JP5190857B2 - Piezoelectric element driving device - Google Patents

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Description

本発明は、圧電素子を駆動する圧電素子駆動装置に関する。   The present invention relates to a piezoelectric element driving apparatus that drives a piezoelectric element.

携帯電話に搭載するカメラレンズのオートフォーカス駆動用のレンズアクチュエータとして、圧電素子を使用することが知られている。   It is known to use a piezoelectric element as a lens actuator for autofocus driving of a camera lens mounted on a mobile phone.

図４は、従来の一般的な圧電素子駆動装置の概略構成を示す回路図である。この圧電素子駆動装置１０１は、所定の矩形波電圧を発生する任意波形発生装置１０２と、高圧電源を内蔵したアンプ１０３とからなり、任意波形発生装置１０２が発生する矩形波電圧をアンプ１０３で増幅して圧電素子１０４に印加することにより、圧電素子１０４を駆動するものである。
特開２００３‐１５８４５０号公報 FIG. 4 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a conventional general piezoelectric element driving apparatus. The piezoelectric element driving device 101 includes an arbitrary waveform generator 102 that generates a predetermined rectangular wave voltage and an amplifier 103 with a built-in high-voltage power source. The amplifier 103 amplifies the rectangular wave voltage generated by the arbitrary waveform generator 102. Then, the piezoelectric element 104 is driven by being applied to the piezoelectric element 104.
JP 2003-158450 A

しかしながら、前述の従来の一般的な圧電素子駆動装置１０１においては、圧電素子１０４の電極の針状結晶の自然発生で短絡が生じる現象であるマイグレーションの発生を防止することができないという不具合がある。   However, the conventional general piezoelectric element driving device 101 described above has a problem that it is impossible to prevent the occurrence of migration, which is a phenomenon in which a short circuit occurs due to the spontaneous generation of needle-like crystals of the electrodes of the piezoelectric element 104.

この場合に、マイナス電圧も圧電素子１０４に印加できるようにしてマイグレーションの発生を防止しようとすると、マイナス電圧を発生させるアンプが必要となり、回路規模が大きくなりすぎてしまうという不具合もある。   In this case, if the negative voltage can be applied to the piezoelectric element 104 to prevent the occurrence of migration, an amplifier that generates the negative voltage is required, and the circuit scale becomes too large.

また、圧電素子駆動装置１０１においては、電圧を印加しないことにより圧電素子１０４に延びが発生していない状態と、電圧を印加することにより圧電素子１０４に延びが発生した状態との２段階の状態にのみ圧電素子１０４を制御できるにとどまる。すなわち、圧電素子１０４を完全に延びきった状態ではなく、中間的な位置で圧電素子１０４の延びを停止させることはできない、つまり、圧電素子１０４のストロークを細かく制御することができないという不具合もある。   Further, in the piezoelectric element driving apparatus 101, there are two-stage states: a state in which no extension is generated in the piezoelectric element 104 by applying no voltage and a state in which the extension is generated in the piezoelectric element 104 by applying a voltage. Only the piezoelectric element 104 can be controlled. That is, the piezoelectric element 104 is not completely extended, and the extension of the piezoelectric element 104 cannot be stopped at an intermediate position, that is, the stroke of the piezoelectric element 104 cannot be finely controlled. .

そこで、本発明の目的は、比較的小型の回路によりマイグレーションの発生を十分に防止でき、しかも圧電素子のストロークを細かく制御できるようにすることである。   Accordingly, an object of the present invention is to sufficiently prevent the occurrence of migration by a relatively small circuit and to enable fine control of the stroke of the piezoelectric element.

本発明は、電源電圧を昇圧して圧電素子に印加する昇圧スイッチング回路と、前記電源電圧から負電圧を生成して前記圧電素子に印加する降圧スイッチング回路と、前記昇圧スイッチング回路及び前記降圧スイッチング回路にそれぞれデューティ比を可変としてＰＷＭ制御信号を駆動信号として入力するＰＷＭ制御回路と、前記昇圧スイッチング回路の出力の圧電素子への供給をオン、オフする第１スイッチング素子と、前記降圧スイッチング回路の出力の圧電素子への供給をオン、オフする第２スイッチング素子と、前記ＰＷＭ制御回路による前記デューティ比を制御し、また、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン、オフを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記デューティ比及び前記オン、オフの制御により、前記圧電素子の１回分のストロークの開始から終了までに、前記圧電素子への印加電圧が０、前記圧電素子４ストロークが０の状態から、前記圧電素子への印加電圧が上昇して前記圧電素子のストロークも上昇するPhase１と、この後、前記圧電素子に蓄積された電荷を放出するPhase２と、この後、前記圧電素子の電圧をマイナス電圧とし、前記圧電素子のストロークを前記圧電素子の電圧が０のときよりさらに小さくするPhase３と、この後、前記圧電素子への印加電圧が０、前記圧電素子のストロークが０の状態である初期状態に戻すPhase４とを順次実施する、圧電素子駆動装置である。 The present invention relates to a boost switching circuit that boosts a power supply voltage and applies it to a piezoelectric element, a step-down switching circuit that generates a negative voltage from the power supply voltage and applies it to the piezoelectric element, the boost switching circuit, and the step-down switching circuit A PWM control circuit that inputs a PWM control signal as a drive signal with a variable duty ratio , a first switching element that turns on and off the supply of the output of the step-up switching circuit to the piezoelectric element, and an output of the step-down switching circuit A second switching element that turns on and off the supply of the piezoelectric element to the piezoelectric element, and the duty ratio controlled by the PWM control circuit , and a control that controls on and off of the first switching element and the second switching element and means, wherein the control means, the duty ratio and the on, off By the control, the applied voltage to the piezoelectric element rises from the state in which the applied voltage to the piezoelectric element is 0 and the 4 stroke of the piezoelectric element is 0 from the start to the end of one stroke of the piezoelectric element. Phase 1 in which the stroke of the piezoelectric element also rises, Phase 2 in which the charge accumulated in the piezoelectric element is released thereafter, and then the voltage of the piezoelectric element is set to a negative voltage, and the stroke of the piezoelectric element is set to the piezoelectric element Piezoelectric element that sequentially performs Phase 3 for making the voltage of the piezoelectric element even smaller than when it is 0 and Phase 4 for returning to the initial state where the applied voltage to the piezoelectric element is 0 and the stroke of the piezoelectric element is 0 It is a drive device.

本発明によれば、ＰＷＭ制御回路によるデューティ比、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子のオン、オフを制御することにより、圧電素子の印加電圧を図３の横軸のように制御して、圧電素子のストロークを縦軸のように変化させることができるので、圧電素子にマイナス電圧を断続的に印加することでマイグレーションの発生を防止することができる。 According to the present invention, by controlling the duty ratio by the PWM control circuit, the ON / OFF of the first switching element and the second switching element, the applied voltage of the piezoelectric element is controlled as indicated by the horizontal axis in FIG. Since the stroke of the piezoelectric element can be changed as indicated by the vertical axis, the occurrence of migration can be prevented by intermittently applying a negative voltage to the piezoelectric element.

以下、本発明の一実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.

図１は、本発明の一実施形態である圧電素子駆動装置の概略構成を示す回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a piezoelectric element driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

この圧電素子駆動装置１は、低圧電源２と、低圧電源２の出力する電源電圧を昇圧し、スイッチング素子Ｓ１を介して圧電素子４に印加する昇圧スイッチング回路５と、低圧電源２の出力する電源電圧から負電圧を生成してスイッチング素子Ｓ２を介して圧電素子４に印加する降圧スイッチング回路７と、いずれも半導体スイッチで構成されるスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を開閉駆動するスイッチング素子駆動回路８と、昇圧スイッチング回路５及び降圧スイッチング回路７にＰＷＭ制御信号をデューティ比可変でそれぞれ入力するＰＷＭ制御回路９と、マイクロコンピュータなどで構成され、スイッチング素子駆動回路８及びＰＷＭ制御回路９を制御する制御装置１０と、を備えている。   The piezoelectric element driving apparatus 1 boosts a low-voltage power supply 2, a power supply voltage output from the low-voltage power supply 2, and applies a boosting switching circuit 5 that is applied to the piezoelectric element 4 via the switching element S <b> 1. A step-down switching circuit 7 that generates a negative voltage from the voltage and applies it to the piezoelectric element 4 via the switching element S2, a switching element drive circuit 8 that opens and closes the switching elements S1 and S2 each composed of a semiconductor switch, A PWM control circuit 9 for inputting a PWM control signal to the step-up switching circuit 5 and the step-down switching circuit 7 with variable duty ratios, and a control device 10 configured to control the switching element drive circuit 8 and the PWM control circuit 9. And.

図２は、昇圧スイッチング回路５及び降圧スイッチング回路７の具体的な回路構成例を示す回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration example of the step-up switching circuit 5 and the step-down switching circuit 7.

昇圧スイッチング回路５は、２つのコイルが接続されたインダクタンス素子Ｌ１を備えている。インダクタンス素子Ｌ１の一方のコイルは一端が低電圧電源２側に接続され、他端がＧＮＤ側に接続されている。インダクタンス素子Ｌ１の他方のコイルは一端がＧＮＤ側に接続され、他端がスイッチング素子Ｓ１側（圧電素子４側）に接続されている。この２つのコイルとＧＮＤとを接続するラインにはスイッチング素子Ｓ３が介装されている。また、インダクタンス素子Ｌ１とスイッチング素子Ｓ１を接続するラインには、カソード側を圧電素子４側としてダイオードＤ１が介装されている。ＰＷＭ制御回路９から出力されるＰＷＭ制御信号はスイッチング素子Ｓ３に印加される。   The step-up switching circuit 5 includes an inductance element L1 to which two coils are connected. One coil of the inductance element L1 has one end connected to the low voltage power supply 2 side and the other end connected to the GND side. The other coil of the inductance element L1 has one end connected to the GND side and the other end connected to the switching element S1 side (piezoelectric element 4 side). A switching element S3 is interposed in a line connecting the two coils and GND. A diode D1 is interposed in the line connecting the inductance element L1 and the switching element S1 with the cathode side as the piezoelectric element 4 side. The PWM control signal output from the PWM control circuit 9 is applied to the switching element S3.

スイッチング素子Ｓ１を閉じた状態でＰＷＭ制御信号のオンによりスイッチング素子Ｓ３を閉じると、インダクタンス素子Ｌ１には電気エネルギーが蓄積され、次にスイッチング素子Ｓ３を開くと当該蓄積された電気エネルギーにより圧電素子４に電圧が印加される。このスイッチング素子Ｓ３の１回の開閉により印加される電圧ΔＶにスイッチング素子の開閉の回数を乗算した電圧Ｖが圧電素子４への印加電圧となり、電圧ΔＶの印加で拡大する圧電素子のストロークΔｌは、電圧ΔＶの大きさに比例する。また、電圧ΔＶの大きさはスイッチング素子Ｓ３に入力されるＰＷＭ制御信号のデューティ比に比例する。   When the switching element S3 is closed by turning on the PWM control signal while the switching element S1 is closed, electric energy is accumulated in the inductance element L1, and then when the switching element S3 is opened, the piezoelectric element 4 is generated by the accumulated electric energy. A voltage is applied to. A voltage V obtained by multiplying the voltage ΔV applied by one opening / closing of the switching element S3 by the number of times the switching element is opened / closed becomes an applied voltage to the piezoelectric element 4, and a stroke Δl of the piezoelectric element that expands by the application of the voltage ΔV is , Proportional to the magnitude of the voltage ΔV. The magnitude of the voltage ΔV is proportional to the duty ratio of the PWM control signal input to the switching element S3.

降圧スイッチング回路７は、一端が低電圧電源２側及びスイッチング素子Ｓ２側（圧電素子４側）に他端がＧＮＤ側に接続されたインダクタンス素子Ｌ２と、低電圧電源２側とインダクタンス素子Ｌ２との間のラインに介装されたスイッチング素子Ｓ４と、インダクタンス素子Ｌ２のスイッチング素子Ｓ４側とスイッチング素子Ｓ２側とを接続するラインにアノード側を圧電素子４側として介装されたダイオードＤ２と、を備えている。ＰＷＭ制御回路９から出力されるＰＷＭ制御信号はスイッチング素子Ｓ４に印加される。   The step-down switching circuit 7 includes an inductance element L2 having one end connected to the low voltage power supply 2 side and the switching element S2 side (piezoelectric element 4 side) and the other end connected to the GND side, and the low voltage power supply 2 side and the inductance element L2. A switching element S4 interposed between the lines, and a diode D2 interposed on the line connecting the switching element S4 side and the switching element S2 side of the inductance element L2 with the anode side as the piezoelectric element 4 side. ing. The PWM control signal output from the PWM control circuit 9 is applied to the switching element S4.

スイッチング素子Ｓ２を閉じた状態でＰＷＭ制御信号のオンによりスイッチング素子Ｓ４を閉じると、インダクタンス素子Ｌ２には電気エネルギーが蓄積され、次にスイッチング素子Ｓ４を開くとインダクタンス素子Ｌ２は当該電気エネルギーが蓄積された状態を維持しようとするので、圧電素子４側から電荷を引っ張ろうとして圧電素子４をディスチャージする。   When the switching element S4 is closed by turning on the PWM control signal with the switching element S2 closed, electrical energy is accumulated in the inductance element L2, and then when the switching element S4 is opened, the inductance element L2 accumulates the electrical energy. Therefore, the piezoelectric element 4 is discharged in an attempt to pull the electric charge from the piezoelectric element 4 side.

なお、図２に示す昇圧スイッチング回路５及び降圧スイッチング回路７の具体的な回路構成例は一例であって、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明の圧電素子駆動装置には様々な回路構成の昇圧スイッチング回路及び降圧スイッチング回路を適用することができる。   The specific circuit configuration examples of the step-up switching circuit 5 and the step-down switching circuit 7 shown in FIG. 2 are merely examples, and do not limit the present invention. That is, a step-up switching circuit and a step-down switching circuit having various circuit configurations can be applied to the piezoelectric element driving device of the present invention.

次に、図１、図２に示す圧電素子駆動装置１の動作について説明する。   Next, the operation of the piezoelectric element driving apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 will be described.

図３は、圧電素子駆動装置１による圧電素子４への印加電圧と圧電素子４の１回分のストロークとの関係を示すグラフである。横軸は圧電素子４への印加電圧を示し、縦軸は圧電素子４のストロークを示している。ストロークがプラスであるときは圧電素子４に延びが発生していることを示し、ストロークがマイナスであるときは圧電素子４に縮みが発生していることを示している。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the piezoelectric element 4 by the piezoelectric element driving apparatus 1 and the stroke of the piezoelectric element 4 for one stroke. The horizontal axis represents the voltage applied to the piezoelectric element 4, and the vertical axis represents the stroke of the piezoelectric element 4. When the stroke is positive, it indicates that the piezoelectric element 4 is extended, and when the stroke is negative, it indicates that the piezoelectric element 4 is contracted.

次に、説明するPhase１〜Phase４は、圧電素子４の１回分のストロークの開始から終了までを順に分割して説明するものである。   Next, Phase 1 to Phase 4 to be described will be described by sequentially dividing from the start to the end of one stroke of the piezoelectric element 4.

（１）Phase１
まず、低圧電源２からは一定の電圧Ｖinが供給される。制御装置１０は、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４を開き、スイッチング素子Ｓ１を閉じる。また、スイッチング素子Ｓ３をＰＷＭ制御信号により所定の周波数で開閉動作する。これにより、昇圧スイッチング回路５から圧電素子４へ所定の電力供給が可能となり、このときの状態が図３のPhase１である。すなわち、圧電素子４への印加電圧が０、圧電素子４のストロークが０の状態から、圧電素子４への印加電圧が上昇して圧電素子４のストロークも上昇する。圧電素子４へ印加する電圧は、ＰＷＭ制御信号のデューティ比で決まる。 (1) Phase 1
First, a constant voltage Vin is supplied from the low-voltage power supply 2. The control device 10 opens the switching elements S2 and S4 and closes the switching element S1. Further, the switching element S3 is opened / closed at a predetermined frequency by a PWM control signal. Thereby, it is possible to supply predetermined power from the step-up switching circuit 5 to the piezoelectric element 4, and the state at this time is Phase 1 in FIG. That is, when the applied voltage to the piezoelectric element 4 is 0 and the stroke of the piezoelectric element 4 is 0, the applied voltage to the piezoelectric element 4 increases and the stroke of the piezoelectric element 4 also increases. The voltage applied to the piezoelectric element 4 is determined by the duty ratio of the PWM control signal.

（２）Phase２
Phase１では、圧電素子４には既にある程度の電荷が蓄積された状態にあり、あるストロークを出力している状態にある。この後、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４を開き、スイッチング素子Ｓ２を閉じる。これにより、圧電素子４がＧＮＤに接続され、圧電素子４に蓄積された電荷が、スイッチング素子Ｓ２、ダイオードＤ２、インダクタンス素子Ｌ２を介して放出される。これがPhase２の状態である。 (2) Phase2
In Phase 1, the piezoelectric element 4 is already in a state where a certain amount of charge has been accumulated, and is in a state of outputting a certain stroke. Thereafter, the switching elements S1, S3, S4 are opened, and the switching element S2 is closed. Thereby, the piezoelectric element 4 is connected to GND, and the electric charge accumulated in the piezoelectric element 4 is discharged through the switching element S2, the diode D2, and the inductance element L2. This is the state of Phase2.

（３）Phase３
Phase２の後、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３を開き、スイッチング素子Ｓ２を閉じた状態で、スイッチング素子Ｓ４をＰＷＭ制御信号により所定の周波数で開閉動作する。これにより、圧電素子４には、降圧スイッチング回路７によりマイナス電圧を印加することができる。よって、圧電素子４の電圧はマイナス電圧となり、圧電素子４のストロークは圧電素子４の電圧が０のときよりさらに小さくなる。このときの状態がPhase３である。圧電素子４へ印加する電圧は、ＰＷＭ制御信号のデューティ比で決まる。 (3) Phase3
After Phase 2, the switching elements S1 and S3 are opened and the switching element S2 is closed, and the switching element S4 is opened and closed at a predetermined frequency by the PWM control signal. Thereby, a negative voltage can be applied to the piezoelectric element 4 by the step-down switching circuit 7. Therefore, the voltage of the piezoelectric element 4 becomes a negative voltage, and the stroke of the piezoelectric element 4 becomes smaller than when the voltage of the piezoelectric element 4 is zero. The state at this time is Phase3. The voltage applied to the piezoelectric element 4 is determined by the duty ratio of the PWM control signal.

（４）Phase４
Phase３により、圧電素子４は縮まっている状態にある。この状態から元のストロークが０の状態に戻すため、Phase４では、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を開き、スイッチング素子Ｓ１を閉じる。これにより、低圧電源２から一定のプラスの電圧Ｖinが供給され、圧電素子４への印加電圧が０、圧電素子４のストロークが０の状態である初期状態に戻る。 (4) Phase4
Due to Phase 3, the piezoelectric element 4 is in a contracted state. In order to restore the original stroke to 0 from this state, in Phase 4, the switching elements S2, S3, S4 are opened and the switching element S1 is closed. As a result, a constant positive voltage Vin is supplied from the low-voltage power supply 2, and the initial state where the applied voltage to the piezoelectric element 4 is 0 and the stroke of the piezoelectric element 4 is 0 is restored.

以上説明した圧電素子駆動装置１によれば、低圧電源２の低い電源電圧を昇圧して圧電素子４に印加するので、例えば、携帯電話の端末装置に搭載されたカメラのフォーカシング機構などを、圧電素子４をアクチュエータとして駆動する場合でも、十分な電圧を圧電素子４に与えて的確に駆動することができる。   According to the piezoelectric element driving apparatus 1 described above, a low power supply voltage of the low-voltage power supply 2 is boosted and applied to the piezoelectric element 4, so that, for example, a focusing mechanism of a camera mounted on a mobile phone terminal device is Even when the element 4 is driven as an actuator, a sufficient voltage can be applied to the piezoelectric element 4 to drive the element 4 accurately.

また、１回のストロークが発生してから終了するまでの動作で、圧電素子４にはプラス電圧を印加した後にマイナス電圧も断続的に印加するようにしているので、マイグレーションの発生を抑えることができる。   Further, in the operation from the occurrence of one stroke to the end, the negative voltage is intermittently applied to the piezoelectric element 4 after the positive voltage is applied, so that the occurrence of migration can be suppressed. it can.

この場合に、従来の圧電素子駆動装置とは異なり、降圧スイッチング回路７により圧電素子４へのマイナス電圧の印加を実現しているので、マイグレーションの発生を抑制しつつも、回路規模の拡大を防止することができ、しかも、入力時間に起因する結晶の成長時間を短くすることによるマイグレーションの防止効果をも得ることができる。   In this case, unlike the conventional piezoelectric element driving device, a negative voltage is applied to the piezoelectric element 4 by the step-down switching circuit 7, thereby preventing the circuit scale from being expanded while suppressing the occurrence of migration. In addition, the effect of preventing migration can be obtained by shortening the crystal growth time due to the input time.

さらに、マイナス電圧の印加で圧電素子４が縮むので、圧電素子４の１回のストロークの範囲を拡大することができる。   Furthermore, since the piezoelectric element 4 is contracted by applying a negative voltage, the range of one stroke of the piezoelectric element 4 can be expanded.

そのうえ、圧電素子４へ印加する電圧をＰＷＭ制御するので、ＰＷＭ制御信号のデューティ比を変えることで圧電素子のストロークを無段階に変化させることができる。   In addition, since the voltage applied to the piezoelectric element 4 is PWM controlled, the stroke of the piezoelectric element can be changed steplessly by changing the duty ratio of the PWM control signal.

本発明の一実施形態にかかる圧電素子駆動装置の概略構成を説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining the schematic structure of the piezoelectric element drive device concerning one Embodiment of this invention. 圧電素子駆動装置の昇圧スイッチング回路、降圧スイッチング回路の回路構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structural example of the pressure | voltage rise switching circuit of a piezoelectric element drive device, and a pressure | voltage fall switching circuit. 圧電素子駆動装置による圧電素子の印加電圧と発生ストロークとの関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between the applied voltage and generation | occurrence | production stroke of a piezoelectric element by a piezoelectric element drive device. 従来の圧電素子駆動装置の概略構成を説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining schematic structure of the conventional piezoelectric element drive device.

符号の説明Explanation of symbols

１ 圧電素子駆動装置
２ 低圧電源
４ 圧電素子
５ 昇圧スイッチング回路
７ 降圧スイッチング回路
８ スイッチング素子駆動回路
９ ＰＷＭ制御回路
１０ 制御装置
Ｓ１〜Ｓ４ スイッチング素子
Ｌ１，Ｌ２ インダクタンス素子
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric element drive device 2 Low voltage power supply 4 Piezoelectric element 5 Step-up switching circuit 7 Step-down switching circuit 8 Switching element drive circuit 9 PWM control circuit 10 Controller S1-S4 Switching element L1, L2 Inductance element D1, D2 Diode

Claims (1)

電源電圧を昇圧して圧電素子に印加する昇圧スイッチング回路と、
前記電源電圧から負電圧を生成して前記圧電素子に印加する降圧スイッチング回路と、
前記昇圧スイッチング回路及び前記降圧スイッチング回路にそれぞれデューティ比を可変としてＰＷＭ制御信号を駆動信号として入力するＰＷＭ制御回路と、
前記昇圧スイッチング回路の出力の圧電素子への供給をオン、オフする第１スイッチング素子と、
前記降圧スイッチング回路の出力の圧電素子への供給をオン、オフする第２スイッチング素子と、
前記ＰＷＭ制御回路による前記デューティ比を制御し、また、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン、オフを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記デューティ比及び前記オン、オフの制御により、前記圧電素子の１回分のストロークの開始から終了までに、前記圧電素子への印加電圧が０、前記圧電素子４ストロークが０の状態から、前記圧電素子への印加電圧が上昇して前記圧電素子のストロークも上昇するPhase１と、この後、前記圧電素子に蓄積された電荷を放出するPhase２と、この後、前記圧電素子の電圧をマイナス電圧とし、前記圧電素子のストロークを前記圧電素子の電圧が０のときよりさらに小さくするPhase３と、この後、前記圧電素子への印加電圧が０、前記圧電素子のストロークが０の状態である初期状態に戻すPhase４とを順次実施する、
圧電素子駆動装置。 A step-up switching circuit for stepping up the power supply voltage and applying it to the piezoelectric element;
A step-down switching circuit that generates a negative voltage from the power supply voltage and applies the negative voltage to the piezoelectric element;
A PWM control circuit for inputting a PWM control signal as a drive signal with a variable duty ratio to each of the step-up switching circuit and the step-down switching circuit;
A first switching element that turns on and off the supply of the output of the step-up switching circuit to the piezoelectric element;
A second switching element that turns on and off the supply of the output of the step-down switching circuit to the piezoelectric element;
Control means for controlling the duty ratio by the PWM control circuit , and controlling on and off of the first switching element and the second switching element ;
Equipped with a,
The control means controls the duty ratio and the on / off control so that the voltage applied to the piezoelectric element is zero and the four strokes of the piezoelectric element are zero from the start to the end of one stroke of the piezoelectric element. From the state, Phase 1 in which the applied voltage to the piezoelectric element rises and the stroke of the piezoelectric element also rises, and then Phase 2 that releases the charge accumulated in the piezoelectric element, and then the voltage of the piezoelectric element Is set to a negative voltage, and the phase of the piezoelectric element is made smaller than when the voltage of the piezoelectric element is 0, and then the voltage applied to the piezoelectric element is 0 and the stroke of the piezoelectric element is 0 Phase 4 to return to a certain initial state is performed sequentially.
Piezoelectric element driving device.
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