JP2810912B2 - 容量性負荷の駆動回路 - Google Patents

容量性負荷の駆動回路

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JP2810912B2 JP6157347A JP15734794A JP2810912B2 JP 2810912 B2 JP2810912 B2 JP 2810912B2 JP 6157347 A JP6157347 A JP 6157347A JP 15734794 A JP15734794 A JP 15734794A JP 2810912 B2 JP2810912 B2 JP 2810912B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧電ブザー、EL素子等
の容量性負荷の駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、圧電ブザー、EL素子等の容
量性負荷の駆動には100v程度の振動性の駆動電圧を
要し、このような駆動電圧はトランスを用いた昇圧回路
により発生する交流電圧を用いるのが一般的であるが、
このようなトランス方式は装置規模が大きく、時計等の
小型の装置の圧電ブザー、EL素子等の容量性負荷の駆
動回路としては不向きである。このため、これに代わる
この種の駆動回路として、図4に示すような駆動回路が
あった。これは一端を電源端子に接続したコイルL4
と、コイルL4と接地間に直列にトランジスタtr4を
接続し、さらにコイルL4に並列に容量性負荷e4を接
続したものであり、図5Aに示すパルス信号をトランジ
スタのtr4のベースに供給することにより、そのパル
スの立下がりにコイルL4に生じる逆誘起電圧により容
量性負荷e4を駆動するものであり、その際、駆動電圧
は図5Bに示すようにバースト波形となる。
【0003】また、実開昭53−162675号には図
6に示すような駆動回路が開示されている。図6の駆動
回路において、図4に示した番号と同じ番号は同じ構成
を示してあり、ここでは電源端子とコイルL4の間にダ
イオードd6を設けてある。この駆動回路でも、図7A
に示すパルス信号をトランジスタのtr4のベースに供
給することにより、そのパルスの立下がりにコイルL4
に生じる逆誘起電圧により容量性負荷e4を駆動するも
のであり、その際、駆動電圧はダイオードd6により整
流されるため、図7Bに示すように駆動電圧は矩形波に
近いものとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図4、図6に示すよう
な駆動回路ではともに駆動電圧としてコイルL4に発生
する逆誘起電圧による単極性の電圧を用いていており、
トランスを用いた昇圧回路を用いるもののように高電圧
を得るためには、コイルに供給する電流値を大きくしな
ければならない。しかしながら、上記のような駆動回路
が主に使用される時計等の小型の装置では、電池の寿命
が短くなるため、それは難しい。このため、容量性負荷
として圧電ブザーを用いた場合には高い音量を得られ
ず、また、EL素子を用いた場合では高い輝度を得られ
ない。
【0005】そこで、本発明の目的は、トランスを用い
ることなく低消費電力にて高電圧の駆動電圧を得る容量
性負荷の駆動回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】一端を第1の電源端子に
接続した第1のコイルと、第1のコイルと第2の電源端
子との間に直列に接続した第1のスイッチング素子と、
一端を第2の電源に接続した第2のコイルと、第2のコ
イルと第1の電源端子との間に直列に接続した第2のス
イッチング素子と、第1のコイルと第1のスイッチング
素子との間の接続点と、第2のスイッチング素子と第2
のコイルとの間の接続点との間に直列に接続された第
3、第4のスイッチング素子と、第3のスイッチング素
子と第4のスイッチング素子との間の接続点と、第2の
電源端子との間に直列に接続された容量性負荷と、第
1、第4のスイッチング素子と第2、第3のスイッチン
グ素子とを特定期間毎に交互にオン、オフする制御回路
とにより容量性負荷の駆動回路を構成することにより、
上記目的を達成する。
【0007】
【実施例】次に本発明の一実施例の容量性負荷の駆動回
路について説明する。
【0008】図1は本例の構成を示す電気回路図であ
り、同図において、L1は第1のコイルであり、一端を
第1の電源端子VCCに接続してある。
【0009】T1は第1のスイッチング素子としてのn
pn型のトランジスタであり、第1のコイルL1と第2
の電源端子GNDとの間に直列に接続されている。な
お、ここで第1の電源端子VCCは1.5vであり、第2
の電源端子GNDは接地してあり、0vであることとす
る。
【0010】D1は第1のダイオードであり、第1のコ
イルL1とトランジスタT1との間にこの方向を順方向
にして接続されている。
【0011】L2は第2のコイルであり、一端を第2の
電源端子GNDに接続してある。
【0012】T2は第2のスイッチング素子としてのp
np型のトランジスタであり、第2のコイルL2と第1
の電源端子VCCとの間に直列に接続されている。
【0013】D2は第2のダイオードであり、トランジ
スタT2と第2のコイルL2との間にこの方向を順方向
にして接続されている。
【0014】なお、第1のダイオードD1、第2のダイ
オードD2はそれぞれ、第1のコイルL1、第2のコイ
ルL2に発生する逆誘起電流がトランジスタT1、T2
に流れるのを防ぐものである。
【0015】T3、T4はそれぞれ第3のスイッチング
素子、第4のスイッチング素子としてのpnp型のトラ
ンジスタ、npn型のトランジスタである。これら、ト
ランジスタT3、T4は、第1のコイルL1と第1のダ
イオードD1との間の接続点と第2のダイオードD2と
第2のコイルL2との間の接続点との間に順次直列に接
続されている。
【0016】D3、D4はそれぞれ第3のダイオード、
第4のダイオードである。これら、第3、第4のダイオ
ードは、トランジスタT3、T4の間にこの方向を順方
向として順次直列に接続されている。
【0017】なお、第3のダイオードD3、第4のダイ
オードD4はそれぞれ、第1のコイルL1、第2のコイ
ルL2に発生する逆誘起電流がトランジスタT3、T4
に流れるのを防ぐものである。
【0018】Eは容量性負荷としてのEL素子であり、
第3のダイオードD3と第4のダイオードD4との接続
点と第2の電源端子GNDとの間に直列に接続されてい
る。Pはパルス発生回路であり、無安定マルチバイブレ
ータ等よりなり、端子Aに図2Aに示すようなパルスを
発生する。パルス発生回路P、コンデンサC1〜C3、
抵抗R1、R2により制御回路が構成されている。
【0019】次に以上のように構成される本例の容量性
負荷の駆動回路の動作について説明する。
【0020】まず、図1を参照しながら、各トランジス
タのスイッチング動作について述べる。パルス発生回路
Pからは、図2Aに示すようなパルスが出力される。こ
れは、周期2T、デューティ1/2のパルスである。パ
ルスが“H”となっているタイミングt0〜t1の間で
は、これを受けたトランジスタT1、T4がオンとな
り、トランジスタT2、T3がオフとなっており、この
ときの本例の等価回路を示すと図3aのようになる。ま
た、パルスが“L”となっているタイミングt1〜t2
の間では、これを受けたトランジスタT2、T3がオ
ン、トランジスタT1、T4がオフとなっており、この
ときの等価回路を示すと図3bのようになる。
【0021】また、これらの等価回路を参照すれば、パ
ルスが“H”となっている間は、図3aに示されるよう
に第1のコイルL1は電源端子VCCと電源端子GNDと
の間に接続されて電流が流れ、また、パルスが“L”の
間、図3bに示されるように第2のコイルL2は電源端
子VCCと電源端子GNDとの間に接続されて電流が流れ
ることがわかる。
【0022】次に、以上のことを留意し、図2、3を参
照しながら一連の動作について述べる。タイミングt0
において、パルスが“H”に立ち上がると、トランジス
タT2のオフにより、第2のコイルL2には図3aの矢
印c1に示す向きに逆誘起電圧が生じ、この逆誘起電圧
は第4のダイオード、トランジスタT4を介して端子C
−B間に印加される。これにより、タイミングt0〜t
1まで、EL素子Eには図3aに示すパルス電圧p1が
あらわれる。
【0023】次にタイミングt1において、パルスが立
ち下がると、トランジスタT1がオフとなることによ
り、第1のコイルL1には図3aの矢印c2に示す向き
に逆誘起電圧が生じ、この逆誘起電圧はトランジスタT
3、第3のダイオードD3を介して端子C−B間に印加
される。これにより、タイミングt1〜t2まで、EL
素子Eには図3bに示すパルス電圧p2があらわれる。
【0024】以上のタイミングt0〜t2の動作は以降
繰り返され、EL素子Eには図2C−Bに示されるよう
な双極性の交流電圧が印加され、高電圧駆動が実現でき
る。以上のように、従来の単極性の駆動電圧の倍の駆動
電圧が得られることとなり、容量性負荷として、EL素
子を用いる場合は従来のものより輝度を高め、また、圧
電ブザーを用いる場合は音量を増加させることが可能と
なる。ひいては、従来の駆動回路が特定の音量、または
輝度を得るに要していた消費電流量に比べ少ない消費電
流量にてそれを得ることができるため、消費電流量を抑
えることも可能となる。
【0025】また、本例は、トランスを用いることな
く、しかも一対の電源端子間の直流電源電圧より交流電
圧を発生できるため、小規模の回路構成にて高い駆動電
圧を発生することが可能である。このため、時計等のよ
に回路規模の制限を受け、かつ、使用される電源が実質
的に電池に限定される小型の装置においても、使用する
ことができ、圧電ブザーの音量、またはEL素子の輝度
を従来のものに比べ向上させることができる。
【0026】また、上記実施例では、容量性負荷として
のEL素子EはトランジスタT3とトランジスタT4と
の間の接続点と第2の電源端子GNDの間に接続した
が、これに限らず、トランジスタT3とトランジスタT
4との間の接続点と第1の電源端子VCCの間に接続して
も上記と同様の作用、効果を奏する。このようにした場
合、上記実施例において第1のコイルであったL1は第
2のコイルとなり、第1の電源端子であったVCCは第2
の電源端子と、第2のコイルであったL2は第1のコイ
ルと、第2の電源端子であったGNDは第1の電源端子
となる。さらに、トランジスタT1、T2はそれぞれ第
2のスイッチング素子、第1のスイッチング素子とな
り、トランジスタT3、T4はそれぞれ第4のスイッチ
ング素子、第3のスイッチング素子となる。
【0027】なお、以上のように、容量性負荷としてE
L素子、圧電ブザーを駆動する場合について述べたが、
本発明はこれらに限らず、超音波センサ等に用いられる
圧電素子等、様々な容量性負荷に用いることが可能であ
る。
【0028】
【発明の効果】本発明は、第1の電源端子と第2の電源
端子との間に接続された第1のコイル、第2のコイルに
交互に、逆誘起電圧を発生させ、これらを容量性負荷の
端子間に互いに極性の異なる駆動電圧として印加するも
のである。このため、単極性の駆動電圧を発生させる従
来のものに比べて少ない消費電流量にて高い駆動電圧が
得られる。さらに、トランス方式のものに比べて回路規
模が小さくなり、時計等の小型の装置にもスペース上の
制約を受けることなく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の容量性負荷の駆動回路を示
す電気回路図。
【図2】図1の動作説明のための波形図。
【図3】図1の動作説明のための等価回路図。
【図4】従来の容量性負荷の駆動回路を示す電気回路
図。
【図5】図4の動作説明のための波形図。
【図6】従来の容量性負荷の駆動回路を示す電気回路
図。
【図7】図6の動作説明のための波形図。
【符号の説明】
L1 第1のコイル L2 第2のコイル VCC 第1の電源端子 GND 第2の電源端子 T1〜T4 第1のトランジスタ〜第4のトランジスタ P パルス発生回路(制御回路) C1〜C3 コンデンサ(制御回路) R1、R2 抵抗(制御回路)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H03K 17/74 H03K 17/60 A

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端を第1の電源端子に接続した第1の
    コイルと、 第1のコイルと第2の電源端子との間に直列に接続した
    第1のスイッチング素子と、 一端を第2の電源に接続した第2のコイルと、 第2のコイルと第1の電源端子との間に直列に接続した
    第2のスイッチング素子と、 第1のコイルと第1のスイッチング素子との間の接続点
    と、第2のスイッチング素子と第2のコイルとの間の接
    続点との間に直列に接続された第3、第4のスイッチン
    グ素子と、 第3のスイッチング素子と第4のスイッチング素子との
    間の接続点と、第2の電源端子との間に直列に接続され
    た容量性負荷と第1、第4のスイッチング素子と、第
    2、第3のスイッチング素子とを特定期間毎に交互にオ
    ン、オフする制御回路とを具備することを特徴とする容
    量性負荷の駆動回路。
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