JP3076233B2 - Drive circuit of alarm sound device - Google Patents

Drive circuit of alarm sound device

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JP3076233B2
JP3076233B2 JP07300816A JP30081695A JP3076233B2 JP 3076233 B2 JP3076233 B2 JP 3076233B2 JP 07300816 A JP07300816 A JP 07300816A JP 30081695 A JP30081695 A JP 30081695A JP 3076233 B2 JP3076233 B2 JP 3076233B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、火災報知設備で使
用される地区音響装置等の警報音響装置の駆動回路に関
し、特に、ブザー用の圧電素子に駆動パルス電圧を供給
して鳴動させる警報音響装置の駆動回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit for an alarm sound device such as a district sound device used in a fire alarm system, and more particularly to an alarm sound for sounding by supplying a driving pulse voltage to a piezoelectric element for a buzzer. The present invention relates to a driving circuit of a device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、火災報知設備の地区音響装置とし
ては、一般的にベルが使用されているが、近年にあって
は、消費電流を大幅に低減できることから、圧電ブザー
を使用することが検討されている。図11は、従来の圧
電素子の駆動回路であり、図12(A)の入力パルス電
圧Vinを抵抗R1を介してトランジスタQのベースに印
加してオンオフする。トランジスタQのコレクタは抵抗
R2を介して電源Vccに接続され、また圧電素子を駆動
負荷として接続し、図12(B)のように、入力パルス
電圧Vinを反転した駆動パルス電圧Vo を圧電素子に供
給して鳴動させる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a bell has been generally used as an area sound device for a fire alarm system. However, in recent years, a piezoelectric buzzer has been used because current consumption can be greatly reduced. Are being considered. FIG. 11 shows a conventional driving circuit for a piezoelectric element, in which the input pulse voltage Vin shown in FIG. 12A is applied to the base of a transistor Q via a resistor R1 to turn on and off. The collector of the transistor Q is connected to the power supply Vcc via the resistor R2, and the piezoelectric element is connected as a driving load. As shown in FIG. 12B, the driving pulse voltage Vo obtained by inverting the input pulse voltage Vin is applied to the piezoelectric element. Supply and ring.

【0003】圧電素子6は、電極間に誘電体を挟み込ん
だ構造をもち、電極間に駆動電圧を印加したときの誘電
体の機械的な歪み発生の効果を利用して音を出す。圧電
素子は、一般に、スピーカに比べるとインピーダンスが
高く、このため電圧駆動型の素子である。
The piezoelectric element 6 has a structure in which a dielectric is sandwiched between electrodes, and emits sound using the effect of mechanical distortion of the dielectric when a driving voltage is applied between the electrodes. A piezoelectric element generally has a higher impedance than a speaker, and is therefore a voltage-driven element.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の圧電素子の駆動回路にあっては、図12
(B)のように、圧電素子に対し電源電圧Vccを下回る
駆動電圧までしか印加することができず、電源電圧の利
用率が低い。即ち、電圧駆動形の圧電素子にあっては、
発生する音の強さは、駆動電圧の大きさに依存してお
り、電源電圧Vccを下回った駆動電圧しか印加できない
と、その分、音量が低くなる。
However, in such a conventional piezoelectric element drive circuit, FIG.
As shown in (B), only a drive voltage lower than the power supply voltage Vcc can be applied to the piezoelectric element, and the utilization rate of the power supply voltage is low. That is, in the case of a voltage-driven piezoelectric element,
The intensity of the generated sound depends on the magnitude of the drive voltage, and if only a drive voltage lower than the power supply voltage Vcc can be applied, the volume will be reduced accordingly.

【0005】特に火災報知設備の地区音響装置にあって
は、90dB以上の音量が必要であり、しかも受信機側
から供給される電源電圧は例えば24Vと決まっている
ため、電源電圧の利用率が低いと、地区音響装置に必要
とされる音量を得ることができない問題がある。図11
の従来回路で電源電圧の利用率を高くするためには、抵
抗R2の抵抗値を圧電素子6の抵抗分rに対し十分に小
さくしなければならない。しかし、抵抗R2を小さくす
ると、トランジスタQをオンした際に流れるコレクタ電
流Icが増え、圧電素子6の特徴である低消費電流とい
う利点を生かすことができない。
[0005] In particular, in a local sound device of a fire alarm system, a sound volume of 90 dB or more is required, and the power supply voltage supplied from the receiver side is determined to be, for example, 24 V. If it is low, there is a problem that it is not possible to obtain the volume required for the district sound device. FIG.
In order to increase the utilization rate of the power supply voltage in the conventional circuit, the resistance value of the resistor R2 must be made sufficiently smaller than the resistance r of the piezoelectric element 6. However, when the resistance R2 is reduced, the collector current Ic flowing when the transistor Q is turned on increases, and the advantage of the low consumption current characteristic of the piezoelectric element 6 cannot be utilized.

【0006】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、消費電流を増加させることなく圧電
素子を電源電圧とほぼ同じ駆動パルス電圧を印加して駆
動できるようにした警報音響装置の駆動回路を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an alarm which can drive a piezoelectric element by applying a drive pulse voltage substantially equal to a power supply voltage without increasing current consumption. An object of the present invention is to provide a driving circuit of an audio device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は次のように構成する。尚、実施形態の図面中の
符号を併せて示す。まず本発明は、入力パルス信号に応
じた駆動パルス電圧を圧電素子に供給して鳴動させる警
報音響装置の駆動回路を対象とする。このような警報音
響装置の駆動回路として本発明は、入力パルス信号によ
りオン、オフされる入力トランジスタQ1と、ベースを
入力トランジスタQ1のコレクタに接続し、コレクタを
電源ラインに接続し、更にエミッタを駆動負荷となる圧
電素子6に接続し、入力トランジスタQ1のオンにより
オフし且つ入力トランジスタQ1のオフによりオンして
圧電素子6を駆動する出力トランジスタQ2と、電源ラ
インと出力トランジスタQ2のエミッタ間にダイオード
D1とコンデンサC1を直接接続した直列回路と、この
直列回路のダイオードD1とコンデンサC1の接続点と
入力トランジタQ1のコレクタ間に接続された抵抗Rと
で構成される。
In order to achieve this object, the present invention is configured as follows. Note that reference numerals in the drawings of the embodiments are also shown. First, the present invention is directed to a drive circuit of an alarm sound device that supplies a drive pulse voltage corresponding to an input pulse signal to a piezoelectric element to make a sound. According to the present invention, as a driving circuit of such an alarm sound device, an input transistor Q1 which is turned on / off by an input pulse signal, a base is connected to a collector of the input transistor Q1, a collector is connected to a power supply line, and an emitter is further connected. An output transistor Q2 connected to a piezoelectric element 6 serving as a driving load, turned off when the input transistor Q1 is turned on, and turned on when the input transistor Q1 is turned off to drive the piezoelectric element 6, and between a power supply line and the emitter of the output transistor Q2. It comprises a series circuit in which a diode D1 and a capacitor C1 are directly connected, and a resistor R connected between a connection point between the diode D1 and the capacitor C1 of the series circuit and a collector of the input transistor Q1.

【0008】この警報音響装置の駆動回路は、入力パル
ス信号により入力トランジスタQ1がオンして出力トラ
ンジスタQ2がオフした際に、ダイオードD1を介して
コンデンサC1を電源電圧Vccに充電し、入力パルス信
号により入力トランジスタQ1がオフして出力トランジ
スタQ2がオンした際に、コンデンサC1の充電電源電
圧Vccにより抵抗Rを介して出力トランジスタQ2にベ
ース電流を供給して出力トランジスタQ2のオン状態を
維持し、圧電ブサー6に第2トランジタQ2のエミッタ
より電源電圧Vccにほぼ一致する駆動電圧を供給する。
When the input transistor Q1 is turned on and the output transistor Q2 is turned off by the input pulse signal, the driving circuit of the alarm sound device charges the capacitor C1 to the power supply voltage Vcc via the diode D1, and supplies the input pulse signal. When the input transistor Q1 is turned off and the output transistor Q2 is turned on, a base current is supplied to the output transistor Q2 via the resistor R by the charging power supply voltage Vcc of the capacitor C1 to maintain the on state of the output transistor Q2. A driving voltage substantially equal to the power supply voltage Vcc is supplied to the piezoelectric buser 6 from the emitter of the second transistor Q2.

【0009】また、抵抗Rの抵抗値を、圧電素子6の抵
抗分rに出力トランジスタQ2の電流増幅率hfeを掛け
た値(r×hfe) 以下に設定することで圧電素子6へ安
定して電源電圧Vccとほぼ同じ駆動電圧を供給できると
共に、抵抗Rの抵抗値を比較的大きな値とすることがで
きるため入力トランジスタQ1オン時の消費電流を低減
することができる。
Further, by setting the resistance value of the resistor R to be equal to or smaller than the value (r × hfe) obtained by multiplying the resistance r of the piezoelectric element 6 by the current amplification factor hfe of the output transistor Q2, the piezoelectric element 6 can be stably provided. A drive voltage substantially equal to the power supply voltage Vcc can be supplied, and the resistance value of the resistor R can be made relatively large, so that current consumption when the input transistor Q1 is turned on can be reduced.

【0010】また電源ラインに、ダイオードD3を介し
て電源保持用コンデンサ2を接続し、コンデンサC1の
充電電荷の内、出力トランジスタQ2のオンの際に使用
されない余剰分を電源保持用コンデンサC2に戻し、消
費電流を節減する。また出力トランジスタQ2のベース
に、電源電圧Vccの変化に対し圧電素子6に印加する駆
動電圧を規定値Vz に抑えるツェナダイオードZD等の
定電圧素子を接続してもよい。
A power supply holding capacitor 2 is connected to the power supply line via a diode D3, and a surplus of the charge of the capacitor C1 that is not used when the output transistor Q2 is turned on is returned to the power supply holding capacitor C2. , Reduce current consumption. Further, a constant voltage element such as a Zener diode ZD for suppressing the drive voltage applied to the piezoelectric element 6 to a specified value Vz in response to a change in the power supply voltage Vcc may be connected to the base of the output transistor Q2.

【0011】更に、出力トランジスタQ2のエミッタと
入力トランジスタQ1のコレクタ間に、入力トランジス
タQ1のオンにより出力トランジスタQ2がオフする際
の駆動電圧の立下り波形歪みを抑える波形整形回路を設
けてもよい。このような本発明の警報音響装置の駆動回
路によれば、圧電素子に対し電源電圧にほぼ一致した駆
動パルス電圧を印加して鳴動させることができ、電源電
圧の利用率を略100%とし、充分な音量を消費電流を
増加させることなく、確保することができる。
Further, a waveform shaping circuit may be provided between the emitter of the output transistor Q2 and the collector of the input transistor Q1 to suppress the falling waveform distortion of the drive voltage when the output transistor Q2 is turned off when the input transistor Q1 is turned on. . According to such a drive circuit of the alarm sound device of the present invention, it is possible to apply a drive pulse voltage substantially coincident with the power supply voltage to the piezoelectric element to make the piezoelectric element ring, and to make the utilization rate of the power supply voltage approximately 100%. A sufficient volume can be ensured without increasing current consumption.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明が適用される地区
音響装置のブロック図である。地区音響装置1は、端子
3a,3bにより、受信機から引き出された制御線3に
接続されている。端子3a,3bからのラインは、電源
回路2に接続される。電源回路2としては、端子3a,
3bに対する接続極性を無極性化するためのダイオード
ブリッジと、電源保持用のコンデンサ、更には各回路部
に対する供給電圧を調整するための電圧変換回路等を含
んでいる。
FIG. 1 is a block diagram of a district sound apparatus to which the present invention is applied. The district acoustic device 1 is connected to a control line 3 drawn from a receiver by terminals 3a and 3b. Lines from the terminals 3a and 3b are connected to the power supply circuit 2. As the power supply circuit 2, terminals 3a,
It includes a diode bridge for depolarizing the connection polarity to 3b, a capacitor for holding a power supply, and a voltage conversion circuit for adjusting a supply voltage to each circuit unit.

【0013】電源回路2からの電源供給は、本発明の対
象となる圧電素子駆動回路5及び、圧電素子駆動回路5
に音響出力のためのパルス信号を供給するスイープ発振
回路4に供給される。この実施例にあっては、受信機で
火災を判断した際等に制御線3によりDC24Vが供給
され、このとき電源回路2は圧電素子駆動回路5に対し
DC24Vを電源電圧Vccとして印加する。またスイー
プ発振回路4は、例えば5V電源で動作することから、
電源回路2は24Vからツェナダイオード等を用いて5
Vに降圧した電源電圧を供給する。
The power is supplied from the power supply circuit 2 to the piezoelectric element drive circuit 5 and the piezoelectric element drive circuit 5 which are the objects of the present invention.
Is supplied to a sweep oscillation circuit 4 that supplies a pulse signal for outputting sound to the sweep oscillator 4. In this embodiment, 24 V DC is supplied by the control line 3 when a fire is judged by the receiver, and at this time, the power supply circuit 2 applies 24 V DC to the piezoelectric element drive circuit 5 as the power supply voltage Vcc. Further, since the sweep oscillation circuit 4 operates with, for example, a 5V power supply,
The power supply circuit 2 is driven from 24 V to 5
A power supply voltage reduced to V is supplied.

【0014】スイープ発振回路4は、例えば一定のスイ
ープ周期ごとに発振周波数が直線的に変化するスイープ
信号を圧電素子駆動回路5に出力する。なお、この実施
例にあってはスイープ発振回路4を例にとっているが、
一定周波数の発振パルスを出力する発振回路であっても
よい。地区音響装置1は、定常監視状態にあっては、受
信機より制御線3に対する駆動電圧DC24Vの供給が
ないことから各回路は停止状態にある。受信機から制御
線3に駆動電圧DC24Vが供給されると、これを電源
回路2で受けて圧電素子駆動回路5及びスイープ発振回
路4を動作状態とし、圧電素子駆動回路5は、スイープ
発振回路4からのパルス信号の入力を受けて圧電素子6
にパルス電圧を印加して鳴動させる。
The sweep oscillation circuit 4 outputs to the piezoelectric element drive circuit 5 a sweep signal whose oscillation frequency changes linearly at a constant sweep cycle, for example. In this embodiment, the sweep oscillation circuit 4 is used as an example.
An oscillation circuit that outputs an oscillation pulse of a constant frequency may be used. In the regional sounding apparatus 1, in the steady monitoring state, each circuit is in a stopped state because the driving voltage DC24V is not supplied from the receiver to the control line 3. When the drive voltage DC24V is supplied from the receiver to the control line 3, the drive voltage is received by the power supply circuit 2, and the piezoelectric element drive circuit 5 and the sweep oscillation circuit 4 are put into operation. Receiving a pulse signal from the piezoelectric element 6
A pulse voltage is applied to the device to make it sound.

【0015】図2は、図1の圧電素子駆動回路5の実施
形態の回路図である。まずスイープ発振回路4からの入
力パルス電圧Vinは、入力トランジスタQ1のベースに
与えられている。入力トランジスタQ1のコレクタは出
力トランジスタQ2のベースに接続され、エミッタは接
地接続されている。出力トランジスタQ2は、コレクタ
を電源回路2からの電源ラインに接続している。なお、
電源ラインにはダイオードD3と電源電圧保持用コンデ
ンサC2が設けられている。
FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the piezoelectric element drive circuit 5 of FIG. First, the input pulse voltage Vin from the sweep oscillation circuit 4 is given to the base of the input transistor Q1. The collector of the input transistor Q1 is connected to the base of the output transistor Q2, and the emitter is grounded. The output transistor Q2 has a collector connected to a power supply line from the power supply circuit 2. In addition,
The power supply line is provided with a diode D3 and a power supply voltage holding capacitor C2.

【0016】出力トランジスタQ2のエミッタは、圧電
素子6の一方の端子に接続される。電源回路2からの電
源ライン、即ち出力トランジスタQ2のコレクタ側と圧
電素子6を接続したエミッタの間には、ダイオードD1
とコンデンサC1の直列回路が接続される。この直列回
路におけるダイオードD1とコンデンサC1の接続点
は、抵抗Rを介して出力トランジスタQ2のベース、即
ち入力トランジスタQ1のコレクタに接続されている。
The emitter of the output transistor Q2 is connected to one terminal of the piezoelectric element 6. A diode D1 is connected between a power supply line from the power supply circuit 2, that is, between the collector of the output transistor Q2 and the emitter to which the piezoelectric element 6 is connected.
And a series circuit of a capacitor C1. The connection point between the diode D1 and the capacitor C1 in this series circuit is connected via a resistor R to the base of the output transistor Q2, that is, the collector of the input transistor Q1.

【0017】更に、出力トランジスタQ2のベースと接
地間にはツェナダイオードZDが接続され、また出力ト
ランジスタQ2のエミッタから入力トランジスタQ1の
コレクタに向けてダイオードD2を接続している。図3
は図2の圧電素子駆動回路5の基本回路の部分を取り出
して示したもので、電源ラインのダイオードD3と電源
保持用コンデンサC2、入力トランジスタQ1と出力ト
ランジスタQ2の間に設けているツェナダイオードZD
及びダイオードD2を除いた回路が本発明の圧電素子駆
動回路5の基本回路5aを構成している。
Further, a Zener diode ZD is connected between the base of the output transistor Q2 and the ground, and a diode D2 is connected from the emitter of the output transistor Q2 to the collector of the input transistor Q1. FIG.
2 shows a part of the basic circuit of the piezoelectric element drive circuit 5 shown in FIG. 2, and shows a zener diode ZD provided between the diode D3 of the power supply line and the power holding capacitor C2 and the input transistor Q1 and the output transistor Q2.
The circuit excluding the diode D2 constitutes the basic circuit 5a of the piezoelectric element drive circuit 5 of the present invention.

【0018】図3の基本回路5aにおいて、ダイオード
D1とコンデンサC1の直列回路の接続点の電圧をV
a、出力トランジスタQ2のベース部分の電圧をVb、
入力トランジスタQ1に対する入力パルス電圧をVin、
圧電素子6に対する出力トランジスタQ2の駆動出力電
圧をVo とすると、各電圧は図4(A)〜(D)のよう
になる。なお図4(E)は、受信機から制御線3を介し
て供給される電源電圧Vccである。
In the basic circuit 5a of FIG. 3, the voltage at the connection point of the series circuit of the diode D1 and the capacitor C1 is V
a, the voltage at the base of the output transistor Q2 is Vb,
The input pulse voltage to the input transistor Q1 is Vin,
Assuming that the drive output voltage of the output transistor Q2 with respect to the piezoelectric element 6 is Vo, each voltage is as shown in FIGS. FIG. 4E shows the power supply voltage Vcc supplied from the receiver via the control line 3.

【0019】図4(E)のように、電源電圧Vccが受信
機から制御線3による駆動電圧の供給を受けてVcc=2
4Vに立ち上がると、図1に示した電源回路2、スイー
プ発振回路4及び圧電素子駆動回路5がそれぞれ動作状
態となり、図3の基本回路5aにおける入力トランジス
タQ1に図4(A)のパルス電圧Vinが入力する。入力
トランジスタQ1は、入力パルス電圧VinがHレベルの
ときオンし、Lレベルのときオフとなる。入力パルス電
圧VinがHレベルとなることで入力トランジスタQ1が
オンすると、出力トランジスタQ2のベースが0ボルト
に引き込まれ、出力トランジスタQ2はカットオフ状態
に置かれる。
As shown in FIG. 4E, when the power supply voltage Vcc is supplied with the driving voltage from the receiver via the control line 3, the power supply voltage Vcc becomes 2
When the voltage rises to 4 V, the power supply circuit 2, the sweep oscillation circuit 4, and the piezoelectric element driving circuit 5 shown in FIG. 1 are respectively activated, and the input transistor Q1 in the basic circuit 5a in FIG. Enter. The input transistor Q1 turns on when the input pulse voltage Vin is at the H level, and turns off when the input pulse voltage Vin is at the L level. When the input pulse voltage Vin becomes H level and the input transistor Q1 turns on, the base of the output transistor Q2 is pulled down to 0 volt, and the output transistor Q2 is placed in a cutoff state.

【0020】この出力トランジスタQ2のオフ状態で
は、コンデンサC1がダイオードD1を介して電源+V
ccにより速やかに充電され、図4(B)のようにコンデ
ンサC1側の電圧Vaは電源電圧Vccに立ち上がる。こ
のコンデンサC1の充電に伴い、圧電素子6に加わる出
力電圧Vo はコンデンサC1の充電に応じて減少する変
化となる。
When the output transistor Q2 is off, the capacitor C1 is connected to the power supply + V via the diode D1.
The capacitor Va is quickly charged, and the voltage Va on the capacitor C1 rises to the power supply voltage Vcc as shown in FIG. With the charging of the capacitor C1, the output voltage Vo applied to the piezoelectric element 6 changes so as to decrease in accordance with the charging of the capacitor C1.

【0021】次に、入力パルス電圧VinがLレベルにな
ると、入力トランジスタQ1がオフし、出力トランジス
タQ2がオンになる。このとき出力トランジスタQ2に
は、入力トランジスタQ1をオンした際に充電したコン
デンサC1の充電電圧Vccを電源として抵抗Rを介して
ベース電流Ibが流れ、これによりトランジスタQ2の
オン状態が維持される。
Next, when the input pulse voltage Vin goes low, the input transistor Q1 turns off and the output transistor Q2 turns on. At this time, the base current Ib flows to the output transistor Q2 via the resistor R using the charging voltage Vcc of the capacitor C1 charged when the input transistor Q1 is turned on as a power supply, whereby the on state of the transistor Q2 is maintained.

【0022】同時に電源ラインより電源電圧+Vccが、
オン状態にあるトランジスタQ2を介して圧電素子6に
出力電圧Vo として印加される。このためコンデンサC
1の端子電圧Vaは、コンデンサCの充電電圧と電源電
圧を合わせた2Vccに上昇する。このときトランジスタ
Q2のベースに加わる電圧Vbは、図4(D)のよう
に、電源電圧Vccを僅かに上回ったベース電圧となり、
また、この電圧Vbより出力トランジスタQ2のベー
ス、エミッタ間の電圧降下分約0.6Vだけ低い電圧が
圧電素子6に加わる電源電圧Vccにほぼ一致した出力電
圧Vo となる。
At the same time, the power supply voltage + Vcc from the power supply line is
The output voltage Vo is applied to the piezoelectric element 6 via the transistor Q2 in the ON state. Therefore, the capacitor C
The terminal voltage Va of 1 rises to 2 Vcc, which is the sum of the charging voltage of the capacitor C and the power supply voltage. At this time, the voltage Vb applied to the base of the transistor Q2 becomes a base voltage slightly higher than the power supply voltage Vcc as shown in FIG.
Further, a voltage lower than the voltage Vb by about 0.6 V corresponding to a voltage drop between the base and the emitter of the output transistor Q2 becomes the output voltage Vo substantially matching the power supply voltage Vcc applied to the piezoelectric element 6.

【0023】図5は、図4において入力パルス電圧Vin
がHレベルとなってトランジスタQ1がオン、トランジ
スタQ2がオフしたときの、図3についての等価回路で
あり、トランジスタQ2はオフであることから、図3の
回路から除いた状態で動作する回路部のみを示してい
る。即ち、入力パルス電圧VinがHレベルとなって入力
トランジスタQ1がオンすることで、出力トランジスタ
Q2はカットオフ状態に置かれ、電気的には存在しない
ことになることから、トランジスタQ2側に設けている
ダイオードD1を介してコンデンサC1が急速充電さ
れ、図4から明らかなように、2パルス目以降はこのタ
イミングで圧電素子6に加わる出力電圧Vo はゼロボル
トとなる。また、入力トランジスタQ1がオンすること
で、ダイオードD1、抵抗R1、入力トランジスタQ1
を介して電流が流れる。この電流値は、抵抗Rの値によ
って決定される。
FIG. 5 shows the input pulse voltage Vin in FIG.
3 is an equivalent circuit of FIG. 3 when the transistor Q1 is turned on and the transistor Q2 is turned off when the transistor Q2 is turned off. Since the transistor Q2 is off, the circuit section operates in a state excluded from the circuit of FIG. Only shows. That is, when the input pulse voltage Vin becomes H level and the input transistor Q1 is turned on, the output transistor Q2 is placed in the cutoff state and is not electrically present. Therefore, the output transistor Q2 is provided on the transistor Q2 side. The capacitor C1 is rapidly charged via the diode D1 and the output voltage Vo applied to the piezoelectric element 6 at this timing becomes zero volt after the second pulse, as is apparent from FIG. When the input transistor Q1 is turned on, the diode D1, the resistor R1, and the input transistor Q1 are turned on.
The current flows through. This current value is determined by the value of the resistor R.

【0024】図6は、図4で入力パルス電圧VinがLレ
ベルとなり、図3のトランジスタQ1がオフ、トランジ
スタQ2がオンしたときの等価回路を、オフ状態にある
トランジスタQ1を除いた電気的に有効な回路部のみと
して示している。このようにトランジスタQ2がオンの
ときにはダイオードD1の両端電圧は同じになることか
ら、見掛け上、ダイオードD1が存在しないこととな
り、コンデンサC1の充電電圧が電源となって抵抗Rを
介してトランジスタQ2にベース電流Ibを流す。
FIG. 6 shows an equivalent circuit when the input pulse voltage Vin becomes L level in FIG. 4 and the transistor Q1 in FIG. 3 is turned off and the transistor Q2 is turned on. Only valid circuit parts are shown. As described above, when the transistor Q2 is on, the voltage across the diode D1 is the same, so that the diode D1 does not seem to exist, and the charged voltage of the capacitor C1 becomes a power source and is applied to the transistor Q2 via the resistor R. The base current Ib flows.

【0025】そして、トランジスタQ2のオンにより電
源ラインの電源電圧+Vccがエミッタに加わることか
ら、電圧Vaは2Vccに上昇する。この図6の出力トラ
ンジスタQ2のオン状態で圧電素子6に電源電圧Vccと
同じ出力電圧Vo を印加するための抵抗Rは、次のよう
に決められる。いま圧電素子6の抵抗分をr、トランジ
スタQ2の直流電流増幅率をhfeとすると、電源電圧V
ccによって流れるコレクタ電流Icとの間には次の関係
がある。
When the transistor Q2 is turned on, the power supply voltage + Vcc of the power supply line is applied to the emitter, so that the voltage Va rises to 2Vcc. The resistance R for applying the same output voltage Vo as the power supply voltage Vcc to the piezoelectric element 6 when the output transistor Q2 in FIG. 6 is on is determined as follows. Assuming that the resistance of the piezoelectric element 6 is r and the DC current gain of the transistor Q2 is hfe, the power supply voltage V
The following relationship exists between the collector current Ic flowing through cc and the collector current Ic.

【0026】 Ic=Vcc/r=Ib×hfe=(Vcc/R)×hfe (1) ここで圧電素子6の抵抗分rとトランジスタQ2のベー
ス側の抵抗Rの関係を取り出すと、次式のようになる。 Vcc/r=(Vcc/R)×hfe (2) したがって、圧電素子5の抵抗分rと抵抗Rの間には r×hfe=R (3) の関係が成立する。したがって、トランジスタQ2をオ
ンした際に圧電素子6に印加する出力電圧Vo を電源電
圧Vccとするためには r×hfe>R (4) とする条件を満足するように抵抗Rの値を決めればよ
い。
Ic = Vcc / r = Ib × hfe = (Vcc / R) × hfe (1) Here, the relationship between the resistance r of the piezoelectric element 6 and the resistance R on the base side of the transistor Q2 is obtained by the following equation. Become like Vcc / r = (Vcc / R) × hfe (2) Therefore, the relationship of r × hfe = R (3) is established between the resistance r of the piezoelectric element 5 and the resistance R. Therefore, in order to set the output voltage Vo applied to the piezoelectric element 6 when the transistor Q2 is turned on to the power supply voltage Vcc, the value of the resistor R is determined so as to satisfy the condition of r × hfe> R (4) Good.

【0027】このような(4)式の関係を基に圧電素子
6の抵抗分rに対する抵抗Rの値を決めることで、図4
に示したように、入力パルス電圧Vinによる入力トラン
ジスタQ1のオン、オフに対応した出力トランジスタQ
2の逆のオフ、オンで、出力トランジスタQ2のオンに
タイミングについて圧電素子6に対し電源電圧+Vccと
同じ出力電圧Vo を印加して鳴動することができる。
By determining the value of the resistance R with respect to the resistance r of the piezoelectric element 6 based on the relationship of the above equation (4),
As shown in the figure, the output transistor Q corresponding to the ON / OFF of the input transistor Q1 by the input pulse voltage Vin
When the output transistor Q2 is turned on when the output transistor Q2 is turned on, the output voltage Vo which is the same as the power supply voltage + Vcc is applied to the piezoelectric element 6 and the sound is generated.

【0028】このため本発明の圧電素子駆動回路にあっ
ては、受信機から制御線3で供給した駆動電圧例えばD
C24Vがそのまま圧電素子6の駆動電圧として損失な
く印加することができ、電源電圧Vccをほぼ100%利
用した圧電素子6の駆動が実現できる。また、抵抗Rの
値を、(4)式の条件を満足する範囲内で大きな値を設
定できるため、入力トランジスタQ1のオン時の消費電
流を低減することができる。例えば、抵抗Rの値として
は数十kΩ以上のものを設定できる。
For this reason, in the piezoelectric element drive circuit of the present invention, the drive voltage supplied from the receiver via the control line 3, for example, D
C24V can be directly applied as a drive voltage of the piezoelectric element 6 without loss, and the drive of the piezoelectric element 6 using almost 100% of the power supply voltage Vcc can be realized. Further, since the value of the resistor R can be set to a large value within a range that satisfies the condition of the expression (4), the current consumption when the input transistor Q1 is turned on can be reduced. For example, the value of the resistance R can be set to several tens kΩ or more.

【0029】図7は、図2の実施形態に示した圧電素子
駆動回路5に設けている電源ラインのダイオードD3及
び電源保持用コンデンサC2の作用を示している。即
ち、入力トランジスタQ1がオフとなって出力トランジ
スタQ2がオンのとき、コンデンサC1の充電電圧によ
るベース電流が流れてトランジスタQ2をオン状態に保
持するが、このとき余剰となったコンデンサC1の電荷
を、電源ラインにダイオードD3を設けておくことで電
源保持用のコンデンサC2に戻すことができる。これに
よって電源消費を可能な限り節減することができる。
FIG. 7 shows the operation of the power supply line diode D3 and power supply holding capacitor C2 provided in the piezoelectric element drive circuit 5 shown in the embodiment of FIG. That is, when the input transistor Q1 is turned off and the output transistor Q2 is turned on, a base current due to the charging voltage of the capacitor C1 flows to hold the transistor Q2 in an on state. By providing the diode D3 in the power supply line, the power can be returned to the capacitor C2 for holding the power. This can save as much power consumption as possible.

【0030】図8は、図2の圧電素子駆動回路5に設け
ているツェナダイオードZDの働きを示す図である。ツ
ェナダイオードZDを出力トランジスタQ2のベースに
接続することで、例えば図8(A)のように電源電圧V
ccが変化した場合、図8(B)のようにツェナ電圧Vz
を超える部分については、それ以上の出力電圧Vo の増
加を抑え、ツェナダイオードZDのツェナ電圧Vzで決
まる一定電圧に圧電素子6に加わるパルス電圧の振幅を
抑えることができる。
FIG. 8 is a diagram showing the function of the Zener diode ZD provided in the piezoelectric element driving circuit 5 of FIG. By connecting the Zener diode ZD to the base of the output transistor Q2, for example, as shown in FIG.
When the cc changes, the Zener voltage Vz as shown in FIG.
In the portion exceeding the value, the increase of the output voltage Vo can be suppressed, and the amplitude of the pulse voltage applied to the piezoelectric element 6 can be suppressed to a constant voltage determined by the Zener voltage Vz of the Zener diode ZD.

【0031】図9は、図2の圧電素子駆動回路5に設け
たダイオードD2の作用を示す。ダイオードD2を設け
ていないときの出力電圧Vo は、図9(A)のように、
トランジスタQ1のオンによりトランジスタQ2がオフ
となるときに急峻にゼロボルトに低下せずになまる歪み
を生ずる。このように立下がりに歪みがあると、圧電素
子6に加わる駆動電圧の変化が抑えられるため音量の低
下を引き起こす。
FIG. 9 shows the operation of the diode D2 provided in the piezoelectric element drive circuit 5 of FIG. The output voltage Vo when the diode D2 is not provided is as shown in FIG.
When the transistor Q2 is turned off by turning on the transistor Q1, a distortion is generated that does not drop sharply to zero volts. If the falling edge is distorted in this way, the change in the drive voltage applied to the piezoelectric element 6 is suppressed, and the volume is reduced.

【0032】ダイオードD2を接続すると、出力電圧V
o は図9(B)のように急峻に立ち下がり、歪みをなく
すことができる。即ち、トランジスタQ1がオンする
と、トランジスタQ2はエミッタ側もダイオードD2を
介して引き込まれることで、歪みを生ずることなく急峻
に立ち下がることができる。このダイオードD2による
回路は出力電圧Vo の波形整形回路として機能すること
になる。
When the diode D2 is connected, the output voltage V
o falls sharply as shown in FIG. 9B, and distortion can be eliminated. That is, when the transistor Q1 is turned on, the emitter of the transistor Q2 is also pulled in through the diode D2, so that the transistor Q2 can fall sharply without causing distortion. The circuit using the diode D2 functions as a waveform shaping circuit for the output voltage Vo.

【0033】図10は本発明の圧電素子駆動回路5の他
の実施形態であり、図2の波形整形用のダイオードD2
の代わりにトランジスタQ3を設けたことを特徴とす
る。即ち、トランジスタQ1のオンで出力トランジスタ
Q2をオフすると同時に、トランジスタQ3にベース電
流を流すことでトランジスタQ3を同時にオンし、これ
によってトランジスタQ2のオフに伴う歪みをなくして
急峻に立ち下がらせることができる。
FIG. 10 shows another embodiment of the piezoelectric element driving circuit 5 according to the present invention.
Is characterized in that a transistor Q3 is provided instead of. That is, the output transistor Q2 is turned off when the transistor Q1 is turned on, and at the same time, the transistor Q3 is turned on at the same time by flowing a base current to the transistor Q3. it can.

【0034】尚、上記の実施例は地区音響装置を例にと
るものであったが、本発明はこれに限定されず、受信機
に設けている主音響装置やその他の適宜の警報音響装置
にそのまま使用することができる。
Although the above embodiment has been described with reference to a district sound device as an example, the present invention is not limited to this, and may be applied to a main sound device provided in a receiver or any other appropriate alarm sound device. Can be used as is.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、圧電素子に対し電源電圧とほぼ同じ電圧をもつ駆動
パルス電圧を印加して駆動することができるため、電源
電圧の利用率を略100%とすることができ、地区音響
装置等のように受信機から供給できる電源電圧が決めら
れている場合、電源電圧を最大限に利用して、例えば要
求されている90dB以上という音量を効率良く出すこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the piezoelectric element can be driven by applying a drive pulse voltage having substantially the same voltage as the power supply voltage. When the power supply voltage that can be supplied from the receiver is determined, such as in a district acoustic device, the power supply voltage is used to the maximum, and the required sound volume of, for example, 90 dB or more is efficiently used. I can put it out well.

【0036】また、圧電素子の駆動電圧をオフしたタイ
ミングで流れる無駄な消費電流を必要最低限に抑えるこ
とができる。
Further, it is possible to suppress unnecessary current consumption flowing at the timing when the driving voltage of the piezoelectric element is turned off to the minimum necessary.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を用いた地区音響装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a district acoustic device using the present invention.

【図2】本発明の圧電素子駆動回路の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a piezoelectric element drive circuit according to the present invention.

【図3】図2の等価回路図FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of FIG. 2;

【図4】図2における各部の信号波形のタイムチャートFIG. 4 is a time chart of signal waveforms at various parts in FIG. 2;

【図5】図2で入力トランジスタQ1をオン、出力トラ
ンジスタQ2をオフした際の等価回路図
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram when the input transistor Q1 is turned on and the output transistor Q2 is turned off in FIG.

【図6】図2で入力トランジスタQ1をオフ、出力トラ
ンジスタQ2をオンした際の等価回路図
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram when the input transistor Q1 is turned off and the output transistor Q2 is turned on in FIG.

【図7】電源ラインのダイオードと電源保持用コンデン
サに対する充電機能の説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram of a charging function for a power line diode and a power holding capacitor.

【図8】図2のツェナダイオードZDによる駆動パルス
電圧のリミッタ機能の説明図
FIG. 8 is an explanatory diagram of a drive pulse voltage limiter function by the Zener diode ZD of FIG. 2;

【図9】図1のダイオードD2による波形立下りの歪み
抑制の説明図
FIG. 9 is an explanatory diagram of distortion suppression at the falling edge of the waveform by the diode D2 of FIG. 1;

【図10】波形立下りの歪みを抑制する他の実施例の回
路図
FIG. 10 is a circuit diagram of another embodiment for suppressing distortion at the falling edge of a waveform.

【図11】従来回路の回路部FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional circuit.

【図12】図11の回路の入出力信号のタイムチャートFIG. 12 is a time chart of input / output signals of the circuit of FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:地区音響装置 2:電源回路 3a,3b:制御端子 4:スイープ発振回路 5:圧電素子駆動回路 6:圧電素子 Q1:入力トランジスタ Q2:出力トランジスタ Q3:波形整形用トランジスタ D1,D2,D3:ダイオード R:抵抗 ZD:ツェナダイオード 1: district acoustic device 2: power supply circuit 3a, 3b: control terminal 4: sweep oscillation circuit 5: piezoelectric element drive circuit 6: piezoelectric element Q1: input transistor Q2: output transistor Q3: waveform shaping transistor D1, D2, D3: Diode R: Resistance ZD: Zener diode

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力パルス信号に応じた駆動パルス電圧を
圧電素子に供給して鳴動させる警報音響装置の駆動回路
に於いて、 入力パルス信号によりオン、オフされる入力トランジス
タと、 ベースを前記入力トランジスタのコレクタに接続し、コ
レクタを電源ラインに接続し、更にエミッタを駆動負荷
となる圧電素子に接続し、入力トランジスタのオンによ
りオフし且つ入力トランジスタのオフによりオンして前
記圧電素子を駆動する出力トランジスタと、 電源ラインと前記第2トランジスタのエミッタ間にダイ
オードとコンデンサを直列接続した直列回路と、 前記直列回路のダイオードとコンデンサの接続点と前記
第1トランジタのコレクタ間に接続された抵抗と、を有
し、入力パルス信号により前記入力トランジスタがオン
して出力トランジスタがオフした際に、前記ダイオード
を介して前記コンデンサを電源電圧に充電し、入力パル
ス信号により前記入力トランジスタがオフして出力トラ
ンジスタがオンした際に、前記コンデンサの充電電圧に
より前記抵抗を介して前記出力トランジスタにベース電
流を供給して出力トランジスタのオン状態を維持し、前
記圧電素子に前記第2トランジスタのエミッタより電源
電圧にほぼ一致する駆動電圧を供給するように構成した
ことを特徴とする警報音響装置の駆動回路。
In a driving circuit of an alarm sound device which supplies a driving pulse voltage corresponding to an input pulse signal to a piezoelectric element to sound, an input transistor which is turned on / off by an input pulse signal and a base are connected to the input circuit. The collector is connected to the transistor, the collector is connected to the power supply line, the emitter is connected to the piezoelectric element as a driving load, and the piezoelectric element is driven by turning off the input transistor and turning on by turning off the input transistor. An output transistor, a series circuit in which a diode and a capacitor are connected in series between a power supply line and an emitter of the second transistor, and a resistor connected between a connection point of the diode and the capacitor in the series circuit and a collector of the first transistor. The input transistor is turned on by the input pulse signal, and the output transistor is turned on. When the transistor is turned off, the capacitor is charged to a power supply voltage via the diode, and when the input transistor is turned off and the output transistor is turned on by an input pulse signal, the charged voltage of the capacitor is used to charge the resistor through the resistor. A base current is supplied to the output transistor to maintain an ON state of the output transistor, and a driving voltage substantially equal to a power supply voltage is supplied to the piezoelectric element from an emitter of the second transistor. The driving circuit of the alarm sound device.
【請求項2】請求項1記載の警報音響装置の駆動回路に
於いて、前記抵抗の抵抗値Rを、前記圧電素子の抵抗分
rに前記出力トランジスタの直流電流増幅率hfeを掛け
た値(r×hfe) 以下に設定したことを特徴とする警報
音響装置の駆動回路。
2. The driving circuit for an alarm sound device according to claim 1, wherein a resistance value R of said resistor is multiplied by a resistance r of said piezoelectric element by a DC current amplification factor hfe of said output transistor. r × hfe) A driving circuit for an alarm sound device, wherein the driving circuit is set as follows.
【請求項3】請求項1記載の警報音響装置の駆動回路に
於いて、前記電源ラインに、ダイオードを介して電源保
持用コンデンサを接続し、前記コンデンサの充電電荷の
内、前記出力トランジスタのオンの際に使用されない余
剰分を前記電源保持用コンデンサに戻すことを特徴とす
る警報音響装置の駆動回路。
3. A driving circuit for an alarm sound device according to claim 1, wherein a power holding capacitor is connected to said power line via a diode, and said output transistor is turned on among charges charged in said capacitor. A drive circuit for the alarm sound device, wherein a surplus not used at the time of the return is returned to the power holding capacitor.
【請求項4】請求項1記載の警報音響装置の駆動回路に
於いて、前記出力トランジスタのベースに、電源電圧の
変化に対し前記圧電素子に印加する駆動電圧を規定値に
抑える定電圧素子を接続したことを特徴とする警報音響
装置の駆動回路。
4. A driving circuit for an alarm sound device according to claim 1, wherein a constant voltage element for suppressing a driving voltage applied to said piezoelectric element to a specified value with respect to a change in power supply voltage is provided at a base of said output transistor. A driving circuit for an alarm sound device, wherein the driving circuit is connected.
【請求項5】請求項1記載の警報音響装置の駆動回路に
於いて、前記出力トランジスタのエミッタと前記入力ト
ランジスタのコレクタ間に、入力トランジスタのオンに
より出力トランジスタがオフする際の駆動電圧の立下り
波形歪みを抑える波形整形回路を設けたとを特徴とする
警報音響装置の駆動回路。
5. A drive circuit for an alarm sound device according to claim 1, wherein a drive voltage between an emitter of said output transistor and a collector of said input transistor when the output transistor is turned off by turning on the input transistor. A driving circuit for an alarm sound device, further comprising a waveform shaping circuit for suppressing downstream waveform distortion.
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