は、数ボルトから数十ボルト程度、最大で100ボルト程度である。また、時間T1,T7は20μs程度、時間T2,T6は0〜数μs程度、時間T3,T5は60μs程度である。時間T4,T8は0であってもよい。駆動電圧の周波数は11KHz程度である。図3(A)および図4(A)に示す駆動電圧によって、流路21には、例えば図3(B)および図4(B)に示すような流量が得られる。なお、図3(B)および図4(B)における流量曲線は、ポンプ動作によって得られる流量を模式的に示したもので、実際には流体の慣性振動が重畳する。したがって、これら図に示された流量曲線に振動成分が重畳された曲線が実際に得られる流量を示すこととなる。
3 and 4, the maximum voltage e1 applied to the
なお、マイクロポンプMPの動作原理および製造方法などについての詳細は、上に述べた特許文献1を参照することができる。
The details of the operation principle and manufacturing method of the micropump MP can be referred to
図5は第1の実施形態の駆動回路36の構成の例を示す図、図6は駆動回路36から出力される駆動電圧Voutの波形を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
図5において、駆動回路36は、コンデンサC1、定電流充電部51、定電流放電部52、バッファ部53、切り換え部54、パルス発生部55、および直流電源56などから構成される。
5, the
図6も参照して、定電流充電部51は、直流電源56から一定の電流ICを流してコンデンサC1を充電するための定電流回路である。コンデンサC1として、例えば、100分の1μF〜1μF程度、好ましくは100分の数μF〜10分の数μF程度、例えば0.1μF程度のものが用いられる。電流ICの大きさは、例えば数mA〜数十mA程度である。電流ICの大きさに応じて、駆動電圧Voutの立ち上がり特性が変化する。
Referring also to FIG. 6, the constant
定電流放電部52は、コンデンサC1を一定の電流IDで放電させるためのものである。電流IDの大きさは、例えば数mA〜数十mA程度である。電流ICの大きさに応じて、駆動電圧Voutの立ち下がり特性が変化する。定電流放電部52には、定電流特性を得るために、例えば定電流ダイオードまたは接合型FETなどが用いられる。
The constant current discharging
バッファ部53は、コンデンサC1の両端の電圧波形を取り出し、駆動電圧Voutとして出力する。駆動電圧Voutは圧電素子34に直接に印加される。バッファ部53は、例えばトランジスタのエミッタフォロワ回路によって構成される。
The
切り換え部54は、制御信号S1に基づいて、定電流充電部51と定電流放電部52とを切り換えて作動させるためのものである。図5においては、2つの接点スイッチとそれを切り換える論理素子のシンボルによって機能的に示したが、それらシンボルにこだわることなく、種々の回路素子または部品を用いることができる。
The switching
パルス発生部55は、所定のデューティ比でオンオフ(「H」と「L」)が周期的に切り換わるパルス状の制御信号S1を出力する。直流電源56は、定電流充電部51に電圧VDを供給する他、駆動回路36に必要な種々の電圧を供給する。なお、説明を簡潔にする都合上、制御信号S2,S3を出力する端子を図5に示しているが、これらは後述する第3の実施形態で用いられるものであり、第1および第2の実施形態においては必要ないものである。
The
そして、定電流充電部51が動作するように切り換えられている第1の時間TC、これは制御信号S1が「L」である時間と等しいが、それより短い時間Trにおいて、定電流充電部51がコンデンサC1を直流電源56の電圧VDまで充電するよう、その電流ICの値が設定されている。また、定電流放電部52が動作するように切り換えられている第2の時間TD、これは制御信号S1が「H」である時間と等しいが、それより短い時間Tfにおいて、定電流放電部52がコンデンサC1を電圧零まで放電するよう、その電流IDの値が設定されている。
The constant
図2に示すタイプのマイクロポンプは、上述したとおり駆動波形次第で開口部15,19のどちらの側へも流体を搬送できるが、キャビテーションが生じにくい、開口部19の近傍で乱流が発生しにくいなどの理由から、開口部19の側に搬送するのがよく、開口部19の側への搬送を正方向(M1)としている。駆動回路は、搬送により適した正方向への流体搬送が実現できる波形(本例では図3)を発生できるように、定電流充電部51の充電速度と定電流放電部52の放電速度とが異なるように設計されることが好ましい。そこで、本例では、充電速度を放電速度より大きく設定し、圧電素子がチャンバー内の流体を速く押圧し、ゆっくり元に戻るという動作を行うようにしている。
このように、駆動回路36によると、定電流充電部51によるコンデンサC1の充電と、定電流放電部52によるコンデンサC1の放電とによって、コンデンサC1の両端に簡単に台形波を発生することができる。そして、バッファ部53によって、コンデンサC1の波形に影響を与えることなく、その波形を容易に取り出し、駆動電圧Voutとして出力することができる。駆動回路36は、回路構成が簡単であり、小さな基板上に実装することによって小型化および低コスト化を図ることが可能である。したがって、例えば図1に破線で示した位置に駆動回路36を配置してマイクロ流体システム1と一体化することが可能である。
〔第2の実施形態〕
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、駆動回路36Bに関する部分が第1の実施形態と異なるのみであるので、それ以外の部分については説明を省略する。以降の実施形態においても同様である。
The micropump shown in FIG. 2 can transport fluid to either side of the
Thus, according to the
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, only the part relating to the
図7は第2の実施形態の駆動回路36Bの構成の例を示す図である。第2の実施形態においては、第1の実施形態よりも駆動回路36Bが具体的に示されている。なお、図7において、パルス発生部および直流電源については図示を省略した。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
図7に示されるように、駆動回路36Bは、コンデンサC1、定電流充電部51B、定電流放電部52B、バッファ部53B、および切り換え部54Bなどから構成される。
As shown in FIG. 7, the
定電流充電部51Bは、トランジスタQ4および抵抗R1〜3などからなる。定電流放電部52Bは、定電流ダイオードなどの定電流素子G1からなる。バッファ部53Bは、トランジスタQ5および抵抗R4〜5などからなる。切り換え部54Bは、トランジスタQ1〜3および抵抗R6〜8などからなる。
The constant
制御信号S1が「L」のときには、トランジスタQ1がオフし、トランジスタQ3がオンする。これによって、トランジスタQ4のベースに、電圧VDを抵抗R1とR2とで分圧したバイアス電圧が印加される。トランジスタQ3がオンのときのコレクタ−エミッタ間の飽和電圧をほぼ零とすると、トランジスタQ4のベースに印加されるバイアス電圧VBは、ほぼ、
VB=VD×R2/(R1+R2)
となる。
When the control signal S1 is “L”, the transistor Q1 is turned off and the transistor Q3 is turned on. As a result, a bias voltage obtained by dividing the voltage VD by the resistors R1 and R2 is applied to the base of the transistor Q4. When the saturation voltage between the collector and the emitter when the transistor Q3 is on is substantially zero, the bias voltage VB applied to the base of the transistor Q4 is approximately
VB = VD × R2 / (R1 + R2)
It becomes.
このとき、トランジスタQ4に流れるコレクタ電流Ic1は、トランジスタQ4のベース−エミッタ間の電圧Vbeを考慮に入れると、
Ic1=〔VD−VD×R2/(R1+R2)−Vbe〕/R3
となる。
At this time, the collector current Ic1 flowing through the transistor Q4 takes into consideration the base-emitter voltage Vbe of the transistor Q4.
Ic1 = [VD−VD × R2 / (R1 + R2) −Vbe] / R3
It becomes.
このコレクタ電流Ic1が一定の電流ICとなってコンデンサC1を充電する。コンデンサC1の電圧VCは、直線的な傾斜で上昇し、その電圧VCがほぼ電圧VDに達すると飽和し、ほぼ電圧VDの値で変化しなくなる。 The collector current Ic1 becomes a constant current IC and charges the capacitor C1. The voltage VC of the capacitor C1 rises with a linear slope. When the voltage VC reaches almost the voltage VD, it is saturated and does not change with the value of the voltage VD.
そして、制御信号S1が「H」に切り換わると、トランジスタQ4がオフすると同時に、トランジスタQ2がオン状態となる。これにより、コンデンサC1に蓄積された電荷は、定電流素子G1の持つ固有の電流値で放電を開始する。コンデンサC1の電圧VCが零(グランドレベル)になるまで一定の傾きで降下していき、零になるとその値を保持する。 When the control signal S1 is switched to “H”, the transistor Q4 is turned off and the transistor Q2 is turned on at the same time. Thereby, the electric charge accumulated in the capacitor C1 starts discharging at a specific current value of the constant current element G1. The voltage drops with a constant slope until the voltage VC of the capacitor C1 becomes zero (ground level), and when the voltage becomes zero, the value is held.
トランジスタQ5は、エミッタフォロワ回路を構成し、コンデンサC1の電圧バッファとして動作する。なお、所望の台形波を得るために、図6において説明したように、制御信号S1が「L」である時間TC内の時間Trで立ち上がりを完了させ、フラットな時間Thfが設けられるようにする。そして、制御信号S1が「H」である時間TD内の時間Tfで放電を完了させ、グランドレベルのフラットな時間Tlfが設けられるようにする。 The transistor Q5 constitutes an emitter follower circuit and operates as a voltage buffer for the capacitor C1. In order to obtain a desired trapezoidal wave, as described with reference to FIG. 6, the rising is completed at a time Tr within a time TC in which the control signal S1 is “L”, and a flat time Thf is provided. . Then, the discharge is completed at a time Tf within a time TD in which the control signal S1 is “H”, and a ground level flat time Tlf is provided.
駆動回路36Bは、市販されている一般的な小型の部品によって構成することができ、回路構成が簡単であり、小さな基板上に実装することができる。したがって、小型化および低コスト化に有利である。例えば、演算増幅器を用いる場合と比較すると、トランジスタは小型であるので、実装基板の小面積化と低コスト化を図ることができる。また、演算増幅器で積分波を生成する場合に発生するオーバーシュートなどの問題がなく、ほぼ理想に近い波形の台形波を生成することができる。
〔変形例〕
図8は第2の実施形態のさらに変形例の駆動回路36BBの構成の例を示す図である。
The
[Modification]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a configuration of a drive circuit 36BB according to a further modification of the second embodiment.
図8に示すように、変形例の駆動回路36BBでは、定電流放電部52BBとして、デプレッションタイプの接合型FETQ6および抵抗R9で規定される定電流動作機能が利用されている。これ以外の部分は駆動回路36Bと同じである。
As shown in FIG. 8, in the drive circuit 36BB of the modification, a constant current operation function defined by a depletion type junction FET Q6 and a resistor R9 is used as the constant current discharge part 52BB. The other parts are the same as those of the
抵抗R9の値を調整することにより、放電時の電流IDの大きさを調整することができる。したがって、抵抗R9としてポテンショメータまたはトリマを用いてもよい。
〔第3の実施形態〕
次に、第3の実施形態について説明する。上の第1および第2の実施形態では、マイクロポンプMPの基本的な駆動方法に用いる駆動回路36,36B,36BBについて説明したが、第3の実施形態では、2つのマイクロポンプMP1,2を駆動する場合の応用例について説明する。
By adjusting the value of the resistor R9, the magnitude of the current ID during discharge can be adjusted. Therefore, a potentiometer or a trimmer may be used as the resistor R9.
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. In the first and second embodiments above, the
すなわち、図1に示すマイクロ流体システム1では、2種類の液体LA,LBを、2つのマイクロポンプMP1,MP2によって、それぞれ狭幅流路23,24に送り込み、合流点GTで合流させる。第3の実施形態では、2種類の液体LA,LBを連続的に合流点GTに送り込むのではなく、交互に間欠的に送り込む。
That is, in the
すなわち、一方のマイクロポンプMP1を駆動して液体LAを圧送している間は他方のマイクロポンプMP2を駆動せず、他方のマイクロポンプMP2を駆動して液体LBを圧送している間は一方のマイクロポンプMP1を駆動しない。その結果、2種類の液体LA,LBは、合流点GTに交互に間欠的に送り込まれる。 That is, while one micropump MP1 is driven to pump the liquid LA, the other micropump MP2 is not driven, while the other micropump MP2 is driven to pump the liquid LB. The micro pump MP1 is not driven. As a result, the two types of liquids LA and LB are alternately and intermittently sent to the confluence point GT.
このとき、一方のマイクロポンプMP1を駆動して液体LAを圧送しているときに他方のマイクロポンプMP2を全く駆動せずに停止させた場合には、合流点GTからその下流の狭幅流路25に送液される一方、駆動していない側の狭幅流路24にも液体LAが入り込み、液体LBは逆流する。
At this time, when one micropump MP1 is driven and the liquid LA is being pumped and the other micropump MP2 is stopped without being driven at all, the narrow flow path downstream from the junction point GT. While being fed to 25, the liquid LA also enters the
したがって、このような方法で混合した場合には、逆流した液体LAと次に送液される液体LBの混合液が合流点GTに送液され、しかも、混合液の2〜3割がまた他方の液体LAの側に逆流し、正確な混合比を得るのが困難となる。 Therefore, when mixed by such a method, the mixed liquid of the liquid LA which has flowed backward and the liquid LB to be transferred next is sent to the confluence point GT, and 20-30% of the mixed liquid is the other. It becomes difficult to obtain an accurate mixing ratio by flowing back to the liquid LA side.
そこで、第3の実施形態では、図9に示すように、送液しない側のマイクロポンプMPにも微小な駆動電圧(駆動パルス)を印加して微作動させる。 Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 9, a minute driving voltage (driving pulse) is also applied to the micropump MP on the non-liquid feeding side to perform fine operation.
つまり、図9に示すように、一方のマイクロポンプMP1を駆動して液体LAを圧送している間は他方のマイクロポンプMP2に微小な駆動電圧をバイアスとして印加し、他方のマイクロポンプMP2を駆動して液体LBを圧送している間は一方のマイクロポンプMP1に微小な駆動電圧をバイアスとして印加する。 That is, as shown in FIG. 9, while driving one micropump MP1 and pumping the liquid LA, a minute drive voltage is applied as a bias to the other micropump MP2, and the other micropump MP2 is driven. While the liquid LB is being pumped, a minute driving voltage is applied as a bias to one micropump MP1.
このように制御を行うと、マイクロポンプMPの駆動によって圧送された液体が逆流しようとする圧力と、送液しない側の液体の圧力とが釣り合い、その結果、液体は逆流することなく、圧送された液体の全部が下流側の狭幅流路25に送られることとなる。
When the control is performed in this way, the pressure at which the liquid pumped by the micropump MP tries to flow backward is balanced with the pressure of the liquid on the non-liquid feeding side. As a result, the liquid is pumped without flowing back. All of the liquid is sent to the
したがって、所期の目標通りの液体の混合比を正確に得ることができる。しかも、液体の逆流がなく、全部の液体が下流側の狭幅流路25に送られるので、全体としての流量の増加が図られ、流量効率が向上する。
Therefore, it is possible to accurately obtain the liquid mixing ratio as intended. In addition, there is no liquid backflow, and all the liquid is sent to the
具体的には、例えば、2つの液体LA,LBがいずれも粘度1cpsの場合、圧送のために駆動電圧を50V印加するのに対して、微作動させる側には微小な駆動電圧として20V印加する。 Specifically, for example, when both the liquids LA and LB have a viscosity of 1 cps, a driving voltage of 50 V is applied for pressure feeding, whereas a minute driving voltage of 20 V is applied to the side to be finely operated. .
また、通常の駆動電圧と微小な駆動電圧との比であるデューティ比を変えることにより、種々の混合比が得られる。例えば、デューティ比が1対1の場合は混合比がl対1であるが、図10に示すようにデューティ比が1対2の場合は、混合比がl対2となる。また、図示はしないが、デューティ比が1対10の場合は混合比がl対10となる。 Also, various mixing ratios can be obtained by changing the duty ratio, which is the ratio between the normal driving voltage and the minute driving voltage. For example, when the duty ratio is 1: 1, the mixing ratio is 1: 1, but when the duty ratio is 1: 2, as shown in FIG. 10, the mixing ratio is 1: 2. Although not shown, when the duty ratio is 1:10, the mixing ratio is 1:10.
第3の実施形態においては、2つのマイクロポンプMP1,MP2をそのように駆動するための駆動回路36Cが用いられる。
In the third embodiment, a
図11は第3の実施形態の駆動回路36Cの構成の例を示す図、図12は駆動回路36Cから出力される駆動電圧Vout1,Vout2の波形を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
図11において、駆動回路36Cは、コンデンサC1、定電流充電部51C、定電流放電部52C、第1のバッファ回路53C1,53C2、第2のバッファ回路57C1,57C2、スイッチ回路58C1,58C2、切り換え部54Cなどから構成される。
In FIG. 11, the driving
これらのうち、コンデンサC1、定電流充電部51C、定電流放電部52C、および切り換え部54Cの基本的な構成および動作は、上に述べた駆動回路36Bの場合と同じである。
Among these, the basic configurations and operations of the capacitor C1, the constant
駆動回路36Cでは、複数のバッファ部である、第1のバッファ回路53C1,53C2、第2のバッファ回路57C1,57C2、および複数のスイッチ回路58C1,58C2が設けられている。
The
第1のバッファ回路53C1,53C2は、それぞれ、コンデンサC1の電圧VCを分圧するために直列に接続された3つの抵抗R41〜43、R44〜46、およびトランジスタQ51,54を含んで構成される。第2のバッファ回路57C1,57C2は、それぞれの3つの抵抗R41〜43、R44〜46のうちの2つの抵抗R41〜42、R44〜45の接続部分の電圧波形を出力するためのトランジスタQ52,55を含んで構成される。スイッチ回路58C1,58C2は、残りの1つの抵抗R43,R46を短絡させるためのものである。 Each of the first buffer circuits 53C1 and 53C2 includes three resistors R41 to R43 and R44 to 46 and transistors Q51 and Q54 connected in series to divide the voltage VC of the capacitor C1. The second buffer circuits 57C1 and 57C2 are transistors Q52 and 55 for outputting a voltage waveform at a connection portion of two resistors R41 to R42 and R44 to 45 among the three resistors R41 to R43 and R44 to 46, respectively. It is comprised including. The switch circuits 58C1 and 58C2 are for short-circuiting the remaining one of the resistors R43 and R46.
なお、パルス発生部55(図5参照)は、所定の周期(TE+TF)でオンオフ(「H」と「L」)が切り換わる制御信号S2,S3を出力する。制御信号S2,S3は、「H」と「L」が互いに反転した信号である。 The pulse generator 55 (see FIG. 5) outputs control signals S2 and S3 that are switched on and off (“H” and “L”) at a predetermined period (TE + TF). The control signals S2 and S3 are signals in which “H” and “L” are inverted from each other.
第2のバッファ回路57C1,57C2からは、制御信号S2,S3のオンオフに応じて、波高値が電圧VDである通常の電圧波形とそれを所定の比率で減衰させた減衰電圧波形とが切り換えられた駆動電圧Vout1,Vout2が出力される。 From the second buffer circuits 57C1 and 57C2, a normal voltage waveform whose peak value is the voltage VD and an attenuated voltage waveform obtained by attenuating it at a predetermined ratio are switched according to the on / off of the control signals S2 and S3. Drive voltages Vout1 and Vout2 are output.
すなわち、図11および図12を参照して、制御信号S2が「H」で制御信号S3が「L」のときには、トランジスタQ53はオン、トランジスタQ56はオフとなる。エミッタフォロワを構成するトランジスタQ52、Q55がそれぞれ出力する駆動電圧Vout1,Vout2は、それぞれの波高値VDL1、VDH2が、
VDL1=VD×(R42)/(R41+R42)
VDH2=VD×(R45+R46)/(R44+R45+R46)
となる。
That is, referring to FIGS. 11 and 12, when control signal S2 is “H” and control signal S3 is “L”, transistor Q53 is on and transistor Q56 is off. The drive voltages Vout1 and Vout2 output from the transistors Q52 and Q55 constituting the emitter follower are respectively the peak values VDL1 and VDH2,
VDL1 = VD × (R42) / (R41 + R42)
VDH2 = VD × (R45 + R46) / (R44 + R45 + R46)
It becomes.
また、制御信号S2が「L」で制御信号S3が「H」のときには、駆動電圧Vout1,Vout2は、それぞれの波高値VDH1、VDL2が、
VDH1=VD×(R42+R43)/(R41+R42+R43)
VDL2=VD×(R45)/(R44+R45)
となる。
Further, when the control signal S2 is “L” and the control signal S3 is “H”, the drive voltages Vout1 and Vout2 have peak values VDH1 and VDL2, respectively.
VDH1 = VD × (R42 + R43) / (R41 + R42 + R43)
VDL2 = VD × (R45) / (R44 + R45)
It becomes.
ここで、R41=R44、R42=R45、R43=R46に設定しておくことによって、駆動電圧Vout1,Vout2の台形波の波高値は、制御信号S2,S3のオンオフに応じて交互に等しい電圧値(VDH1=VDH2、VDL1=VDL2)を出力することとなる。抵抗R41〜R46の値の設定の仕方によって、種々の波高値の駆動電圧を得ることができる。 Here, by setting R41 = R44, R42 = R45, and R43 = R46, the peak values of the trapezoidal waves of the drive voltages Vout1 and Vout2 are alternately equal voltage values according to the on / off of the control signals S2 and S3. (VDH1 = VDH2, VDL1 = VDL2) is output. Depending on how the values of the resistors R41 to R46 are set, driving voltages having various peak values can be obtained.
制御信号S2,S3の切り換えの周波数は、数Hz〜数KHz程度であり、電圧値VDHが50ボルト程度のときには電圧値VDLは20ボルト程度である。電圧値VDH,VDLは、これと異なる値に設定してもよく、また、2つの駆動電圧Vout1,Vout2を互いに異ならせてもよい。 The switching frequency of the control signals S2 and S3 is about several Hz to several KHz, and when the voltage value VDH is about 50 volts, the voltage value VDL is about 20 volts. The voltage values VDH and VDL may be set to different values, and the two drive voltages Vout1 and Vout2 may be different from each other.
なお、駆動回路36Cにおいて、トランジスタとしてバイポーラトランジスタを用いたが、それに代えて、電界効果トランジスタ(FET)、その他の種々のトランジスタまたは半導体素子を用いてもよい。
In the
また、スイッチ回路58C1,58C2によって、グランドに接続された抵抗R43,R46を短絡させるようにしたので回路が簡単となるが、他の抵抗Rを短絡させることによって駆動電圧Voutの波高値のレベルを変えてもよい。また、第1のバッファ回路53C1,53C2、第2のバッファ回路57C1,57C2、スイッチ回路58C1,58C2に代えて、他の種々の回路構成を採用することが可能である。3つの以上のマイクロポンプMPに対応して、3つ以上の第1のバッファ回路、第2のバッファ回路、およびスイッチ回路を設けることが可能である。 Further, since the resistors R43 and R46 connected to the ground are short-circuited by the switch circuits 58C1 and 58C2, the circuit is simplified. However, the peak level of the drive voltage Vout can be increased by short-circuiting the other resistors R. You may change it. Further, various other circuit configurations can be employed instead of the first buffer circuits 53C1 and 53C2, the second buffer circuits 57C1 and 57C2, and the switch circuits 58C1 and 58C2. It is possible to provide three or more first buffer circuits, second buffer circuits, and switch circuits corresponding to three or more micropumps MP.
第3の実施形態の駆動回路36Cによると、2つのマイクロポンプMP1,2を駆動して、2種類の液体LA,LBを交互に間欠的に送り込み、液体の逆流がなく、所期の目標通りの液体の混合比を正確に得ることができる。また、制御信号S2,S3のデューティ比を変えることにより、種々の混合比が得られる。
According to the
そして、駆動回路36Cは、上に述べた駆動回路36,36Bなどと同様に、回路構成が簡単であり、小型化および低コスト化に有利である。
The
上の各実施形態において、駆動回路36,36B,36BB,36C、マイクロポンプMP、マイクロ流体デバイス1の全体または各部の構成、構造、形状、寸法、個数、材質回路構成、回路定数、特性などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。また、駆動回路の全体またはその一部を、集積化回路とすることも可能である。
In each of the above embodiments, the
上に述べた実施形態のマイクロ流体システム1は、μ−TASの分野以外の種々の分野に適用することができる。例えば、燃料電池などに使用される液体燃料の搬送手段として用いることもできる。本発明に係る駆動回路または台形波発生回路は、マイクロポンプの駆動以外の用途に適用することができる。
The
本発明に係る駆動回路は、マイクロポンプを駆動することにより、環境、食品、生化学、免疫学、血液学、遺伝子分析、合成、創薬、燃料など、さまざまな分野における試液または液体の搬送または処理などのために利用することができる。 The drive circuit according to the present invention drives a micropump to transport or supply a test solution or liquid in various fields such as environment, food, biochemistry, immunology, hematology, genetic analysis, synthesis, drug discovery, and fuel. It can be used for processing.
また、本発明に係る台形波発生回路は、上に述べたマイクロポンプの駆動回路を含め、台形波が必要とされる、通信デバイスや、記録媒体などの回転体を駆動するためのモータドライブなどの様々な用途に利用できる。 In addition, the trapezoidal wave generating circuit according to the present invention includes the above-described micropump drive circuit, and includes a motor drive for driving a rotating body such as a communication device or a recording medium that requires a trapezoidal wave. It can be used for various purposes.
1 マイクロ流体デバイス
34 圧電素子
36,36B,36BB,36C 駆動回路
51 定電流充電部(定電流充電回路)
52 定電流放電部(定電流放電回路)
53 バッファ部(バッファ回路)
53C1,53C2 第1のバッファ回路(バッファ部)
54 切り換え部
55 パルス発生部(制御信号を出力する回路)
56 直流電源
57C1,57C2 第2のバッファ回路(バッファ部)
58C1,58C2 スイッチ回路
MP1,MP2 マイクロポンプ
C1 コンデンサ
G1 定電流素子(定電流ダイオード)
Q6 接合型FET
R 抵抗
Q トランジスタ
1
52 Constant current discharge part (constant current discharge circuit)
53 Buffer section (buffer circuit)
53C1, 53C2 First buffer circuit (buffer unit)
54
56 DC power supply 57C1, 57C2 Second buffer circuit (buffer unit)
58C1, 58C2 Switch circuit MP1, MP2 Micro pump C1 Capacitor G1 Constant current element (constant current diode)
Q6 Junction FET
R resistance Q transistor
Claims (10)
前記コンデンサを定電流で充電するための定電流充電部と、
前記コンデンサを定電流で放電させるための定電流放電部と、
前記コンデンサの両端の電圧波形を取り出して出力するためのバッファ部と、
前記定電流充電部と前記定電流放電部とを周期的に切り換えて作動させるための切り換え部と、
を有することを特徴とするマイクロポンプの駆動回路。 A capacitor,
A constant current charging unit for charging the capacitor with a constant current;
A constant current discharge unit for discharging the capacitor with a constant current;
A buffer unit for extracting and outputting a voltage waveform across the capacitor; and
A switching unit for periodically switching and operating the constant current charging unit and the constant current discharging unit;
A driving circuit for a micropump characterized by comprising:
直流電源から定電流を流して前記コンデンサを充電するための定電流充電部と、
前記コンデンサを定電流で放電させるための定電流放電部と、
前記コンデンサの両端の電圧波形を取り出して出力するためのバッファ部と、
制御信号に基づいて前記定電流充電部と前記定電流放電部とを切り換えて作動させるための切り換え部と、を有し、
前記定電流充電部が動作するように切り換えられている第1の時間より短い時間において、前記定電流充電部は前記コンデンサを前記直流電源の電圧まで充電するよう、且つ前記定電流放電部が動作するように切り換えられている第2の時間より短い時間において、前記定電流放電部は前記コンデンサを電圧零まで放電するよう、前記定電流充電部および前記定電流放電部のそれぞれの電流が設定されてなる、
ことを特徴とするマイクロポンプの駆動回路。 A capacitor,
A constant current charging unit for charging the capacitor by passing a constant current from a DC power supply;
A constant current discharging unit for discharging the capacitor with a constant current;
A buffer unit for extracting and outputting a voltage waveform across the capacitor; and
A switching unit for switching and operating the constant current charging unit and the constant current discharging unit based on a control signal,
In a time shorter than a first time during which the constant current charging unit is switched to operate, the constant current charging unit charges the capacitor to the voltage of the DC power source, and the constant current discharging unit operates. The constant current discharging unit and the constant current discharging unit have respective currents set so that the constant current discharging unit discharges the capacitor to a voltage of zero during a time shorter than the second time during which switching is performed. Become
A drive circuit for a micropump characterized by the above.
請求項2記載のマイクロポンプの駆動回路。 The constant current discharge unit is configured to include a constant current diode,
The driving circuit for the micropump according to claim 2.
請求項2記載のマイクロポンプの駆動回路。 The constant current discharge unit is configured to have a junction FET,
The driving circuit for the micropump according to claim 2.
請求項2ないし4のいずれかに記載のマイクロポンプの駆動回路。 The buffer unit is configured by an emitter follower circuit of a transistor.
The micropump drive circuit according to claim 2.
直流電源から定電流を流して前記コンデンサを充電するための、トランジスタを含んで構成された定電流充電回路と、
前記コンデンサを定電流で放電させるための、定電流素子を含んで構成された定電流放電回路と、
前記コンデンサの両端の電圧波形を取り出して出力するための、トランジスタを含んで構成されたバッファ回路と、
前記定電流回路のトランジスタを動作させて前記コンデンサを充電する動作と前記定電流放電回路によって前記コンデンサを放電させる動作とを切り換えるための、所定のデューティ比でオンオフが周期的に切り換わるパルス状の制御信号を出力する回路と、を有し、
前記コンデンサを充電する動作に切り換えられている第1の時間より短い時間において、前記定電流充電回路は前記コンデンサを前記直流電源の電圧まで充電するよう、且つ前記コンデンサを放電させる動作に切り換えられている第2の時間より短い時間において、前記定電流放電回路は前記コンデンサを電圧零まで放電するよう、前記定電流充電回路および前記定電流放電回路のそれぞれの電流が設定されてなる、
ことを特徴とするマイクロポンプの駆動回路。 A capacitor,
A constant current charging circuit including a transistor for charging the capacitor by supplying a constant current from a DC power supply;
A constant current discharge circuit configured to include a constant current element for discharging the capacitor with a constant current;
A buffer circuit including a transistor for extracting and outputting a voltage waveform across the capacitor; and
For switching between the operation of charging the capacitor by operating the transistor of the constant current circuit and the operation of discharging the capacitor by the constant current discharge circuit, a pulse-like state in which on / off is periodically switched at a predetermined duty ratio A circuit for outputting a control signal,
In a time shorter than the first time when the operation is switched to charge the capacitor, the constant current charging circuit is switched to the operation of charging the capacitor to the voltage of the DC power source and discharging the capacitor. In a time shorter than the second time, the constant current discharging circuit is configured to set respective currents of the constant current charging circuit and the constant current discharging circuit so that the capacitor is discharged to zero voltage.
A drive circuit for a micropump characterized by the above.
前記コンデンサを定電流で充電するための定電流充電部と、
前記コンデンサを定電流で放電させるための定電流放電部と、
前記コンデンサの両端の電圧波形を取り出して出力するための複数のバッファ部と、
前記定電流充電部と前記定電流放電部とを周期的に切り換えて作動させるための切り換え部と、を有し、
前記複数のバッファ部は、それぞれ、前記電圧波形とそれを所定の比率で減衰させた減衰電圧波形とを切り換えて取り出す回路を有し、
前記複数のバッファ部が前記電圧波形を順次出力するように所定の周期で切り換えられ、各周期において、前記電圧波形を出力していないバッファ部は前記減衰電圧波形を出力するように制御されている、
ことを特徴とするマイクロポンプの駆動回路。 A capacitor,
A constant current charging unit for charging the capacitor with a constant current;
A constant current discharging unit for discharging the capacitor with a constant current;
A plurality of buffer units for extracting and outputting a voltage waveform at both ends of the capacitor;
A switching unit for periodically switching and operating the constant current charging unit and the constant current discharging unit,
Each of the plurality of buffer units includes a circuit that switches and extracts the voltage waveform and an attenuated voltage waveform obtained by attenuating the voltage waveform at a predetermined ratio,
The plurality of buffer units are switched at a predetermined cycle so as to sequentially output the voltage waveforms, and the buffer units not outputting the voltage waveform are controlled to output the attenuated voltage waveform in each cycle. ,
A drive circuit for a micropump characterized by the above.
直流電源から定電流を流して前記コンデンサを充電するための定電流充電部と、
前記コンデンサを定電流で放電させるための定電流放電部と、
前記コンデンサの両端の電圧波形を取り出して出力するための複数のバッファ部と、
制御信号に基づいて前記定電流充電部と前記定電流放電部とを切り換えて作動させるための切り換え部と、を有し、
前記複数のバッファ部は、それぞれ、前記電圧波形を分圧するために直列に接続された3つの抵抗およびトランジスタを含んで構成された第1のバッファ回路と、前記3つの抵抗のうちの2つの抵抗の接続部分の電圧波形を出力するためのトランジスタを含んで構成された第2のバッファ回路と、前記2つの抵抗の残りの1つの抵抗を短絡させるためのスイッチ回路と、を有してなる、
ことを特徴とするマイクロポンプの駆動回路。 A capacitor,
A constant current charging unit for charging the capacitor by passing a constant current from a DC power supply;
A constant current discharging unit for discharging the capacitor with a constant current;
A plurality of buffer units for extracting and outputting a voltage waveform at both ends of the capacitor;
A switching unit for switching and operating the constant current charging unit and the constant current discharging unit based on a control signal,
Each of the plurality of buffer units includes a first buffer circuit configured to include three resistors and transistors connected in series to divide the voltage waveform, and two resistors of the three resistors. A second buffer circuit configured to include a transistor for outputting a voltage waveform at a connection portion of the first and second switches, and a switch circuit for short-circuiting the remaining one of the two resistors.
A drive circuit for a micropump characterized by the above.
請求項1ないし5、7、または8のいずれかに記載のマイクロポンプの駆動回路。 The charging rate of the constant current charging unit is different from the discharging rate of the constant current discharging unit,
9. The micropump driving circuit according to claim 1, wherein the driving circuit is a micropump driving circuit.
直流電源から定電流を流して前記コンデンサを充電するための定電流充電部と、
前記コンデンサを定電流で放電させるための定電流放電部と、
前記コンデンサの両端の電圧波形を取り出して出力するためのバッファ部と、
制御信号に基づいて前記定電流充電部と前記定電流放電部とを切り換えて作動させるための切り換え部と、を有し、
前記定電流充電部が動作するように切り換えられている第1の時間より短い時間において、前記定電流充電部は前記コンデンサを前記直流電源の電圧まで充電するよう、且つ前記定電流放電部が動作するように切り換えられている第2の時間より短い時間において、前記定電流放電部は前記コンデンサを電圧零まで放電するよう、前記定電流充電部および前記定電流放電部のそれぞれの電流が設定されてなる、
ことを特徴とする台形波発生回路。
A capacitor,
A constant current charging unit for charging the capacitor by passing a constant current from a DC power supply;
A constant current discharging unit for discharging the capacitor with a constant current;
A buffer unit for extracting and outputting a voltage waveform across the capacitor; and
A switching unit for switching and operating the constant current charging unit and the constant current discharging unit based on a control signal,
In a time shorter than a first time during which the constant current charging unit is switched to operate, the constant current charging unit charges the capacitor to the voltage of the DC power source, and the constant current discharging unit operates. The constant current discharging unit and the constant current discharging unit are set to have respective currents set so that the constant current discharging unit discharges the capacitor to a voltage of zero during a time shorter than the second time during which switching is performed. Become
A trapezoidal wave generating circuit characterized by that.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007263102A (en) * | 2006-03-01 | 2007-10-11 | Sony Corp | Jet flow generator, electronic apparatus, drive signal generator, and controller |
JP2011099436A (en) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Seb Sa | Method for controlling electrical home appliance piezoelectric pump, and electrical home appliance using the same |
JP2011135766A (en) * | 2009-11-27 | 2011-07-07 | Tohoku Gakuin | Booster |
CN111173722A (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 研能科技股份有限公司 | Miniature piezoelectric pump module |
US11286922B2 (en) | 2018-11-13 | 2022-03-29 | Microjet Technology Co., Ltd. | Miniature piezoelectric pump module |
WO2022186245A1 (en) * | 2021-03-03 | 2022-09-09 | 株式会社村田製作所 | Fluid control device |
-
2004
- 2004-04-30 JP JP2004136427A patent/JP2005315225A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007263102A (en) * | 2006-03-01 | 2007-10-11 | Sony Corp | Jet flow generator, electronic apparatus, drive signal generator, and controller |
JP2011099436A (en) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Seb Sa | Method for controlling electrical home appliance piezoelectric pump, and electrical home appliance using the same |
JP2011135766A (en) * | 2009-11-27 | 2011-07-07 | Tohoku Gakuin | Booster |
CN111173722A (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 研能科技股份有限公司 | Miniature piezoelectric pump module |
US11286922B2 (en) | 2018-11-13 | 2022-03-29 | Microjet Technology Co., Ltd. | Miniature piezoelectric pump module |
WO2022186245A1 (en) * | 2021-03-03 | 2022-09-09 | 株式会社村田製作所 | Fluid control device |
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