JP2010131539A - High voltage power output driver and piezoelectric pump - Google Patents

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Hidemasa Maedo
秀巨 前戸
Masafumi Tanabe
雅史 田邉
Tsutomu Shimazaki
努 島崎
Akira Sato
昭 佐藤
Hiromichi Tokuhiro
宏道 徳弘
Yasuyuki Hattori
▲靖▼之 服部
Jun Ishikawa
潤 石川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce shock in start-up of a high voltage power output driver and a piezoelectric pump using the same. <P>SOLUTION: Drive power source voltage of high voltage is generated by boosting the output of a low voltage power source in a boosting circuit. In an output circuit, a pair of complementary drive signals driving a piezoelectric element are output using the drive power source as a power source. In the start-up of the drive power source, the pair of drive signals are set at the same value for a given period, then are varied in a reverse phase with each other. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、負荷へ駆動信号を出力する高電圧出力ドライバーおよびこれを用いた圧電ポンプに関する。   The present invention relates to a high-voltage output driver that outputs a drive signal to a load, and a piezoelectric pump using the same.

従来より、圧電素子を利用したダイヤフラムポンプが提案されている。このポンプは、圧電ポンプと呼ばれ、圧電素子への電圧印加の方向を順次変更することで、圧電素子を往復動作させてダイヤフラムを往復動作させて駆動される。   Conventionally, a diaphragm pump using a piezoelectric element has been proposed. This pump is called a piezoelectric pump, and is driven by reciprocating the piezoelectric element and reciprocating the diaphragm by sequentially changing the direction of voltage application to the piezoelectric element.

このような圧電ポンプでは、圧電素子に対する駆動信号を出力する駆動回路が必要であり、この駆動信号は、例えば一対の相補的なサイン波からなる。   Such a piezoelectric pump requires a drive circuit that outputs a drive signal for the piezoelectric element, and this drive signal is composed of, for example, a pair of complementary sine waves.

特開平6−109068号公報JP-A-6-109068 特開平8−205563号公報JP-A-8-205563 特開2000−60847号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-60847

ここで、圧電素子のような負荷に対する駆動信号は比較的高電圧であり、電源の立ち上がり時において逆相の駆動信号を急激に印加するとショックが大きい場合もある。   Here, a drive signal for a load such as a piezoelectric element has a relatively high voltage, and a shock may be great if a reverse-phase drive signal is suddenly applied when the power supply is turned on.

本発明は負荷を駆動する高電圧出力ドライバーであって、低電圧電源の出力を昇圧して高電圧の駆動電源を発生する昇圧回路と、前記昇圧回路からの駆動電源を電源として、前記負荷を駆動する一対の相補的な駆動信号を出力する出力回路と、を有し、前記駆動電源の立ち上がり時において、一対の駆動信号を所定期間だけ実質的に同一の値としておき、その後互いに逆相で変化させることを特徴とする。   The present invention is a high-voltage output driver for driving a load, which boosts an output of a low-voltage power source to generate a high-voltage driving power source, and uses the driving power source from the boosting circuit as a power source to control the load. An output circuit for outputting a pair of complementary drive signals for driving, and at the time of rising of the drive power supply, the pair of drive signals are set to substantially the same value for a predetermined period, and then in opposite phases to each other It is characterized by changing.

また、前記駆動電源の立ち上がり時において、一対の駆動信号を所定期間同相で変化させ、その後互いに逆相で変化させることが好適である。   In addition, it is preferable to change the pair of drive signals in the same phase for a predetermined period and then change them in opposite phases when the drive power supply rises.

また、前記駆動電源の立ち上がり時において、一対の駆動信号を所定期間一定値としておき、その後その一定値に合致する一方の駆動信号について変化を開始し、他方については180度位相が進んで、一定に合致したときから変化を開始することが好適である。   In addition, when the drive power supply rises, a pair of drive signals is set to a constant value for a predetermined period, and then a change is started for one of the drive signals that matches the fixed value, and the other phase is advanced by 180 degrees and constant. It is preferable to start the change from when the values are met.

また、前記出力回路は、前記低電圧電源を電源として前記負荷の駆動波形を発生する駆動波形発生手段と、前記駆動電源を電源として、前記駆動波形を増幅する増幅回路と、を有し、前記駆動波形発生手段において、一対の駆動信号に対応する一対の駆動波形を発生することが好適である。   The output circuit includes drive waveform generation means for generating a drive waveform of the load using the low-voltage power supply as a power supply, and an amplifier circuit for amplifying the drive waveform using the drive power supply as a power supply, Preferably, the drive waveform generation means generates a pair of drive waveforms corresponding to the pair of drive signals.

また、本発明は、上述のような高電圧出力ドライバーとこの高電圧出力ドライバーの出力である駆動信号より駆動される負荷を含み、前記負荷は圧電素子であって、前記圧電素子を用いたダイヤフラムを往復動させて駆動される圧電ポンプに関する。   The present invention also includes a high-voltage output driver as described above and a load driven by a drive signal that is an output of the high-voltage output driver, the load being a piezoelectric element, and a diaphragm using the piezoelectric element The present invention relates to a piezoelectric pump that is driven by reciprocating.

電源立ち上がり時におけるショックの発生を効果的に防止することができる。   It is possible to effectively prevent the occurrence of shock when the power is turned on.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

「圧電ポンプの構成」
圧電素子を利用したダイヤフラムポンプ(圧電ポンプ)の構成について、図1を用いて説明する。ポンプケーシング10内には、周囲がポンプケーシング10内壁に固定され、中央側が上下動するダイヤフラム12が配置され、このダイヤフラム12の一方側にポンプ室14が形成される。ポンプ室14には、流入通路16に接続される流入口18と、流出通路20に接続される流出口22が設けられ、流入通路16と流入口18の間には流入側の逆止弁24、流出通路20と流出口22の間には流出側の逆止弁26が設けられている。
"Configuration of piezoelectric pump"
A configuration of a diaphragm pump (piezoelectric pump) using a piezoelectric element will be described with reference to FIG. Inside the pump casing 10, a diaphragm 12 whose periphery is fixed to the inner wall of the pump casing 10 and whose center side moves up and down is disposed, and a pump chamber 14 is formed on one side of the diaphragm 12. The pump chamber 14 is provided with an inlet 18 connected to the inflow passage 16 and an outlet 22 connected to the outflow passage 20. Between the inflow passage 16 and the inlet 18, a check valve 24 on the inflow side is provided. A check valve 26 on the outflow side is provided between the outflow passage 20 and the outflow port 22.

ここで、ダイヤフラム12は、図2に示すように薄い金属板Mの表裏両面に、両面に電極を有する圧電素子PZ1,PZ2を貼り合わせた構造になっている。そして、圧電素子PZ1の上側の電極と、圧電素子PZ2の下側の電極の間に1つの位相の交流電圧(サイン波状の駆動信号)が印加され、圧電素子PZ1,PZ2に挟まれた真ん中の金属板Mに位相が反対の(180度異なる)交流電圧(位相が反対のサイン波状の駆動信号)が印加される。これによって、2つの圧電素子PZ1,PZ2とも印加電圧が大きいときに大きく反ることになり、図1,2に示すように、ダイヤフラム12が周辺部を支点とし真ん中を最大振幅として上下に振動することになる。   Here, the diaphragm 12 has a structure in which piezoelectric elements PZ1 and PZ2 having electrodes on both surfaces are bonded to both the front and back surfaces of a thin metal plate M as shown in FIG. Then, an AC voltage of one phase (sine wave-like drive signal) is applied between the upper electrode of the piezoelectric element PZ1 and the lower electrode of the piezoelectric element PZ2, and the middle between the piezoelectric elements PZ1 and PZ2 An AC voltage (a sine wave-like drive signal having an opposite phase) having an opposite phase (180 degrees different) is applied to the metal plate M. As a result, the two piezoelectric elements PZ1 and PZ2 warp greatly when the applied voltage is large, and as shown in FIGS. 1 and 2, the diaphragm 12 vibrates up and down with the peripheral portion as a fulcrum and the center as the maximum amplitude. It will be.

流入側の逆止弁24は、ポンプ室14へ流入する方向の流体の流れを許可し、反対の流れを阻止する。一方、流出側の逆止弁26は、ポンプ室14から流出する方向の流体の流れを許可し、反対の流れを阻止する。従って、図1に示すように、ダイヤフラム12の振動に伴うポンプ室14の容積変化に伴い、流入通路16の流体がポンプ室14を介し流出通路20に押し出される。   The check valve 24 on the inflow side allows the flow of fluid in the direction of flowing into the pump chamber 14 and blocks the opposite flow. On the other hand, the check valve 26 on the outflow side allows the flow of fluid in the direction of flowing out from the pump chamber 14 and blocks the opposite flow. Therefore, as shown in FIG. 1, the fluid in the inflow passage 16 is pushed out to the outflow passage 20 through the pump chamber 14 in accordance with the volume change of the pump chamber 14 accompanying the vibration of the diaphragm 12.

「駆動信号出力回路」
図3には、圧電素子PZへの駆動信号を出力する駆動信号出力回路の構成が示されている。1つの駆動波形(サイン波状の交流波形)であるR側入力信号は、バッファアンプBF1の正入力端に入力される。このバッファアンプBF1は、その出力が負入力端に接続されており、R側入力信号がそのままの波形で出力される。バッファアンプBF1の出力はコンパレータ(エラーアンプ)CP1の正入力端に入力される。このコンパレータCP1の負入力端には、帰還信号が入力されており、両信号の誤差信号がコンパレータCP1の出力として得られる。得られた誤差信号は、高電源電圧で駆動される出力アンプAP1に供給され、この出力アンプAP1の出力が出力端T1に供給される。出力端T1には、圧電素子PZの一方側の電極が接続されているとともに、分圧抵抗R1,R2を介しグランドに接続されている。分圧抵抗R1,R2の中点は、端子T2を介し、コンパレータCP1の負入力端に接続され、出力電圧が分圧された電圧がコンパレータCP1に負帰還される。
"Drive signal output circuit"
FIG. 3 shows a configuration of a drive signal output circuit that outputs a drive signal to the piezoelectric element PZ. The R-side input signal that is one drive waveform (sine wave-like AC waveform) is input to the positive input terminal of the buffer amplifier BF1. The output of the buffer amplifier BF1 is connected to the negative input terminal, and the R-side input signal is output as it is. The output of the buffer amplifier BF1 is input to the positive input terminal of the comparator (error amplifier) CP1. A feedback signal is input to the negative input terminal of the comparator CP1, and an error signal of both signals is obtained as an output of the comparator CP1. The obtained error signal is supplied to the output amplifier AP1 driven by a high power supply voltage, and the output of the output amplifier AP1 is supplied to the output terminal T1. An electrode on one side of the piezoelectric element PZ is connected to the output terminal T1, and is connected to the ground via the voltage dividing resistors R1 and R2. The middle point of the voltage dividing resistors R1 and R2 is connected to the negative input terminal of the comparator CP1 via the terminal T2, and the voltage obtained by dividing the output voltage is negatively fed back to the comparator CP1.

従って、コンパレータCP1は、その出力が、帰還信号である分圧抵抗R1,R2の中点電圧がR側入力信号に一致するように動作し、従って出力端T1からの駆動信号ROUTがR側入力信号に応じたものになる。   Therefore, the comparator CP1 operates so that the output voltage of the voltage dividing resistors R1 and R2, which are feedback signals, coincides with the R-side input signal. Accordingly, the drive signal ROUT from the output terminal T1 is input to the R-side input. Depending on the signal.

また、F側入力信号は、R側入力信号と位相が180度異なる信号(相補的な信号)であり、F側入力信号は、バッファアンプBF2、コンパレータCP2、出力アンプAP2を介し、F側入力信号に対応した高電圧の駆動信号となり、出力端T3に供給される。出力端T3は、圧電素子PZの他方側の電極が接続されているとともに、分圧抵抗R3,R4を介しグランドに接続されており、分圧抵抗R3,R4の中点電圧がコンパレータCP2に負帰還されている。従って、出力端T3からの出力である駆動信号FOUTが出力端T1からの駆動信号ROUTと反対の極性の信号となり、圧電素子PZの両面の電極に位相が180度異なる一対の駆動信号ROUT,FOUTが印加されることになる。この圧電素子PZが上述の圧電ポンプのダイヤフラム12を構成しており、ダイヤフラム12が往復移動することになる。なお、上述の圧電ポンプは、2つの圧電素子PZ1,PZ2を有しているが、圧電素子PZがそのうちの1つに該当していても良いし、ダイヤフラム12を1つの圧電素子PZで構成してもよい。   The F-side input signal is a signal (complementary signal) that is 180 degrees out of phase with the R-side input signal, and the F-side input signal is input to the F-side via the buffer amplifier BF2, the comparator CP2, and the output amplifier AP2. A high-voltage drive signal corresponding to the signal is supplied to the output terminal T3. The output terminal T3 is connected to the other electrode of the piezoelectric element PZ and connected to the ground via the voltage dividing resistors R3 and R4, and the midpoint voltage of the voltage dividing resistors R3 and R4 is negative to the comparator CP2. It has been returned. Therefore, the drive signal FOUT output from the output terminal T3 has a polarity opposite to that of the drive signal ROUT from the output terminal T1, and a pair of drive signals ROUT and FOUT whose phases are 180 degrees different from the electrodes on both surfaces of the piezoelectric element PZ. Will be applied. This piezoelectric element PZ constitutes the diaphragm 12 of the above-described piezoelectric pump, and the diaphragm 12 reciprocates. The piezoelectric pump described above has two piezoelectric elements PZ1 and PZ2. However, the piezoelectric element PZ may correspond to one of them, and the diaphragm 12 is configured by one piezoelectric element PZ. May be.

次に、駆動電源制御信号は、コンパレータCP3の正入力端に入力される。コンパレータCP3の負入力端には帰還信号が入力されている。コンパレータCP3の出力は、コンパレータCP4の負入力端に入力される。このコンパレータCP4の正入力端には、予め設定された三角波が供給されている。従って、このコンパレータCP4の出力には、コンパレータCP3の出力の電圧に応じたデューティー比のPWM信号が得られる。すなわち、駆動電源制御信号がフィードバック信号に比べて高ければ、コンパレータCP3の出力電圧が高くなり、デューティー比(Hレベルの期間)が少ないPWM信号がコンパレータCP4から出力される。なお、駆動電源制御信号は、後述するように、圧電素子PZの駆動を制御するための制御電源電圧VCCに基づいて発生される。   Next, the drive power supply control signal is input to the positive input terminal of the comparator CP3. A feedback signal is input to the negative input terminal of the comparator CP3. The output of the comparator CP3 is input to the negative input terminal of the comparator CP4. A preset triangular wave is supplied to the positive input terminal of the comparator CP4. Therefore, a PWM signal having a duty ratio corresponding to the output voltage of the comparator CP3 is obtained at the output of the comparator CP4. That is, if the drive power supply control signal is higher than the feedback signal, the output voltage of the comparator CP3 increases, and a PWM signal with a low duty ratio (H level period) is output from the comparator CP4. The drive power supply control signal is generated based on a control power supply voltage VCC for controlling the drive of the piezoelectric element PZ, as will be described later.

コンパレータCP4の出力は、pチャネルトランジスタQ1と、nチャネルトランジスタQ2のゲートに供給される。このトランジスタQ1は、ソースが端子T5に接続され、ドレインがトランジスタQ2のドレインに接続されており、トランジスタQ2のソースはグランドに接続されている。そして、トランジスタQ1,Q2のドレイン同士の接続点は、端子T6に接続されている。   The output of the comparator CP4 is supplied to the gates of the p-channel transistor Q1 and the n-channel transistor Q2. The transistor Q1 has a source connected to the terminal T5, a drain connected to the drain of the transistor Q2, and a source of the transistor Q2 connected to the ground. The connection point between the drains of the transistors Q1 and Q2 is connected to the terminal T6.

端子T5には、外付けのコイルLvsを介し、外付けのダイオードD1のアノードに接続され、このダイオードD1のカソードは外付けコンデンサC1を介しグランドに接続されている。また、端子T6には、nチャネルトランジスタQ3のゲートが接続され、このトランジスタQ3のドレインがコイルLvsとダイオードD1の接続点に接続され、ソースがグランドに接続されている。   The terminal T5 is connected to the anode of an external diode D1 via an external coil Lvs, and the cathode of the diode D1 is connected to the ground via an external capacitor C1. Further, the gate of the n-channel transistor Q3 is connected to the terminal T6, the drain of the transistor Q3 is connected to the connection point of the coil Lvs and the diode D1, and the source is connected to the ground.

従って、コンパレータCP4からの出力であるPWM信号がHレベルであると、トランジスタQ2がオンし端子T6がLレベルとなりトランジスタQ3はオフ、PWM信号がLレベルであると、トランジスタQ2がオフし端子T6がHレベルとなりトランジスタQ3はオンする。このトランジスタQ3がオンすることで、コイルLvsにエネルギーが蓄積され、トランジスタQ3がオフすることで、コイルLvsに蓄積されたエネルギーに応じてコンデンサC1に充電される。従って、コンパレータCP4からの出力におけるLレベルの期間が長いほど、コンデンサC1への充電量が大きくなり、コンデンサC1からの出力である駆動電源電圧が高くなる。なお、ダイオードD1に並列してトランジスタを設けると、そのスイッチングにより駆動電源電圧を下げることが容易になる。   Therefore, when the PWM signal output from the comparator CP4 is at the H level, the transistor Q2 is turned on and the terminal T6 is at the L level, the transistor Q3 is turned off. When the PWM signal is at the L level, the transistor Q2 is turned off and the terminal T6 is turned on. Becomes H level and the transistor Q3 is turned on. When the transistor Q3 is turned on, energy is accumulated in the coil Lvs, and when the transistor Q3 is turned off, the capacitor C1 is charged according to the energy accumulated in the coil Lvs. Therefore, the longer the L level period in the output from the comparator CP4, the larger the charge amount to the capacitor C1, and the higher the drive power supply voltage that is the output from the capacitor C1. If a transistor is provided in parallel with the diode D1, it becomes easy to lower the drive power supply voltage by switching.

コンデンサC1の上側(ダイオードD1のカソードに接続される電極)は、端子T7に接続され、この端子T7が出力アンプAP1,AP2へ駆動電源電圧として供給される。また、コンデンサC1の上側は、外付けの分圧抵抗R5,R6を介しグランドに接続されている。分圧抵抗R5,R6の中点は、外付けの抵抗R7、コンデンサC2を介し、端子T8に接続されている。そして、端子T8は、コンパレータCP4の負入力端に接続されている。抵抗R7、コンデンサC2は、ハイパスフィルタを構成しており、これによって駆動電源電圧出力の高周波成分が除去される。さらに、分圧抵抗R5,R6の中点は端子T9に接続されており、この端子T9がコンパレータCP3の負入力端に接続されている。従って、駆動電源電圧を分圧抵抗R5,R6で分圧した電圧が駆動電源制御信号と比較されるフィードバック信号(帰還信号)となり、帰還信号の電圧が駆動電源制御信号の電圧に一致するように、駆動電源電圧が制御される。   The upper side of the capacitor C1 (electrode connected to the cathode of the diode D1) is connected to a terminal T7, and this terminal T7 is supplied to the output amplifiers AP1 and AP2 as a drive power supply voltage. The upper side of the capacitor C1 is connected to the ground through external voltage dividing resistors R5 and R6. The midpoint of the voltage dividing resistors R5 and R6 is connected to a terminal T8 via an external resistor R7 and a capacitor C2. The terminal T8 is connected to the negative input terminal of the comparator CP4. The resistor R7 and the capacitor C2 constitute a high-pass filter, which removes the high frequency component of the drive power supply voltage output. Further, the midpoint of the voltage dividing resistors R5 and R6 is connected to the terminal T9, and this terminal T9 is connected to the negative input terminal of the comparator CP3. Therefore, a voltage obtained by dividing the drive power supply voltage by the voltage dividing resistors R5 and R6 becomes a feedback signal (feedback signal) to be compared with the drive power supply control signal so that the voltage of the feedback signal matches the voltage of the drive power supply control signal. The drive power supply voltage is controlled.

このようにして、駆動電源制御信号によって、駆動電源電圧を任意に制御することが可能になる。これによって、端子T1,T3からの出力である、駆動信号ROUT,FOUTの振幅が制御される。なお、後述するように、駆動電源制御信号は、電源電圧VCCとして本ドライバーに外部から供給される。   In this way, the drive power supply voltage can be arbitrarily controlled by the drive power supply control signal. As a result, the amplitudes of the drive signals ROUT and FOUT, which are outputs from the terminals T1 and T3, are controlled. As will be described later, the drive power control signal is supplied to the driver from the outside as the power supply voltage VCC.

図4には、駆動信号ROUT,FOUTの状態が示してある。駆動電源電圧出力を下げることによって、ROUT,FOUTの振幅が小さくなる。これによって、圧電素子PZの動きが制御され、圧電ポンプのダイヤフラムの振幅が制御されてポンプの吐出量を制御することができる。   FIG. 4 shows the states of the drive signals ROUT and FOUT. By reducing the drive power supply voltage output, the amplitudes of ROUT and FOUT are reduced. Thereby, the movement of the piezoelectric element PZ is controlled, and the amplitude of the diaphragm of the piezoelectric pump is controlled, so that the discharge amount of the pump can be controlled.

「出力アンプAPの構成」
図5、図6には、出力アンプAPの構成例が示されている。ICOMからは定電流が供給され、これがnチャネルトランジスタQ11のドレインおよびゲートに供給される。トランジスタQ11のソースはグランド(PGND)に接続されている。トランジスタQ11のゲートには、ソースがグランド(PGND)に接続されたnチャネルトランジスタQ12,Q13,Q14のゲートが共通接続されている。従って、トランジスタQ11に対し、トランジスタQ12,Q13,Q14がカレントミラーを構成し、これらトランジスタQ11〜Q14に同一の定電流が流れる。
"Configuration of output amplifier AP"
5 and 6 show configuration examples of the output amplifier AP. A constant current is supplied from ICOM, which is supplied to the drain and gate of n-channel transistor Q11. The source of the transistor Q11 is connected to the ground (PGND). The gates of the transistors Q11 are commonly connected to the gates of n-channel transistors Q12, Q13, Q14 whose sources are connected to the ground (PGND). Therefore, the transistors Q12, Q13, and Q14 form a current mirror with respect to the transistor Q11, and the same constant current flows through these transistors Q11 to Q14.

トランジスタQ12のドレインには、pチャネルトランジスタQ15のドレインが接続されており、このトランジスタQ15のソースは駆動電源VSに接続されている。トランジスタQ15はドレイン・ゲートが短絡されており、このゲートには、ソースがVSに接続されたpチャネルトランジスタQ16,Q17のゲートが接続されている。従って、これらトランジスタQ16,Q17にも、トランジスタQ11に流れるのと同じ定電流が流れる。   The drain of the transistor Q12 is connected to the drain of the p-channel transistor Q15, and the source of the transistor Q15 is connected to the drive power supply VS. The drain and gate of the transistor Q15 are short-circuited, and the gates of p-channel transistors Q16 and Q17 whose sources are connected to VS are connected to this gate. Therefore, the same constant current flows through these transistors Q16 and Q17 as those flowing through the transistor Q11.

トランジスタQ13のドレインは、2つのドレイン・ゲート間が短絡されたpチャネルトランジスタQ18,Q19を介し、駆動電源VSに接続されており、トランジスタQ13とトランジスタQ18のドレインがpチャネルトランジスタQ20のゲートに接続されている。また、トランジスタQ17のドレインは、2つのドレイン・ゲート間が短絡されたnチャネルトランジスタQ21,Q22を介し、外部のグランドに接続されている端子RFに接続されている。トランジスタQ17とトランジスタQ21の接続点は、nチャネルトランジスタQ23のゲートに接続されている。   The drain of the transistor Q13 is connected to the drive power supply VS via the p-channel transistors Q18 and Q19 whose two drains and gates are short-circuited, and the drains of the transistors Q13 and Q18 are connected to the gate of the p-channel transistor Q20. Has been. The drain of the transistor Q17 is connected to a terminal RF connected to an external ground via n-channel transistors Q21 and Q22 in which the two drains and gates are short-circuited. A connection point between the transistors Q17 and Q21 is connected to the gate of the n-channel transistor Q23.

そして、トランジスタQ20のソースと、トランジスタQ23のドレインは、トランジスタQ16のドレインに共通接続されるとともに、pチャネルトランジスタQ24のゲートに接続されている。また、トランジスタQ20のドレインと、トランジスタQ23のソースは、トランジスタQ14のドレインに共通接続されるとともに、nチャネルトランジスタQ25のゲートに接続されている。また、トランジスタQ20のドレイン、トランジスタQ23のソース、トランジスタQ14のドレイン、nチャネルトランジスタQ25のゲートには、ICTLF端からドライブ電流Idrが供給される。すなわち、このICTLF端がコンパレータCP1(またはコンパレータCP2)の出力に接続されている。   The source of the transistor Q20 and the drain of the transistor Q23 are connected in common to the drain of the transistor Q16 and to the gate of the p-channel transistor Q24. Further, the drain of the transistor Q20 and the source of the transistor Q23 are connected in common to the drain of the transistor Q14 and to the gate of the n-channel transistor Q25. The drive current Idr is supplied from the ICTLF terminal to the drain of the transistor Q20, the source of the transistor Q23, the drain of the transistor Q14, and the gate of the n-channel transistor Q25. That is, the ICTLF terminal is connected to the output of the comparator CP1 (or the comparator CP2).

また、トランジスタQ24のソースは駆動電源VSに接続され、ドレインはトランジスタQ25のドレインに接続されるとともに出力端子OUT(T1またはT3)に接続されており、トランジスタQ25のソースは端子RFに接続されている。   The source of the transistor Q24 is connected to the drive power supply VS, the drain is connected to the drain of the transistor Q25 and the output terminal OUT (T1 or T3), and the source of the transistor Q25 is connected to the terminal RF. Yes.

このような回路において、トランジスタQ20とトランジスタQ23には、トランジスタQ16に流れる定電流を分割した電流が流れる。また、トランジスタQ19,Q18には、トランジスタQ13に流れる定電流が流れ、トランジスタQ21,Q22には、トランジスタQ17に流れる電流が流れる。従って、通常は、トランジスタQ20,Q23に流れる電流は等しい。   In such a circuit, a current obtained by dividing the constant current flowing through the transistor Q16 flows through the transistor Q20 and the transistor Q23. In addition, a constant current flowing through the transistor Q13 flows through the transistors Q19 and Q18, and a current flowing through the transistor Q17 flows through the transistors Q21 and Q22. Therefore, normally, the currents flowing through the transistors Q20 and Q23 are equal.

ドライブ電流IdrがトランジスタQ25のゲートに向けて流れる電流Idr+であるとこれによって、図5に示すように、トランジスタQ25がオンし、出力端OUTから電流を引き抜く方向の電流が流れ、出力端OUTはLレベル側に動く。このとき、トランジスタQ20およびトランジスタQ23に流れる電流の和はトランジスタQ14に流れる定電流に等しいため、トランジスタQ24はオフしている。   When the drive current Idr is a current Idr + flowing toward the gate of the transistor Q25, as shown in FIG. 5, the transistor Q25 is turned on, a current flows in a direction of drawing a current from the output terminal OUT, and the output terminal OUT Move to the L level. At this time, since the sum of the currents flowing through the transistors Q20 and Q23 is equal to the constant current flowing through the transistor Q14, the transistor Q24 is off.

一方、ドライブ電流IdrがトランジスタQ25のゲートから引き抜く方向に流れる電流Idr−であると、これによって、図6に示すように、トランジスタQ23のドレイン電流が大きくなり、トランジスタQ24がオンし、出力端OUTから電流を吐き出す方向の電流が流れ、出力端OUTはHレベル側に動く。   On the other hand, if the drive current Idr is the current Idr− that flows in the direction of pulling out from the gate of the transistor Q25, the drain current of the transistor Q23 increases as shown in FIG. 6, the transistor Q24 is turned on, and the output terminal OUT Current flows in the direction of discharging current, and the output terminal OUT moves to the H level side.

このようにして、ICTLFに流れる電流に応じて、出力トランジスタQ24,Q25が制御されて、出力端OUTからの出力が制御される。この出力アンプAPは、駆動電源VSからの電力によって出力を得る高耐圧出力部として機能する。従って、図3における出力アンプAP1,AP2として、図5,6に示されるアンプをそれぞれ用意し、コンパレータCP1,CP2の出力をそれぞれのアンプのICTLFに入力することによって、出力端OUTにおいて、駆動信号ROUT,FOUTをそれぞれ得ることができる。   In this way, the output transistors Q24 and Q25 are controlled according to the current flowing through the ICTLF, and the output from the output terminal OUT is controlled. The output amplifier AP functions as a high withstand voltage output unit that obtains an output by power from the drive power supply VS. Therefore, the amplifiers shown in FIGS. 5 and 6 are prepared as the output amplifiers AP1 and AP2 in FIG. 3, and the outputs of the comparators CP1 and CP2 are input to the ICTLF of the respective amplifiers. ROUT and FOUT can be obtained respectively.

なお、信号系の電源電圧は、例えば、5V程度であり、駆動電源VSは例えば200V程度である。   The power supply voltage of the signal system is, for example, about 5V, and the drive power supply VS is, for example, about 200V.

「VCC連動DACの構成」
従来の装置において、ファン駆動制御用にファンの駆動を制御する制御電源電圧である電源電圧VCCを出力できる回路がすでに用意されている場合がある。この場合には、この電源電圧VCCに応じて、圧電素子PZを制御する信号を発生することが好適である。
“Configuration of VCC-linked DAC”
In a conventional apparatus, there is a case in which a circuit that can output a power supply voltage VCC that is a control power supply voltage for controlling fan driving is already prepared for fan drive control. In this case, it is preferable to generate a signal for controlling the piezoelectric element PZ in accordance with the power supply voltage VCC.

図7には、このような場合に好適な構成が示されている。外部から入力されてくる電圧がポンプの駆動要求に従って適宜変更される電源VCCが入力される端子T11は、抵抗R11,R12の直列接続からなる分圧抵抗を介しグランドに接続されている。分圧抵抗R11とR12の中点は、出力が負入力端に短絡されたバッファアンプBF11の正入力端に入力され、この出力がD/Aコンバータ30の電源VDACとなっている。   FIG. 7 shows a configuration suitable for such a case. A terminal T11 to which a power supply VCC whose voltage inputted from the outside is appropriately changed according to the drive request of the pump is connected to the ground via a voltage dividing resistor composed of resistors R11 and R12 connected in series. The middle point of the voltage dividing resistors R11 and R12 is input to the positive input terminal of the buffer amplifier BF11 whose output is short-circuited to the negative input terminal, and this output is the power supply VDAC of the D / A converter 30.

なお、この例では、リファレンスV1が正入力端に入力され、負入力端に分圧抵抗R11とR12の中点が接続されるとともに、分圧抵抗R11とR12の中点がダイオードD11を介し出力に接続されるコンパレータCP11と、リファレンスV2が正入力端に入力され、負入力端に分圧抵抗R11とR12の中点が接続されるとともに、出力がダイオードD12を介し分圧抵抗R11とR12の中点に接続されるコンパレータCP12と、が設けられている。ダイオードD11は、分圧抵抗R11とR12の中点からコンパレータCP11の出力に向けて流れる電流のみを流し、ダイオードD12は、コンパレータCP11の出力から分圧抵抗R11とR12の中点に向けて流れる電流のみを流す。従って、分圧抵抗R11とR12の中点電圧は、リファレンス電圧V1,V2でクリップされることになる。従って、電源VDACは、電源電圧VCCの変化に伴い、図8に示すように変化することになる。すなわち、電源VDACは、電源電圧VCCが0〜V2(R11+R12)/R12の間はV2、V2(R11+R12)/R12〜V1(R11+R12)/R12の間はV2→V1に直線的に変化し、V1(R11+R12)/R12以上ではV1に固定される。   In this example, the reference V1 is input to the positive input terminal, the middle point of the voltage dividing resistors R11 and R12 is connected to the negative input terminal, and the middle point of the voltage dividing resistors R11 and R12 is output via the diode D11. And the reference V2 is input to the positive input terminal, the midpoint of the voltage dividing resistors R11 and R12 is connected to the negative input terminal, and the output of the voltage dividing resistors R11 and R12 is connected via the diode D12. And a comparator CP12 connected to the midpoint. The diode D11 passes only the current flowing from the middle point of the voltage dividing resistors R11 and R12 toward the output of the comparator CP11, and the diode D12 flows from the output of the comparator CP11 toward the middle point of the voltage dividing resistors R11 and R12. Only shed. Therefore, the midpoint voltage of the voltage dividing resistors R11 and R12 is clipped by the reference voltages V1 and V2. Therefore, the power supply VDAC changes as shown in FIG. 8 as the power supply voltage VCC changes. That is, the power supply VDAC linearly changes from V2 to V1 when the power supply voltage VCC is 0 to V2 (R11 + R12) / R12, and between V2 (R11 + R12) / R12 to V1 (R11 + R12) / R12, V1 At (R11 + R12) / R12 or higher, it is fixed at V1.

図9には、D/Aコンバータ30の構成が示されている。電源VDACとグランドの間には、入力デジタル信号のビット数に応じた抵抗が直列接続されている。そして、各抵抗間の接続点には2つのスイッチがそれぞれ対応して設けられており、一方側のR側スイッチ群SWrの抵抗側でない端部が共通接続してR側信号の出力、他側のF側スイッチ群SWfの抵抗側でない端部が共通接続してF側信号の出力になっている。   FIG. 9 shows the configuration of the D / A converter 30. A resistor corresponding to the number of bits of the input digital signal is connected in series between the power supply VDAC and the ground. Two switches are provided corresponding to the connection points between the resistors, and the ends of the R-side switch group SWr on one side that are not on the resistance side are commonly connected to output the R-side signal and the other side. The ends of the F-side switch group SWf that are not on the resistance side are commonly connected to output an F-side signal.

また、R側、F側スイッチ群を制御するためにカウンタ回路32が設けられている。このカウンタ32は、所定のクロックをアップカウント、ダウンカウントを繰り返す。例えば、512段階のカウント値を0→511→0→511というように順次繰り返し出力する。そして、これらカウンタの出力がR側スイッチ群SWrとF側スイッチ群SWfとで、ちょうど反対の出力が出るように対応付けられている。すなわち、カウンタ32の出力が0のときにR側スイッチ群SWrの出力が0であれば、F側スイッチ群SWfの出力が511となるように設定されている。   A counter circuit 32 is provided to control the R side and F side switch groups. The counter 32 repeats up-counting and down-counting a predetermined clock. For example, the 512-stage count value is repeatedly output in order of 0 → 511 → 0 → 511. The outputs of these counters are associated with each other so that the R-side switch group SWr and the F-side switch group SWf have the opposite outputs. That is, the output of the F-side switch group SWf is set to 511 if the output of the R-side switch group SWr is 0 when the output of the counter 32 is 0.

従って、R側信号、F側信号が図示のように、1クロックに対し順次変化する相補的なサインカーブになる。そして、電源VDACが変化することで、R側信号、F側信号の振幅が連動して変化する。従って、電源VCCに応じて振幅が変化するR側信号、F側信号がD/Aコンバータ30の出力に得られる。また、D/Aコンバータ30の最大出力が駆動電源制御信号として出力される。   Accordingly, the R side signal and the F side signal become complementary sine curves that sequentially change with respect to one clock, as shown in the figure. As the power supply VDAC changes, the amplitudes of the R side signal and the F side signal change in conjunction with each other. Therefore, an R-side signal and an F-side signal whose amplitude changes according to the power supply VCC are obtained at the output of the D / A converter 30. Further, the maximum output of the D / A converter 30 is output as a drive power supply control signal.

このような図9の出力信号が図3のバッファアンプBF1,BF2、コンパレータCP3に入力される。そして、分圧抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6の比を適切に設定することで、入力されてくるVCCに応じて、圧電ポンプの吐出量を目標値に制御することが可能になる。   9 is input to the buffer amplifiers BF1 and BF2 and the comparator CP3 in FIG. Then, by appropriately setting the ratio of the voltage dividing resistors R1, R2, R3, R4, R5, and R6, the discharge amount of the piezoelectric pump can be controlled to the target value according to the input VCC. Become.

なお、図9では、D/Aコンバータ30からR側信号、F側信号をそのまま出力することにした。しかし、R側信号、F側信号は上下対称である。従って、半分(180度分)の出力のみをD/Aコンバータ30から出力し、他の半分については、出力を反転することもできる。これによって、D/Aコンバータ30における抵抗列を半分の規模にすることが可能になる。   In FIG. 9, the R-side signal and the F-side signal are output from the D / A converter 30 as they are. However, the R side signal and the F side signal are vertically symmetrical. Accordingly, only half (180 degrees) of output can be output from the D / A converter 30, and the output of the other half can be inverted. As a result, the resistor string in the D / A converter 30 can be halved.

「立ち上がり時の処理」
図10には、電源立ち上がり時の駆動電源電圧および駆動信号ROUT,FOUTの波形を示してある。
"Processing at startup"
FIG. 10 shows the waveforms of the drive power supply voltage and the drive signals ROUT and FOUT when the power supply rises.

このように、駆動電源が立ち上がった後、ROUTと、FOUTとは、所定期間だけ同一の位相で変化する。この例においては、電圧0から最初に振幅の中点電圧に至るまでは、ROUT,FOUTは一緒に変化する。そして、この中点電圧に至った時点から、本来のROUT,FOUTとしての出力になる。この例では、中点電圧に至るまでFOUTの位相が反転されており、中点電圧に至ったときにそれまでと位相が反転されている。   In this way, after the drive power supply is turned on, ROUT and FOUT change with the same phase for a predetermined period. In this example, ROUT and FOUT change together from voltage 0 to the first midpoint voltage of amplitude. From the point of time when the midpoint voltage is reached, the output becomes the original ROUT and FOUT. In this example, the phase of FOUT is inverted until the midpoint voltage is reached, and when the midpoint voltage is reached, the phase is inverted.

このように、駆動開始時において、ROUT,FOUTを所定期間だけ、同一の値(電圧差が0)の状態に維持し、その後通常の駆動とすることで、急激に圧電素子に大電圧が印加されることを防止して、起動時のショックを和らげることが可能となる。   In this way, at the start of driving, ROUT and FOUT are maintained at the same value (voltage difference is 0) for a predetermined period, and then a normal voltage is applied so that a large voltage is suddenly applied to the piezoelectric element. It is possible to reduce the shock at the start-up.

また、図11には、他の例が示されている。この例では、駆動電源が立ち上がった後、ROUT,FOUTの両方を電圧0vから最大電圧まで一緒に変化させる。その後FOUTについては通常の、サイン波としての変化に移るが、ROUTについては一定値を維持する。そして、180度分の時間が経過した段階で、ROUT変化を開始する。すなわち、180度進んだ段階で、FOUTは最小電圧になっており、ROUTが最大電圧になるため、ここを待ってROUTの変化を開始する。   FIG. 11 shows another example. In this example, after the drive power supply is started, both ROUT and FOUT are changed together from the voltage 0v to the maximum voltage. Thereafter, the FOUT shifts to a normal change as a sine wave, but a constant value is maintained for ROUT. Then, when the time of 180 degrees has passed, the ROUT change is started. That is, at the stage advanced by 180 degrees, FOUT is at the minimum voltage, and ROUT is at the maximum voltage, so the change of ROUT is started after waiting here.

これによっても、ROUT,FOUTが同一の電圧から徐々に電圧差が生じ、圧電素子への急激な大電圧印加を防止することができる。   Also by this, a voltage difference is gradually generated from the same voltage in ROUT and FOUT, and sudden application of a large voltage to the piezoelectric element can be prevented.

さらに、図12には、さらに他の例が示されている。この例では、駆動電源が立ち上がった後、ROUT,FOUTの両方を電圧0vに一定期間(180度の期間)最低電圧に維持する。そして、その後FOUTを最低電圧から通常のサイン波として変化を開始させる。一方、ROUTは最低電圧を後180度の期間維持し、FOUTが最大電圧になった時点で、ROUT変化を最小電圧から開始する。すなわち、180度進んだ段階で、FOUTは最大電圧になっており、ROUTが最小電圧になるため、ここを待ってROUTの変化を開始する。   Furthermore, FIG. 12 shows still another example. In this example, after the drive power supply is turned on, both ROUT and FOUT are maintained at the voltage 0v at a minimum voltage for a certain period (a period of 180 degrees). Then, the change is started with FOUT as a normal sine wave from the lowest voltage. On the other hand, ROUT maintains the minimum voltage for a period of 180 degrees later, and when ROUT reaches the maximum voltage, the ROUT change starts from the minimum voltage. That is, at the stage advanced by 180 degrees, FOUT is at the maximum voltage, and ROUT becomes the minimum voltage, so the change of ROUT is started after waiting here.

これによっても、ROUT,FOUTが同一の電圧から徐々に電圧差が生じ、圧電素子への急激な大電圧印加を防止することができる。   Also by this, a voltage difference is gradually generated from the same voltage in ROUT and FOUT, and sudden application of a large voltage to the piezoelectric element can be prevented.

上記のような駆動信号ROUT,FOUTの生成は、図9に示したD/Aコンバータ30において発生するR側信号、F側信号を調整することにより行うことが好適である。図10〜12のような波形を出力するためには、カウンタ32からの出力により、D/Aコンバータ30におけるスイッチの切り換えを制御すればよい。例えば、図10のような波形を得るためには、当初R側信号と、F側信号を得るスイッチを同一の位置のものをオンし、中点電圧の位置から本来のスイッチングに戻せばよく、図11,図12のような波形を得る場合には、R側信号用のスイッチを180度の期間最も上または最も下のスイッチがオンするようにしておき、その後通常のスイッチングとすればよい。   The generation of the drive signals ROUT and FOUT as described above is preferably performed by adjusting the R side signal and the F side signal generated in the D / A converter 30 shown in FIG. In order to output the waveforms as shown in FIGS. 10 to 12, the switching of the switches in the D / A converter 30 may be controlled by the output from the counter 32. For example, in order to obtain a waveform as shown in FIG. 10, it is only necessary to turn on the switch for obtaining the R-side signal and the F-side signal at the same position and return to the original switching from the position of the midpoint voltage. In order to obtain waveforms as shown in FIGS. 11 and 12, the R-side signal switch may be turned on so that the uppermost or lowermost switch is turned on for a period of 180 degrees, and then normal switching is performed.

「立ち下がり時の処理」
図13は、電源立ち下がり時の駆動電源電圧および駆動信号ROUT,FOUTの波形を示す図である。異常検知の場合や、電源スイッチオフの場合などは、昇圧回路の動作を停止し、駆動電源出力がオフされるとともに、駆動信号ROUT,FOUTもその出力が停止される。
"Processing at the time of falling"
FIG. 13 is a diagram showing waveforms of the drive power supply voltage and the drive signals ROUT and FOUT when the power supply falls. When an abnormality is detected or the power switch is turned off, the operation of the booster circuit is stopped, the drive power supply output is turned off, and the drive signals ROUT and FOUT are also stopped.

ここで、この駆動信号の出力停止の際に、図13に示すように、駆動信号ROUT,FOUTが同一の中点に至ったときから、FOUTの波形をROUTと同一とする。そして、最下点に至ったときに、出力を停止する。   Here, when the output of the drive signal is stopped, as shown in FIG. 13, the waveform of FOUT is made the same as ROUT from the time when the drive signals ROUT and FOUT reach the same middle point. When the lowest point is reached, the output is stopped.

なお、このような制御は、上述と同様に図9に示したD/Aコンバータ30から出力する駆動波形をコントロールすることによって行う。図13の例では、駆動信号FOUTに対応する駆動波形を中点まで上昇した後最下点まで減少させる波形にすればよい。   Such control is performed by controlling the drive waveform output from the D / A converter 30 shown in FIG. In the example of FIG. 13, the drive waveform corresponding to the drive signal FOUT may be a waveform that rises to the middle point and then decreases to the lowest point.

これによって、圧電素子に対する印加電圧が0Vの状態で、圧電素子の両電極の電圧が一緒に下がることになり、圧電素子に対するショックが発生しない状態で駆動を停止することが可能になる。   As a result, when the applied voltage to the piezoelectric element is 0 V, the voltages of both electrodes of the piezoelectric element are lowered together, and the driving can be stopped in a state where no shock is applied to the piezoelectric element.

なお、駆動電源電圧は、昇圧の停止により、外付けコンデンサC1に充電されていた電荷が抵抗R5,R6を介し放電されることで、低下する。また、駆動信号ROUT,FOUTについても、最低電圧に至ったときに出力が停止され、その後は抵抗R1,R2,R3,R4を介する放電で電極電圧がグランドレベルまで低下する。   Note that the drive power supply voltage is decreased by stopping the boosting and discharging the charge charged in the external capacitor C1 through the resistors R5 and R6. Also, the output of the drive signals ROUT and FOUT is stopped when the minimum voltage is reached, and thereafter the electrode voltage is lowered to the ground level by the discharge through the resistors R1, R2, R3, and R4.

「駆動電源電圧の制御」
上述のように、本実施形態では、電源電圧VCCに応じて駆動電源制御信号を発生し、昇圧を制御している。ここで、駆動電源電圧は、駆動信号ROUT,FOUTより大きい必要があるが、一定である必要はない。そこで、図14に示すように駆動電源制御信号を駆動信号の波形に合わせて変更することが好適である。すなわち、図14に示すようにスイッチ34を設け、R側信号およびF側信号の大きい方をとった信号(山側のみが続く信号)を作成し、これを駆動電源制御信号とする。この駆動制御信号が、図3における昇圧回路に供給される。このため、図15に示すように、駆動電源電圧が駆動信号ROUT,FOUTの両者の包絡線より少し高い山のみが続く波形となる。これによって、圧電素子駆動における出力トランジスタにおける損失を少なくして、効率的な圧電素子駆動を図ることができる。
"Control of drive power supply voltage"
As described above, in this embodiment, the drive power supply control signal is generated according to the power supply voltage VCC to control the boosting. Here, the drive power supply voltage needs to be larger than the drive signals ROUT and FOUT, but need not be constant. Therefore, it is preferable to change the drive power control signal in accordance with the waveform of the drive signal as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 14, a switch 34 is provided to generate a signal that takes the larger of the R-side signal and the F-side signal (a signal that only the peak side continues), and this is used as a drive power control signal. This drive control signal is supplied to the booster circuit in FIG. For this reason, as shown in FIG. 15, only the peaks where the drive power supply voltage is slightly higher than the envelopes of the drive signals ROUT and FOUT are obtained. As a result, loss in the output transistor in driving the piezoelectric element can be reduced, and efficient piezoelectric element driving can be achieved.

図16には、図14の出力である、R側信号、F側信号を示している。このように、D/Aコンバータ30の出力として、相補的なR側信号、F側信号が得られ、電源の立ち下げ時には、R側信号、F側信号が一致して低下する。さらに、この例では、駆動電源制御信号について、R側信号、F側信号に対し、所定値だけ高くオフセットさせた信号としている。このオフセットは、所定のオフセット用の電源でオフセットしてもよいが、D/Aコンバータ30の出力自体をオフセットさせることも好適である。すなわち、D/Aコンバータ30についてR側信号、F側信号の作成に対し、余裕を持たせておき、R側信号、F側信号はD/Aコンバータ30の出力最大値に対し所定値以上低い値とし、駆動電源制御信号をR側信号、F側信号の高い方より所定値だけ高い値として出力すればよい。これによって、図16のような駆動電源制御信号を得ることができる。そして、R側信号、F側信号が同一値になったところで、駆動電源制御信号を0Vとし、その後R側信号、F側信号を0Vへ移動させる。このようにして、図16のような出力を利用することで、駆動信号および駆動電源電圧として、図15に示したような波形が得られる。   FIG. 16 shows the R-side signal and the F-side signal, which are the outputs of FIG. In this way, complementary R-side signals and F-side signals are obtained as outputs of the D / A converter 30, and when the power supply is turned off, the R-side signals and the F-side signals are reduced. Further, in this example, the drive power control signal is a signal that is offset by a predetermined value higher than the R side signal and the F side signal. This offset may be offset by a predetermined offset power source, but it is also preferable to offset the output of the D / A converter 30 itself. That is, the D / A converter 30 has a margin for the creation of the R side signal and the F side signal, and the R side signal and the F side signal are lower than the maximum output value of the D / A converter 30 by a predetermined value or more. The drive power control signal may be output as a value higher by a predetermined value than the higher of the R side signal and the F side signal. As a result, a drive power control signal as shown in FIG. 16 can be obtained. When the R side signal and the F side signal have the same value, the drive power control signal is set to 0V, and then the R side signal and the F side signal are moved to 0V. In this way, by using the output as shown in FIG. 16, the waveform as shown in FIG. 15 is obtained as the drive signal and the drive power supply voltage.

なお、立ち上がり時においても、D/Aコンバータ30の出力に立ち上がり時のR側信号、F側信号を得ることが好適であるが、駆動電源制御信号についても同様に、R側信号、F側信号の包絡線より所定値高い信号とすることが好適である。   It is preferable to obtain the R-side signal and the F-side signal at the time of rising at the output of the D / A converter 30 even at the time of rising, but the R-side signal and the F-side signal are similarly applied to the drive power control signal. It is preferable to set a signal higher than the envelope by a predetermined value.

圧電ポンプの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a piezoelectric pump. 圧電ポンプのダイヤフラムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the diaphragm of a piezoelectric pump. 高電圧出力ドライバーの出力部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the output part of a high voltage output driver. 駆動信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of a drive signal. 出力アンプの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an output amplifier. 出力アンプの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an output amplifier. 電源VDACの出力のための構成を示す図である。It is a figure which shows the structure for the output of power supply VDAC. 電源VDACの電源VCCに対する特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic with respect to the power supply VCC of power supply VDAC. 電源VDACに応じた出力振幅の出力を得るD/Aコンバータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the D / A converter which obtains the output of the output amplitude according to power supply VDAC. 電源立ち上がり時のROUT,FOUTの波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of ROUT and FOUT at the time of power-on. 電源立ち上がり時のROUT,FOUTの波形の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the waveform of ROUT and FOUT at the time of power-on. 電源立ち上がり時のROUT,FOUTの波形のさらに他の例を示す図である。It is a figure which shows the further another example of the waveform of ROUT and FOUT at the time of power-on. 立ち下がり時の駆動信号の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the drive signal at the time of a fall. R側信号、F側信号、駆動電源制御信号を出力するD/Aコンバータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the D / A converter which outputs a R side signal, a F side signal, and a drive power supply control signal. 立ち下がり時の駆動信号の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the drive signal at the time of a fall. 立ち下がり時のR側信号、F側信号、駆動電源制御信号の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the R side signal at the time of falling, an F side signal, and a drive power supply control signal.

符号の説明Explanation of symbols

10 ポンプケーシング、12 ダイヤフラム、14 ポンプ室、16 流入部、18 流入口、20 流出部、22 流出口、24,26 逆止弁、30 コンバータ、32 カウンタ回路、AP1,AP2 出力アンプ、BF1,BF2,BF11 バッファアンプ、C1,C2 コンデンサ、CP1,CP2,CP3,CP4,CP11,CP12 コンパレータ、D1,D11,D12 ダイオード、Q1〜Q3,Q11〜Q25 トランジスタ、R1〜R7,R11,R12 抵抗。   10 pump casing, 12 diaphragm, 14 pump chamber, 16 inlet, 18 inlet, 20 outlet, 22 outlet, 24, 26 check valve, 30 converter, 32 counter circuit, AP1, AP2 output amplifier, BF1, BF2 , BF11 buffer amplifier, C1, C2 capacitors, CP1, CP2, CP3, CP4, CP11, CP12 comparators, D1, D11, D12 diodes, Q1-Q3, Q11-Q25 transistors, R1-R7, R11, R12 resistors.

Claims (5)

負荷を駆動する高電圧出力ドライバーであって、
低電圧電源の出力を昇圧して高電圧の駆動電源を発生する昇圧回路と、
前記昇圧回路からの駆動電源を電源として、前記負荷を駆動する一対の相補的な駆動信号を出力する出力回路と、
を有し、
前記駆動電源の立ち上がり時において、一対の駆動信号を所定期間だけ実質的に同一の値としておき、その後互いに逆相で変化させることを特徴とする高電圧出力ドライバー。
A high voltage output driver for driving a load,
A booster circuit that boosts the output of the low-voltage power supply to generate a high-voltage drive power supply;
An output circuit that outputs a pair of complementary drive signals for driving the load, using the drive power supply from the booster circuit as a power supply;
Have
A high-voltage output driver characterized in that a pair of drive signals are set to substantially the same value for a predetermined period at the time of startup of the drive power supply, and thereafter are changed in opposite phases.
請求項1に記載の高電圧出力ドライバーにおいて、
前記駆動電源の立ち上がり時において、一対の駆動信号を所定期間同相で変化させ、その後互いに逆相で変化させることを特徴とする高電圧出力ドライバー。
The high voltage output driver according to claim 1,
A high-voltage output driver, wherein a pair of drive signals are changed in phase for a predetermined period and then changed in opposite phases when the drive power supply rises.
請求項1に記載の高電圧出力ドライバーにおいて、
前記駆動電源の立ち上がり時において、一対の駆動信号を所定期間一定値としておき、その後その一定値に合致する一方の駆動信号について変化を開始し、他方については180度位相が進んで、一定に合致したときから変化を開始することを特徴とする高電圧出力ドライバー。
The high voltage output driver according to claim 1,
When the drive power supply rises, a pair of drive signals are set to a constant value for a predetermined period, and then change is started for one drive signal that matches the fixed value, and the other phase is advanced by 180 degrees to match the constant. A high-voltage output driver characterized by starting to change when
請求項1〜3のいずれか1つに記載の高電圧出力ドライバーにおいて、
前記出力回路は、
前記低電圧電源を電源として圧電素子の駆動波形を発生する駆動波形発生手段と、
前記駆動電源を電源として、前記駆動波形を増幅する増幅回路と、
を有し、
前記駆動波形発生手段において、一対の駆動信号に対応する一対の駆動波形を発生することを特徴とする高電圧出力ドライバー。
In the high voltage output driver according to any one of claims 1 to 3,
The output circuit is
Drive waveform generating means for generating a drive waveform of the piezoelectric element using the low voltage power supply as a power supply;
An amplification circuit that amplifies the drive waveform using the drive power supply as a power supply;
Have
A high voltage output driver characterized in that the drive waveform generating means generates a pair of drive waveforms corresponding to a pair of drive signals.
請求項1〜4のいずれか1つに記載の高電圧出力ドライバーとこの高電圧出力ドライバーの出力である駆動信号より駆動される負荷を含み、
前記負荷は圧電素子であって、前記圧電素子を用いたダイヤフラムを往復動させて駆動されることを特徴とする圧電ポンプ。
A load driven by a high-voltage output driver according to any one of claims 1 to 4 and a drive signal that is an output of the high-voltage output driver,
The piezoelectric pump, wherein the load is a piezoelectric element, and is driven by reciprocating a diaphragm using the piezoelectric element.
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