JP5885544B2 - Piezoelectric transformer drive circuit, power supply device, and piezoelectric transformer drive method - Google Patents

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本発明は、圧電トランスを駆動して交流出力電圧を生成させる圧電トランスの駆動回路、この駆動回路を備えた電源装置、および圧電トランスの駆動方法に関するものである。   The present invention relates to a driving circuit for a piezoelectric transformer that drives a piezoelectric transformer to generate an AC output voltage, a power supply device including the driving circuit, and a driving method for the piezoelectric transformer.

この種の圧電トランスの駆動回路および駆動方法として、下記の特許文献1に開示された圧電トランスの駆動回路および駆動方法が知られている。この圧電トランスの駆動回路51は、一例として、図1に示すように、パルス生成部52およびフルブリッジ回路部3を備えている。   As a drive circuit and drive method for this type of piezoelectric transformer, a drive circuit and drive method for a piezoelectric transformer disclosed in the following Patent Document 1 are known. As shown in FIG. 1, the piezoelectric transformer drive circuit 51 includes a pulse generation unit 52 and a full bridge circuit unit 3.

この場合、フルブリッジ回路部3は、一対のコンプリメンタリ型プッシュプル回路(以下、「プッシュプル回路」ともいう)11,12を備え、プッシュプル回路11,12間に交流矩形波電圧V1を生成する。具体的には、プッシュプル回路11は、トランジスタ等のスイッチ素子13,14で構成されて、スイッチ素子13が電源電圧Vcc側に配置された状態で、電源電圧Vccとグランド電位との間に接続されている。また、プッシュプル回路12は、トランジスタ等のスイッチ素子15,16で構成されて、スイッチ素子15が電源電圧Vcc側に配置された状態で、電源電圧Vccとグランド電位との間に接続されている。   In this case, the full bridge circuit unit 3 includes a pair of complementary push-pull circuits (hereinafter also referred to as “push-pull circuits”) 11 and 12, and generates an AC rectangular wave voltage V 1 between the push-pull circuits 11 and 12. . Specifically, the push-pull circuit 11 includes switch elements 13 and 14 such as transistors, and is connected between the power supply voltage Vcc and the ground potential in a state where the switch element 13 is disposed on the power supply voltage Vcc side. Has been. The push-pull circuit 12 includes switch elements 15 and 16 such as transistors, and is connected between the power supply voltage Vcc and the ground potential in a state where the switch element 15 is disposed on the power supply voltage Vcc side. .

パルス生成部52は、図6に示すタイミングで駆動パルスS1,S2を生成すると共に、図1に示すように、駆動パルスS1をスイッチ素子14,15に出力し、駆動パルスS2をスイッチ素子13,16に出力することにより、スイッチ素子14,15の組と、スイッチ素子13,16の組とを交互にオン状態に移行させる。   The pulse generator 52 generates the drive pulses S1 and S2 at the timing shown in FIG. 6 and outputs the drive pulse S1 to the switch elements 14 and 15 as shown in FIG. By outputting to 16, the group of switch elements 14 and 15 and the group of switch elements 13 and 16 are alternately shifted to the ON state.

また、駆動回路51は、プッシュプル回路11が、圧電トランス4における圧電振動体21の一方の端部側に形成された一対の1次側電極22,23のうちの一方の1次側電極22に接続され、プッシュプル回路12が、他方の1次側電極23に接続されている。   In the drive circuit 51, the push-pull circuit 11 is one primary side electrode 22 of the pair of primary side electrodes 22, 23 formed on one end side of the piezoelectric vibrating body 21 in the piezoelectric transformer 4. The push-pull circuit 12 is connected to the other primary side electrode 23.

以上の構成により、駆動回路51では、フルブリッジ回路部3の各スイッチ素子13,14,15,16がパルス生成部52から出力される上記の駆動パルスS1,S2によって図6に示すタイミングでオン・オフを繰り返すことにより、同図に示すように、正側の波高値がVccとなり、負側の波高値が−Vccとなる交流矩形波電圧V1を生成して、圧電トランス4の一対の1次側電極22,23間に出力する。これにより、圧電トランス4では、圧電振動体21が、他方の端部に形成された2次側電極24に交流出力電圧V2を生成して、この2次側電極24とグランド電位との間に接続されている負荷5に出力する。   With the above configuration, in the drive circuit 51, the switch elements 13, 14, 15, 16 of the full bridge circuit unit 3 are turned on at the timing shown in FIG. 6 by the drive pulses S1, S2 output from the pulse generation unit 52. By repeating the off-state, as shown in the figure, an AC rectangular wave voltage V1 having a positive peak value of Vcc and a negative peak value of −Vcc is generated, and a pair of 1 of the piezoelectric transformer 4 is generated. Output between the secondary electrodes 22 and 23. As a result, in the piezoelectric transformer 4, the piezoelectric vibrating body 21 generates an AC output voltage V2 at the secondary electrode 24 formed at the other end, and between the secondary electrode 24 and the ground potential. Output to connected load 5.

なお、フルブリッジ回路部3では、プッシュプル回路11を構成するスイッチ素子13,14が同時にオン状態に移行しないようにし(電源電圧Vccがグランド電位に短絡しないようにし)、かつプッシュプル回路12を構成するスイッチ素子15,16が同時にオン状態に移行しないようにする必要がある。このため、パルス生成部52は、駆動パルスS1の出力の停止から駆動パルスS2の出力の開始までの間と、駆動パルスS2の出力の停止から駆動パルスS1の出力の開始までの間とに、同じ長さのデッドタイム(短絡防止期間)Tdがそれぞれ設けられている状態で駆動パルスS1,S2を出力するように構成されている。   In the full bridge circuit unit 3, the switch elements 13 and 14 constituting the push-pull circuit 11 are not simultaneously turned on (so that the power supply voltage Vcc is not short-circuited to the ground potential), and the push-pull circuit 12 is It is necessary that the switch elements 15 and 16 to be configured do not simultaneously shift to the on state. For this reason, the pulse generation unit 52 is between the stop of the output of the drive pulse S1 and the start of the output of the drive pulse S2, and between the stop of the output of the drive pulse S2 and the start of the output of the drive pulse S1. The drive pulses S1 and S2 are output in a state in which the dead time (short-circuit prevention period) Td having the same length is provided.

特開2001−86758号公報(第5−6頁、第12−13図)JP 2001-86758 A (pages 5-6, FIGS. 12-13)

ところで、使用する圧電トランス4の種類、フルブリッジ回路部3に使用する電源電圧Vcc、並びに駆動パルスS1,S2の周期およびデューティ比を変えないという条件の下で、圧電トランス4から出力される交流出力電圧V2の電圧値を高めることができれば、圧電トランス4の適用範囲をより拡げることができるので、好ましい。   By the way, the AC output from the piezoelectric transformer 4 under the condition that the type of the piezoelectric transformer 4 to be used, the power supply voltage Vcc used for the full bridge circuit unit 3, and the period and duty ratio of the drive pulses S1 and S2 are not changed. If the voltage value of the output voltage V2 can be increased, the applicable range of the piezoelectric transformer 4 can be further expanded, which is preferable.

本願発明者は、上記の条件下で、駆動パルスS1の出力の停止から駆動パルスS2の出力の開始までの間のオフ期間と、駆動パルスS2の出力の停止から駆動パルスS1の出力の開始までの間のオフ期間のそれぞれの長さのバランスを、フルブリッジ回路部3において上記した短絡が発生しない範囲内で変更する(一方のオフ期間を長くしつつ、他方のオフ期間を短くする)実験を実施したところ、両方のオフ期間の長さを揃えた(同一にした)ときよりも、両方のオフ期間の長さを違えたときの方が、交流出力電圧V2が高くなるという現象を発見した。   Under the above conditions, the inventor of the present application has an off period from the stop of the output of the drive pulse S1 to the start of the output of the drive pulse S2, and from the stop of the output of the drive pulse S2 to the start of the output of the drive pulse S1. An experiment in which the balance of the lengths of the off-periods is changed within a range in which the short circuit does not occur in the full-bridge circuit unit 3 (one off period is lengthened and the other off-period is shortened). As a result, the phenomenon was found that the AC output voltage V2 was higher when both off periods were made the same length (when they were the same). did.

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、圧電トランスから出力される交流出力電圧の電圧値を高め得る圧電トランスの駆動回路、この圧電トランスと駆動回路とを備えた電源装置、および圧電トランスの駆動方法を提供することを主目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and a piezoelectric transformer driving circuit capable of increasing the voltage value of an AC output voltage output from the piezoelectric transformer, a power supply device including the piezoelectric transformer and the driving circuit, And it aims at providing the drive method of a piezoelectric transformer.

上記目的を達成すべく請求項1記載の圧電トランスの駆動回路は、交流矩形波電圧を生成する共に当該交流矩形波電圧を圧電トランスの1次側電極間に印加することにより、当該圧電トランスの2次側電極に交流出力電圧を生成させる圧電トランスの駆動回路であって、前記交流矩形波電圧の電圧波形を構成する負側矩形波を、当該負側矩形波の前後に出力される一対の正側矩形波のうちのいずれか一方の正側矩形波との間に短絡防止期間で主として構成されるオフ期間を介在させ、かつ当該一方の正側矩形波側に偏在させた状態で当該交流矩形波電圧を生成する。   In order to achieve the above object, the piezoelectric transformer drive circuit according to claim 1 generates an AC rectangular wave voltage and applies the AC rectangular wave voltage between the primary electrodes of the piezoelectric transformer. A drive circuit for a piezoelectric transformer that generates an AC output voltage on a secondary side electrode, wherein a pair of negative square waves that form a voltage waveform of the AC rectangular wave voltage are output before and after the negative rectangular wave The alternating current in a state in which an off period mainly composed of a short-circuit prevention period is interposed between any one of the positive rectangular waves and the one of the positive rectangular waves is unevenly distributed on the one positive rectangular wave side Generate a square wave voltage.

また、請求項2記載の圧電トランスの駆動回路は、請求項1記載の圧電トランスの駆動回路において、前記オフ期間は、前記短絡防止期間のみで構成されている。   According to a second aspect of the present invention, in the piezoelectric transformer driving circuit according to the first aspect, the off period is constituted only by the short-circuit prevention period.

また、請求項3記載の電源装置は、請求項1または2記載の圧電トランスの駆動回路と、前記圧電トランスとを備え、当該圧電トランスによって生成された前記交流出力電圧に基づいて負荷用の出力電圧を生成して出力する。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus comprising: the piezoelectric transformer drive circuit according to the first or second aspect; and the piezoelectric transformer, and an output for a load based on the AC output voltage generated by the piezoelectric transformer. Generate and output voltage.

また、請求項4記載の圧電トランスの駆動方法は、圧電トランスの1次側電極間に交流矩形波電圧を印加して、当該圧電トランスの2次側電極に交流出力電圧を生成させる圧電トランスの駆動方法であって、前記交流矩形波電圧の電圧波形を構成する負側矩形波を、当該負側矩形波の前後に出力される一対の正側矩形波のうちのいずれか一方の正側矩形波との間に短絡防止期間で主として構成されるオフ期間を介在させ、かつ当該一方の正側矩形波側に偏在させた状態で当該交流矩形波電圧を生成する。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric transformer driving method in which an AC rectangular wave voltage is applied between primary electrodes of a piezoelectric transformer to generate an AC output voltage on the secondary electrode of the piezoelectric transformer. A driving method, wherein a negative rectangular wave constituting a voltage waveform of the AC rectangular wave voltage is a positive rectangular of one of a pair of positive rectangular waves output before and after the negative rectangular wave The AC rectangular wave voltage is generated in a state where an off period mainly composed of a short-circuit prevention period is interposed between the waves and the wave is unevenly distributed on the one positive rectangular wave side.

請求項1記載の圧電トランスの駆動回路、請求項3記載の電源装置、および請求項4記載の圧電トランスの駆動方法では、交流矩形波電圧の電圧波形を構成する負側矩形波を、この負側矩形波の前後に出力される一対の正側矩形波のうちのいずれか一方の正側矩形波との間に短絡防止期間で主として構成されるオフ期間を介在させ、かつこの一方の正側矩形波側に偏在させた状態で交流矩形波電圧を生成して、圧電トランスの一対の1次側電極間に出力する。   In the piezoelectric transformer drive circuit according to claim 1, the power supply device according to claim 3, and the piezoelectric transformer drive method according to claim 4, the negative-side rectangular wave constituting the voltage waveform of the AC rectangular wave voltage is converted into the negative-side rectangular wave. An off period mainly composed of a short-circuit prevention period is interposed between any one of the pair of positive rectangular waves output before and after the side rectangular wave, and this one positive side An AC rectangular wave voltage is generated while being unevenly distributed on the rectangular wave side, and is output between the pair of primary electrodes of the piezoelectric transformer.

したがって、この圧電トランスの駆動回路、電源装置および圧電トランスの駆動方法によれば、圧電トランスの種類およびフルブリッジ回路部に使用する電源電圧を一定とし、かつ交流矩形波電圧を構成する正側矩形波および負側矩形波の周期およびデューティ比(各矩形波のパルス幅)を一定とするという条件の下で、電圧値が高められた交流出力電圧を圧電トランスから出力させることができる。   Therefore, according to this piezoelectric transformer drive circuit, power supply device, and piezoelectric transformer drive method, the positive side rectangle that forms the AC rectangular wave voltage with the type of the piezoelectric transformer and the power supply voltage used for the full-bridge circuit section being constant. An AC output voltage with an increased voltage value can be output from the piezoelectric transformer under the condition that the period and duty ratio (pulse width of each rectangular wave) of the wave and the negative rectangular wave are constant.

請求項2記載の圧電トランスの駆動回路によれば、オフ期間を短絡防止期間のみで構成するようにしたことにより、電圧値が最も高められた交流出力電圧を圧電トランスから出力させることができる。   According to the piezoelectric transformer drive circuit of the second aspect, since the off period is configured only by the short-circuit prevention period, the AC output voltage having the highest voltage value can be output from the piezoelectric transformer.

圧電トランス4の駆動回路1(51)を備えた電源装置PSの構成を示す構成図である。2 is a configuration diagram showing a configuration of a power supply device PS including a drive circuit 1 (51) for a piezoelectric transformer 4. FIG. 駆動回路1の動作および圧電トランス4の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining the operation of the drive circuit 1 and the method for driving the piezoelectric transformer 4. 圧電トランス4の駆動方法についての実験内容を説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining the contents of an experiment regarding a driving method of the piezoelectric transformer 4. 交流矩形波電圧V1のT2/T1を0.3に維持しつつ、T3/T1を変化させたときの圧電トランス4で生成した交流出力電圧V2の電圧値の変化の様子を示す圧電トランス4の出力特性図である。The piezoelectric transformer 4 shows how the voltage value of the AC output voltage V2 generated by the piezoelectric transformer 4 changes when T3 / T1 is changed while maintaining T2 / T1 of the AC rectangular wave voltage V1 at 0.3. It is an output characteristic figure. 交流矩形波電圧V1のT2/T1を0.1に維持しつつ、T3/T1を変化させたときの圧電トランス4で生成した交流出力電圧V2の電圧値の変化の様子を示す圧電トランス4の出力特性図である。The piezoelectric transformer 4 shows how the voltage value of the AC output voltage V2 generated by the piezoelectric transformer 4 changes when T3 / T1 is changed while maintaining T2 / T1 of the AC rectangular wave voltage V1 at 0.1. It is an output characteristic figure. 従来の圧電トランス4の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining a conventional method for driving a piezoelectric transformer 4.

以下、圧電トランスの駆動回路、電源装置および圧電トランスの駆動方法についての実施の形態について、添付図面を参照して説明する。   Embodiments of a piezoelectric transformer driving circuit, a power supply device, and a piezoelectric transformer driving method will be described below with reference to the accompanying drawings.

最初に、圧電トランスの駆動回路1およびこの駆動回路1を備えた電源装置PSの構成について、図面を参照して説明する。   First, the configuration of the piezoelectric transformer drive circuit 1 and the power supply device PS including the drive circuit 1 will be described with reference to the drawings.

電源装置PSは、図1に示すように、駆動回路1および圧電トランス4を備えて、交流出力電圧V2を生成すると共に、生成した交流出力電圧V2に基づいて負荷5用の出力電圧を生成して、負荷5に出力可能に構成されている。なお、本例では、一例として、圧電トランス4で生成した交流出力電圧V2をそのまま負荷5用の出力電圧として、負荷5に出力する。   As shown in FIG. 1, the power supply device PS includes a drive circuit 1 and a piezoelectric transformer 4, and generates an AC output voltage V2, and generates an output voltage for the load 5 based on the generated AC output voltage V2. Thus, the load 5 can be output. In this example, as an example, the AC output voltage V2 generated by the piezoelectric transformer 4 is output to the load 5 as it is as the output voltage for the load 5.

駆動回路1は、図1に示すように、パルス生成部2およびフルブリッジ回路部3を備えている。パルス生成部2は、フルブリッジ回路部3を構成する後述の各スイッチ素子14,15を駆動するための駆動パルスS1と、後述の各スイッチ素子13,16を駆動するための駆動パルスS2とを生成して出力する。   The drive circuit 1 includes a pulse generation unit 2 and a full bridge circuit unit 3 as shown in FIG. The pulse generator 2 includes a drive pulse S1 for driving each switch element 14 and 15, which will be described later, constituting the full bridge circuit section 3, and a drive pulse S2 for driving each switch element 13, 16 which will be described later. Generate and output.

具体的には、パルス生成部2は、図2に示すように、駆動パルスS2の前後に出力される一対の駆動パルスS1のうちのいずれか一方の駆動パルスS1(本例では、後の駆動パルスS1)とこの駆動パルスS2との間に短絡防止期間(デッドタイム)Tdで主として構成されるオフ期間(各駆動パルスS1,S2がいずれも出力されない期間)Toff1を介在させ、かつこの駆動パルスS2をこの後の駆動パルスS1側に偏在させた状態で、各駆動パルスS1,S2を生成する。言い換えれば、パルス生成部2は、駆動パルスS1における始端および終端のうちのいずれか一方の端部(同図では一例として始端(左端))と、駆動パルスS2における始端および終端のうちの駆動パルスS1における上記の一方の端部(始端)と異なる種類の一方の端部(終端(同図での右端))とが上記のオフ期間Toff1を挟んで連続して出現する状態を維持しつつ、この駆動パルスS2の前後に出力される一対の駆動パルスS1間において、この駆動パルスS2を本例では後の駆動パルスS1側に偏在させた状態で各駆動パルスS1,S2を生成する。   Specifically, as shown in FIG. 2, the pulse generator 2 generates one of the pair of drive pulses S1 output before and after the drive pulse S2 (in this example, the subsequent drive). An off period (a period in which none of the drive pulses S1 and S2 are output) Toff1 is interposed between the pulse S1) and the drive pulse S2, and this drive pulse is mainly composed of a short-circuit prevention period (dead time) Td. The drive pulses S1 and S2 are generated in a state where S2 is unevenly distributed on the drive pulse S1 side. In other words, the pulse generation unit 2 is one of the start end and the end of the drive pulse S1 (start end (left end as an example in the figure)) and the drive pulse of the start end and end of the drive pulse S2. While maintaining the state in which the one end (starting end) in S1 and one end (terminal end (right end in the figure)) of a different type appear continuously across the off period Toff1, In this example, the drive pulses S1 and S2 are generated in a state where the drive pulse S2 is unevenly distributed on the side of the subsequent drive pulse S1 between the pair of drive pulses S1 output before and after the drive pulse S2.

この場合、この短絡防止期間Tdは、フルブリッジ回路部3を構成する後述のプッシュプル回路11を構成するスイッチ素子13,14が同時にオン状態に移行せず(電源電圧Vccがプッシュプル回路11を介してグランド電位に短絡せず)、かつ後述のプッシュプル回路12を構成するスイッチ素子15,16が同時にオン状態に移行しない(電源電圧Vccがプッシュプル回路12を介してグランド電位に短絡しない)最小限の長さ(時間間隔)に規定されている。また、オフ期間Toff1は、短絡防止期間Tdとほぼ等しい長さ(具体的には、オフ期間Toff1に占める短絡防止期間Tdの割合が80%以上、好ましくは90%以上となる長さ)に規定されることにより、短絡防止期間Tdで主として構成されている。   In this case, during this short-circuit prevention period Td, the switch elements 13 and 14 constituting the push-pull circuit 11 which will be described later constituting the full bridge circuit unit 3 do not shift to the ON state simultaneously (the power supply voltage Vcc is applied to the push-pull circuit 11). And the switch elements 15 and 16 constituting the push-pull circuit 12 to be described later are not simultaneously turned on (the power supply voltage Vcc is not short-circuited to the ground potential via the push-pull circuit 12). It is defined as a minimum length (time interval). Further, the off period Toff1 is defined to have a length substantially equal to the short-circuit prevention period Td (specifically, the length of the short-circuit prevention period Td occupying the off-period Toff1 is 80% or more, preferably 90% or more). By doing so, it is mainly configured with a short-circuit prevention period Td.

また、駆動パルスS2の前後に出力される一対の駆動パルスS1のうちの他方の駆動パルスS1(本例では、前の駆動パルスS1)とこの駆動パルスS2との間にも、他のオフ期間Toff2が介在しているが、上記のようにして駆動パルスS2を後の駆動パルスS1側に偏在させたことにより、この他のオフ期間Toff2は、上記のオフ期間Toff1よりも、常に長い状態に維持されている。   In addition, another off period is also present between the other driving pulse S1 (the previous driving pulse S1 in this example) of the pair of driving pulses S1 output before and after the driving pulse S2 and the driving pulse S2. Although Toff2 is present, the other off-period Toff2 is always longer than the above-mentioned off-period Toff1 because the drive pulse S2 is unevenly distributed to the subsequent drive pulse S1 as described above. Maintained.

この構成により、パルス生成部2は、駆動パルスS1のデューティ比を設定するときには、駆動パルスS1における上記した一方の端部(図2中の始端)を基準として、パルス幅T2(一方の端部から他方の端部(図2中の終端(右端))までの時間)を矢印Aで示すように変更する。また、パルス生成部2は、駆動パルスS2のデューティ比を設定するときには、駆動パルスS2における上記した一方の端部(図2中の終端)を基準として、パルス幅T2(一方の端部から他方の端部(図2中の始端(左端))までの時間)を矢印Aで示すように変更する。つまり、他のオフ期間Toff2の長さを変更する。   With this configuration, when the duty ratio of the drive pulse S1 is set, the pulse generator 2 uses the above-mentioned one end (starting end in FIG. 2) of the drive pulse S1 as a reference and the pulse width T2 (one end) 2 to the other end (the time from the end (right end) in FIG. 2) is changed as indicated by an arrow A. Further, when setting the duty ratio of the drive pulse S2, the pulse generator 2 sets the pulse width T2 (from one end to the other with reference to the one end (the end in FIG. 2) of the drive pulse S2. 2 (time until the start end (left end) in FIG. 2) is changed as indicated by an arrow A. That is, the length of the other off period Toff2 is changed.

フルブリッジ回路部3は、一対のコンプリメンタリ型プッシュプル回路(以下、「プッシュプル回路」ともいう)11,12を備え、プッシュプル回路11,12間に交流矩形波電圧V1を生成する。具体的には、プッシュプル回路11は、スイッチ素子(例えば電界効果型トランジスタ)13,14で構成されて、スイッチ素子13が電源電圧Vcc側に配置され、スイッチ素子14がグランド電位側に配置された状態で、電源電圧Vccとグランド電位との間に接続されている。また、プッシュプル回路12は、スイッチ素子(例えば電界効果型トランジスタ)15,16で構成されて、スイッチ素子15が電源電圧Vcc側に配置され、スイッチ素子16がグランド電位側に配置された状態で、電源電圧Vccとグランド電位との間に接続されている。   The full bridge circuit unit 3 includes a pair of complementary push-pull circuits (hereinafter also referred to as “push-pull circuits”) 11 and 12, and generates an AC rectangular wave voltage V 1 between the push-pull circuits 11 and 12. Specifically, the push-pull circuit 11 includes switch elements (for example, field effect transistors) 13 and 14, the switch element 13 is disposed on the power supply voltage Vcc side, and the switch element 14 is disposed on the ground potential side. In this state, it is connected between the power supply voltage Vcc and the ground potential. The push-pull circuit 12 includes switch elements (for example, field effect transistors) 15 and 16, with the switch element 15 disposed on the power supply voltage Vcc side and the switch element 16 disposed on the ground potential side. Are connected between the power supply voltage Vcc and the ground potential.

また、各プッシュプル回路11,12のスイッチ素子13〜16のうちの、スイッチ素子14,15は、パルス生成部2から出力される駆動パルスS1によって駆動されて、駆動パルスS1が入力されている期間においてオン状態に移行し、それ以外の期間はオフ状態に移行する。また、スイッチ素子13,16は、駆動パルスS2によって駆動されて、駆動パルスS2が入力されている期間においてオン状態に移行し、それ以外の期間はオフ状態に移行する。   In addition, among the switch elements 13 to 16 of the push-pull circuits 11 and 12, the switch elements 14 and 15 are driven by the drive pulse S1 output from the pulse generator 2, and the drive pulse S1 is input. It shifts to an on state during a period, and shifts to an off state during other periods. Further, the switch elements 13 and 16 are driven by the drive pulse S2, and shift to the on state during the period when the drive pulse S2 is input, and shift to the off state during the other periods.

また、フルブリッジ回路部3では、プッシュプル回路11における各スイッチ素子13,14の接続点Aと、プッシュプル回路12における各スイッチ素子15,16の接続点Bとが、それぞれ交流矩形波電圧V1の出力端子として機能して、圧電トランス4の後述する1次側電極22,23に接続されている。   Further, in the full bridge circuit unit 3, the connection point A of the switch elements 13 and 14 in the push-pull circuit 11 and the connection point B of the switch elements 15 and 16 in the push-pull circuit 12 are respectively an AC rectangular wave voltage V1. And is connected to primary electrodes 22 and 23 (to be described later) of the piezoelectric transformer 4.

圧電トランス4は、圧電振動体21、圧電振動体21の一方の端部側に圧電振動体21の厚み方向に離間して形成された一対の1次側電極22,23、圧電振動体21の他方の端部側に形成された2次側電極24を備えて構成されている。このように構成された圧電トランス4は、交流矩形波電圧V1が1次側電極22,23間に入力されている状態において、機械的振動が圧電振動体21における1次側電極22,23の形成部位側に励起されて、圧電振動体21における2次側電極24の形成部位側においてこの機械的振動を電圧に変換して交流出力電圧V2を生成する。なお、この生成された交流出力電圧V2は、2次側電極24に接続されている出力端子C(電源装置PSにおける出力端子)から電源装置PSの外部に出力される。   The piezoelectric transformer 4 includes a piezoelectric vibrating body 21, a pair of primary-side electrodes 22 and 23 formed on one end side of the piezoelectric vibrating body 21 and spaced apart in the thickness direction of the piezoelectric vibrating body 21, and the piezoelectric vibrating body 21. A secondary side electrode 24 formed on the other end side is provided. In the piezoelectric transformer 4 configured in this way, the mechanical vibration is applied to the primary side electrodes 22 and 23 of the piezoelectric vibrating body 21 in a state where the AC rectangular wave voltage V1 is input between the primary side electrodes 22 and 23. Excited to the formation site side, this mechanical vibration is converted into a voltage on the formation site side of the secondary electrode 24 in the piezoelectric vibrator 21 to generate an AC output voltage V2. The generated AC output voltage V2 is output from the output terminal C (output terminal in the power supply device PS) connected to the secondary electrode 24 to the outside of the power supply device PS.

次に、電源装置PSおよび駆動回路1の動作と共に、駆動回路1による圧電トランス4の駆動方法について、図面を参照して説明する。   Next, a method for driving the piezoelectric transformer 4 by the drive circuit 1 together with operations of the power supply device PS and the drive circuit 1 will be described with reference to the drawings.

この電源装置PSでは、パルス生成部2が、図2に示すように、駆動パルスS2の前後に出力される一対の駆動パルスS1のうちの後の駆動パルスS1とこの駆動パルスS2との間にオフ期間Toff1を介在させ、かつ駆動パルスS2をこの後の駆動パルスS1側に偏在させた状態で、各駆動パルスS1,S2を生成してフルブリッジ回路部3に出力する。   In the power supply device PS, as shown in FIG. 2, the pulse generation unit 2 has a drive pulse S1 between the drive pulse S1 and the drive pulse S1 after the drive pulse S1 output before and after the drive pulse S2. The drive pulses S1 and S2 are generated and output to the full bridge circuit unit 3 in a state where the off-period Toff1 is interposed and the drive pulse S2 is unevenly distributed on the subsequent drive pulse S1 side.

フルブリッジ回路部3では、駆動パルスS1に従い、プッシュプル回路11のスイッチ素子14とプッシュプル回路12のスイッチ素子15とが同期してオン状態およびオフ状態を交互に繰り返し、駆動パルスS2に従い、プッシュプル回路11のスイッチ素子13とプッシュプル回路12のスイッチ素子16とが同期してオン状態およびオフ状態を交互に繰り返す。   In the full bridge circuit unit 3, the switch element 14 of the push-pull circuit 11 and the switch element 15 of the push-pull circuit 12 are alternately and alternately switched on and off in accordance with the drive pulse S1, and pushed in accordance with the drive pulse S2. The switch element 13 of the pull circuit 11 and the switch element 16 of the push-pull circuit 12 are alternately and repeatedly turned on and off.

これにより、図2に示すように、駆動パルスS1の入力時には、接続点Aがオン状態のスイッチ素子14を介してグランド電位に接続されると共に、接続点Bがオン状態のスイッチ素子15を介して電源電圧Vccに接続され、駆動パルスS2の入力時には、接続点Aがオン状態のスイッチ素子13を介して電源電圧Vccに接続されると共に、接続点Bがオン状態のスイッチ素子16を介してグランド電位に接続される。このため、フルブリッジ回路部3は、その一対の出力端子としての各接続点A,B間に、図2に示すような正側の波高値がVccとなり、負側の波高値が−Vccとなる交流矩形波電圧V1を生成して、この交流矩形波電圧V1を圧電トランス4の1次側電極22,23間に印加(出力)する。   Thus, as shown in FIG. 2, when the drive pulse S1 is input, the connection point A is connected to the ground potential via the switch element 14 in the on state, and the connection point B is connected to the ground element via the switch element 15 in the on state. When the drive pulse S2 is input, the connection point A is connected to the power supply voltage Vcc via the switch element 13 in the on state, and the connection point B is connected via the switch element 16 in the on state. Connected to ground potential. For this reason, the full bridge circuit section 3 has a positive peak value Vcc as shown in FIG. 2 between the connection points A and B as a pair of output terminals, and a negative peak value −Vcc. The AC rectangular wave voltage V1 is generated, and this AC rectangular wave voltage V1 is applied (output) between the primary electrodes 22 and 23 of the piezoelectric transformer 4.

圧電トランス4は、1次側電極22,23間への交流矩形波電圧V1の印加により、2次側電極24に交流出力電圧V2を生成すると共に、生成した交流出力電圧V2を出力端子Cを介して負荷5に出力する。   The piezoelectric transformer 4 generates an AC output voltage V2 at the secondary side electrode 24 by applying an AC rectangular wave voltage V1 between the primary side electrodes 22 and 23, and outputs the generated AC output voltage V2 to the output terminal C. Output to the load 5 via

この駆動回路1では、上記したように、各駆動パルスS1,S2において、駆動パルスS2の前後に出力される一対の駆動パルスS1のうちの後の駆動パルスS1とこの駆動パルスS2との間に短絡防止期間Tdで主として構成されるオフ期間Toff1が介在し、かつこの駆動パルスS2が後の駆動パルスS1側に偏在する状態が維持されている。また、駆動パルスS1,S2のデューティ比の設定に際しては、この状態が維持されたままで、各駆動パルスS1,S2のパルス幅T2が矢印Aで示されるように変更される。   In the drive circuit 1, as described above, in each of the drive pulses S1 and S2, between the drive pulse S1 and the drive pulse S2 after the pair of drive pulses S1 output before and after the drive pulse S2. An off period Toff1 mainly composed of the short-circuit prevention period Td is interposed, and the state where the drive pulse S2 is unevenly distributed on the subsequent drive pulse S1 side is maintained. Further, when setting the duty ratio of the drive pulses S1, S2, the pulse width T2 of each of the drive pulses S1, S2 is changed as indicated by the arrow A while maintaining this state.

このため、フルブリッジ回路部3で生成する交流矩形波電圧V1においても、図2に示すように、交流矩形波電圧V1の電圧波形を構成する負側矩形波Vmの前後に出力されるこの電圧波形を構成する一対の正側矩形波Vpのうちのいずれか一方の正側矩形波Vp(本例では、後の正側矩形波Vp)とこの負側矩形波Vmとの間に短絡防止期間Tdで主として構成されるオフ期間Toff1が介在し、かつこの負側矩形波Vmが一方の正側矩形波Vp側に偏在している状態が維持されている。また、正側矩形波Vpおよび負側矩形波Vmの各デューティ比の設定に際しては、この状態が維持されたままで、正側矩形波Vpおよび負側矩形波Vmの各パルス幅T2が矢印Aで示されるように変更される。   Therefore, also in the AC rectangular wave voltage V1 generated by the full bridge circuit unit 3, as shown in FIG. 2, this voltage output before and after the negative rectangular wave Vm constituting the voltage waveform of the AC rectangular wave voltage V1. A short-circuit prevention period between one positive rectangular wave Vp (in this example, the subsequent positive rectangular wave Vp in this example) of the pair of positive rectangular waves Vp constituting the waveform and the negative rectangular wave Vm. An off period Toff1 mainly composed of Td is interposed, and the state where the negative-side rectangular wave Vm is unevenly distributed on the one positive-side rectangular wave Vp side is maintained. When setting the duty ratios of the positive side rectangular wave Vp and the negative side rectangular wave Vm, the pulse width T2 of the positive side rectangular wave Vp and the negative side rectangular wave Vm is indicated by an arrow A while maintaining this state. Changed as shown.

本願発明者は、図3に示すように、交流矩形波電圧V1の周期T1を一定(つまり、正側矩形波Vpおよび負側矩形波Vmも周期T1で一定)にした状態において、正側矩形波Vpおよび負側矩形波Vmの各パルス幅T2についても一定に維持しながら、正側矩形波Vpにおける一方の端部(同図での始端(左端))と、負側矩形波Vmにおける一方の端部(同図での終端(右端))との間の時間間隔T3を、同図中の上段に示される状態(時間間隔T3=短絡防止期間Td)から、中段に示される状態(負側矩形波Vmがその前後の正側矩形波Vpの中間点で出力される状態)を経由して、下段に示される状態(負側矩形波Vmの前後に出力される一対の正側矩形波Vpのうちの前の正側矩形波Vpとこの負側矩形波Vmとの間に短絡防止期間Tdのみが介在し、かつこの負側矩形波Vmがこの前の正側矩形波Vp側に偏在している状態)に至るまで、徐々に長くしたとき(負側矩形波Vmの前後の正側矩形波Vpのうちの前側の正側矩形波Vpに徐々に近づけたとき)の交流出力電圧V2の変化の様子を実験で測定した。   As shown in FIG. 3, the inventor of the present application has a positive rectangular shape in a state where the period T1 of the AC rectangular wave voltage V1 is constant (that is, the positive rectangular wave Vp and the negative rectangular wave Vm are also constant at the period T1). While maintaining the pulse width T2 of the wave Vp and the negative rectangular wave Vm constant, one end of the positive rectangular wave Vp (starting end (left end) in the figure) and one of the negative rectangular wave Vm The time interval T3 to the end of the figure (the end (right end) in the figure) is changed from the state shown in the upper part of the figure (time interval T3 = short-circuit prevention period Td) to the state shown in the middle part (negative The state shown in the lower stage (a state in which the side rectangular wave Vm is output at an intermediate point between the front and rear positive rectangular waves Vp) (a pair of positive rectangular waves output before and after the negative rectangular wave Vm) Prevent short circuit between the positive square wave Vp in front of Vp and the negative square wave Vm. When only the interval Td is present and the negative rectangular wave Vm is gradually increased until the negative rectangular wave Vm is unevenly distributed to the previous positive rectangular wave Vp side (the positive and negative before and after the negative rectangular wave Vm). The state of change in the AC output voltage V2 (when gradually approaching the front positive rectangular wave Vp of the side rectangular waves Vp) was measured by experiment.

なお、図3中の下段に示される状態とは、パルス生成部2が、駆動パルスS2の前後に出力される一対の駆動パルスS1のうちの前の駆動パルスS1とこの駆動パルスS2との間に短絡防止期間Tdのみが介在し、かつこの駆動パルスS2が前の駆動パルスS1側に偏在する状態で、各駆動パルスS1,S2を生成している状態である。また、この実験では、圧電トランス4としてタムラ製作所製のAS−A243Tを使用し、電源電圧Vccを20Vに規定し、各プッシュプル回路11,12を構成するスイッチ素子13,15としてPチャンネル型のパワーMOSFET(TPC8120:東芝製)を使用すると共に、スイッチ素子14,16としてNチャンネル型のパワーMOSFET(TPC8063−H:東芝製)を使用した。また、各駆動パルスS1,S2の周期T1を10μs(周波数では100kHz)に規定した。   The state shown in the lower part of FIG. 3 means that the pulse generator 2 is between the previous drive pulse S1 and the drive pulse S2 of the pair of drive pulses S1 output before and after the drive pulse S2. In this state, only the short-circuit prevention period Td is present, and the drive pulses S1 and S2 are generated in a state where the drive pulse S2 is unevenly distributed on the previous drive pulse S1 side. In this experiment, AS-A243T manufactured by Tamura Corporation is used as the piezoelectric transformer 4, the power supply voltage Vcc is regulated to 20V, and the switch elements 13 and 15 constituting the push-pull circuits 11 and 12 are P-channel type. A power MOSFET (TPC8120: manufactured by Toshiba) was used, and an N-channel type power MOSFET (TPC8063-H: manufactured by Toshiba) was used as the switch elements 14 and 16. Further, the cycle T1 of each drive pulse S1, S2 is defined as 10 μs (frequency is 100 kHz).

交流矩形波電圧V1の周期T1に対する正側矩形波Vpおよび負側矩形波Vmの各パルス幅T2の比率(デューティ比)を0.3(=T2/T1)としたときの、この実験の結果を図4に示す。なお、横軸は、周期T1に対する時間間隔T3の比率(=T3/T1)を示している。   Results of this experiment when the ratio (duty ratio) of each pulse width T2 of the positive rectangular wave Vp and the negative rectangular wave Vm to the period T1 of the AC rectangular wave voltage V1 is 0.3 (= T2 / T1) Is shown in FIG. The horizontal axis indicates the ratio of the time interval T3 to the period T1 (= T3 / T1).

この実験の結果によれば、交流出力電圧V2の電圧値(ピークtoピーク)は、図3中の上段に示す状態から時間間隔T3が長くなるに伴って徐々に低下し、比率T3/T1が0.2のとき、すなわち、正側矩形波Vpに対する負側矩形波Vmの位置が同図中の中段に示す状態のときに、最小になる。また、交流出力電圧V2の電圧値は、この中段に示す状態からさらに時間間隔T3が長くなるに伴い、徐々に上昇し、この上昇は同図中の下段に示す状態のときまで継続する、という特性を有していることが確認できる。   According to the result of this experiment, the voltage value (peak to peak) of the AC output voltage V2 gradually decreases as the time interval T3 becomes longer from the state shown in the upper part of FIG. 3, and the ratio T3 / T1 is When the value is 0.2, that is, when the position of the negative rectangular wave Vm with respect to the positive rectangular wave Vp is in the state shown in the middle of FIG. Further, the voltage value of the AC output voltage V2 gradually increases as the time interval T3 becomes longer from the state shown in the middle stage, and this increase continues until the state shown in the lower stage in the figure. It can be confirmed that it has characteristics.

また、交流矩形波電圧V1の周期T1に対する正側矩形波Vpおよび負側矩形波Vmの各パルス幅T2の比率(デューティ比)を0.1(=T2/T1)としたときの、この実験の結果を図5に示す。   This experiment was performed when the ratio (duty ratio) of each pulse width T2 of the positive rectangular wave Vp and the negative rectangular wave Vm to the period T1 of the AC rectangular wave voltage V1 was 0.1 (= T2 / T1). The results are shown in FIG.

この実験の結果においても、交流出力電圧V2の電圧値(ピークtoピーク)は、図3中の上段に示す状態から時間間隔T3が長くなるに伴って徐々に低下し、比率T3/T1が0.4のとき、すなわち、正側矩形波Vpに対する負側矩形波Vmの位置が同図中の中段に示す状態のときに、最小になる。また、交流出力電圧V2の電圧値は、この中段に示す状態からさらに時間間隔T3が長くなるに伴い、徐々に上昇し、この上昇は同図中の下段に示す状態のときまで継続する、という特性を有していることが確認できる。   Also in the result of this experiment, the voltage value (peak to peak) of the AC output voltage V2 gradually decreases as the time interval T3 increases from the state shown in the upper part of FIG. 3, and the ratio T3 / T1 is 0. .4, that is, when the position of the negative-side rectangular wave Vm with respect to the positive-side rectangular wave Vp is in the state shown in the middle of FIG. Further, the voltage value of the AC output voltage V2 gradually increases as the time interval T3 becomes longer from the state shown in the middle stage, and this increase continues until the state shown in the lower stage in the figure. It can be confirmed that it has characteristics.

これにより、この電源装置PSでは、圧電トランス4が、負側矩形波Vmがこの負側矩形波Vmの前後で出力される一対の正側矩形波Vpのうちの一方の正側矩形波Vp(後の正側矩形波Vp)側にオフ期間Toff1(短絡防止期間Tdで主として構成される期間)が介在し、かつこの一方の正側矩形波Vp側に偏在している状態で出力される交流矩形波電圧V1によって駆動されるため、電圧値が最も高い状態または最も高い状態に近い状態に高められた交流出力電圧V2(電圧値が高められた交流出力電圧V2)を2次側電極24において生成して、負荷5に供給することが可能となっている。   Thereby, in this power supply device PS, the piezoelectric transformer 4 causes the negative rectangular wave Vm to be output from one positive rectangular wave Vp (of the pair of positive rectangular waves Vp output before and after the negative rectangular wave Vm ( An alternating current that is output in a state in which an off-period Toff1 (a period mainly composed of a short-circuit prevention period Td) is present on the side of the subsequent positive-side rectangular wave Vp and is unevenly distributed on the one-side positive-side rectangular wave Vp side Since it is driven by the rectangular wave voltage V <b> 1, the AC output voltage V <b> 2 (AC output voltage V <b> 2 with the increased voltage value) increased to the state where the voltage value is the highest or close to the highest state is applied to the secondary electrode 24. It can be generated and supplied to the load 5.

なお、図示はしないが、交流矩形波電圧V1の周期T1に対する正側矩形波Vpおよび負側矩形波Vmの各パルス幅T2の比率(デューティ比)を短絡防止期間Tdを確保した状態で0.5(=T2/T1)に近づけたときには、負側矩形波Vmがこの負側矩形波Vmの前後で出力される一対の正側矩形波Vpのうちの一方側に偏る程度が徐々に少なくなり、負側矩形波Vmがこの一対の正側矩形波Vpの中間点で出力される構成に近づくことから、交流出力電圧V2をより高める効果が次第に低下することが確認されている。   Although not shown, the ratio (duty ratio) of each pulse width T2 of the positive rectangular wave Vp and the negative rectangular wave Vm to the period T1 of the AC rectangular wave voltage V1 is set to 0. 0 in a state where the short-circuit prevention period Td is secured. When approaching 5 (= T2 / T1), the degree to which the negative rectangular wave Vm is biased to one side of the pair of positive rectangular waves Vp output before and after the negative rectangular wave Vm gradually decreases. It has been confirmed that the effect of increasing the AC output voltage V2 gradually decreases because the negative rectangular wave Vm approaches the configuration in which the negative rectangular wave Vm is output at the midpoint of the pair of positive rectangular waves Vp.

このように、この圧電トランス4の駆動回路1、この駆動回路1を有する電源装置PS、および圧電トランス4の駆動方法では、交流矩形波電圧V1の電圧波形を構成する負側矩形波Vmを、この負側矩形波Vmの前後に出力される一対の正側矩形波Vpのうちのいずれか一方の正側矩形波Vpとの間にオフ期間Toff1を介在させ、かつこの一方の正側矩形波Vp側に偏在させた状態で交流矩形波電圧V1を生成して、圧電トランス4の1次側電極22,23に印加(出力)する。   As described above, in the driving circuit 1 of the piezoelectric transformer 4, the power supply device PS having the driving circuit 1, and the driving method of the piezoelectric transformer 4, the negative rectangular wave Vm constituting the voltage waveform of the AC rectangular wave voltage V1 is An off period Toff1 is interposed between any one of the pair of positive side rectangular waves Vp output before and after the negative side rectangular wave Vm, and the one positive side rectangular wave Vm. An AC rectangular wave voltage V <b> 1 is generated in a state of being unevenly distributed on the Vp side and applied (output) to the primary side electrodes 22 and 23 of the piezoelectric transformer 4.

したがって、この駆動回路1、電源装置PS、および圧電トランス4の駆動方法によれば、圧電トランス4の種類およびフルブリッジ回路部3に使用する電源電圧Vccを一定とし(変えずに)、かつ駆動パルスS1,S2の周期T1およびデューティ比(各駆動パルスS1,S2のパルス幅T2)を一定とする(つまり、交流矩形波電圧V1を構成する正側矩形波Vpおよび負側矩形波Vmの周期T1およびデューティ比(各矩形波Vp,Vmのパルス幅T2)を一定とする)という条件の下で、電圧値が高められた交流出力電圧V2(電圧値が最も高い状態または最も高い状態に近い状態に高められた交流出力電圧V2)を圧電トランス4から負荷5に出力させることができる。   Therefore, according to the driving method of the driving circuit 1, the power supply device PS, and the piezoelectric transformer 4, the type of the piezoelectric transformer 4 and the power supply voltage Vcc used for the full bridge circuit unit 3 are fixed (without changing) and are driven. The period T1 and the duty ratio (pulse width T2 of each drive pulse S1, S2) of the pulses S1, S2 are made constant (that is, the period of the positive rectangular wave Vp and the negative rectangular wave Vm constituting the AC rectangular wave voltage V1). Under the condition of T1 and the duty ratio (the pulse width T2 of each rectangular wave Vp, Vm is constant), the AC output voltage V2 (the voltage value is the highest or close to the highest state) with the increased voltage value The AC output voltage V2) increased to the state can be output from the piezoelectric transformer 4 to the load 5.

なお、上記の駆動回路1では、短絡防止期間Tdとほぼ等しい長さ(具体的には、オフ期間Toff1に占める短絡防止期間Tdの割合が80%以上、好ましくは90%以上となる長さ)にオフ期間Toff1を規定しているが、短絡防止期間Tdと等しい長さ(具体的には、オフ期間Toff1に占める短絡防止期間Tdの割合が100%となる長さ)に規定する構成、つまり、オフ期間Toff1を短絡防止期間Tdのみで構成するという構成を採用することもできる。この構成を採用することにより、負側矩形波Vmがこの負側矩形波Vmの前後で出力される一対の正側矩形波Vpのうちの一方の正側矩形波Vp側にオフ期間Toff1(短絡防止期間Tdのみで構成される期間)が介在し、かつこの一方の正側矩形波Vp側に偏在している状態で出力される交流矩形波電圧V1によって圧電トランス4が駆動されるため、電圧値が最も高められている交流出力電圧V2を2次側電極24において生成して、負荷5に供給することができる。   In the drive circuit 1 described above, the length is approximately equal to the short-circuit prevention period Td (specifically, the length of the short-circuit prevention period Td in the off period Toff1 is 80% or more, preferably 90% or more). The off period Toff1 is defined in FIG. 1, but the length is equal to the short-circuit prevention period Td (specifically, the length of the short-circuit prevention period Td in the off-period Toff1 is 100%), that is, A configuration in which the off period Toff1 is configured only by the short-circuit prevention period Td can also be employed. By adopting this configuration, the off-side period Toff1 (short circuit) is provided on one positive-side rectangular wave Vp side of the pair of positive-side rectangular waves Vp output before and after the negative-side rectangular wave Vm. Since the piezoelectric transformer 4 is driven by the AC rectangular wave voltage V1 that is output in a state in which it is unevenly distributed on the one positive rectangular wave Vp side, the voltage is set to the voltage. The AC output voltage V <b> 2 having the highest value can be generated at the secondary electrode 24 and supplied to the load 5.

なお、上記の電源装置PSでは、圧電トランス4から出力される交流出力電圧V2を負荷5用の出力電圧として、負荷5にそのまま出力する構成を採用しているが、圧電トランス4の2次側電極24と出力端子Cとの間に不図示の整流部を配設する構成を採用して、交流出力電圧V2に基づいて負荷5用の出力電圧を生成して(つまり、交流出力電圧V2を整流部で直流電圧に変換して出力電圧を生成して)、負荷5に出力する構成を採用することもできる。   Note that the power supply device PS employs a configuration in which the AC output voltage V2 output from the piezoelectric transformer 4 is output as it is to the load 5 as the output voltage for the load 5, but the secondary side of the piezoelectric transformer 4 is used. By adopting a configuration in which a rectifier (not shown) is disposed between the electrode 24 and the output terminal C, an output voltage for the load 5 is generated based on the AC output voltage V2 (that is, the AC output voltage V2 is changed). It is also possible to adopt a configuration in which an output voltage is generated by converting the direct current voltage into a direct current voltage in the rectifying unit, and then output to the load 5.

1 駆動回路
2 パルス生成部
4 圧電トランス
21 圧電振動体
22,23 1次側電極
24 2次側電極
PS 電源装置
V1 交流矩形波電圧
V2 交流出力電圧
Vm 負側矩形波
Vp 正側矩形波
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive circuit 2 Pulse generation part 4 Piezoelectric transformer 21 Piezoelectric vibrator 22, 23 Primary side electrode 24 Secondary side electrode PS Power supply device V1 AC rectangular wave voltage V2 AC output voltage Vm Negative side rectangular wave Vp Positive side rectangular wave

Claims (4)

交流矩形波電圧を生成する共に当該交流矩形波電圧を圧電トランスの1次側電極間に印加することにより、当該圧電トランスの2次側電極に交流出力電圧を生成させる圧電トランスの駆動回路であって、
前記交流矩形波電圧の電圧波形を構成する負側矩形波を、当該負側矩形波の前後に出力される一対の正側矩形波のうちのいずれか一方の正側矩形波との間に短絡防止期間で主として構成されるオフ期間を介在させ、かつ当該一方の正側矩形波側に偏在させた状態で当該交流矩形波電圧を生成する圧電トランスの駆動回路。
A piezoelectric transformer drive circuit that generates an AC output voltage at the secondary side electrode of the piezoelectric transformer by generating an AC rectangular wave voltage and applying the AC rectangular wave voltage between the primary side electrodes of the piezoelectric transformer. And
The negative rectangular wave constituting the voltage waveform of the AC rectangular wave voltage is short-circuited between one positive rectangular wave of a pair of positive rectangular waves output before and after the negative rectangular wave. A drive circuit for a piezoelectric transformer that generates the AC rectangular wave voltage in a state in which an off period mainly composed of a prevention period is interposed and is unevenly distributed on the one positive rectangular wave side.
前記オフ期間は、前記短絡防止期間のみで構成されている請求項1記載の圧電トランスの駆動回路。   The piezoelectric transformer drive circuit according to claim 1, wherein the off period includes only the short-circuit prevention period. 請求項1または2記載の圧電トランスの駆動回路と、前記圧電トランスとを備え、当該圧電トランスによって生成された前記交流出力電圧に基づいて負荷用の出力電圧を生成して出力する電源装置。   A power supply apparatus comprising the piezoelectric transformer drive circuit according to claim 1 and 2 and the piezoelectric transformer, and generating and outputting an output voltage for a load based on the AC output voltage generated by the piezoelectric transformer. 圧電トランスの1次側電極間に交流矩形波電圧を印加して、当該圧電トランスの2次側電極に交流出力電圧を生成させる圧電トランスの駆動方法であって、
前記交流矩形波電圧の電圧波形を構成する負側矩形波を、当該負側矩形波の前後に出力される一対の正側矩形波のうちのいずれか一方の正側矩形波との間に短絡防止期間で主として構成されるオフ期間を介在させ、かつ当該一方の正側矩形波側に偏在させた状態で当該交流矩形波電圧を生成する圧電トランスの駆動方法。
A method of driving a piezoelectric transformer in which an alternating current rectangular wave voltage is applied between primary electrodes of a piezoelectric transformer to generate an alternating current output voltage on a secondary side electrode of the piezoelectric transformer,
The negative rectangular wave constituting the voltage waveform of the AC rectangular wave voltage is short-circuited between one positive rectangular wave of a pair of positive rectangular waves output before and after the negative rectangular wave. A driving method of a piezoelectric transformer that generates the AC rectangular wave voltage in a state in which an off period mainly composed of a prevention period is interposed and unevenly distributed on the one positive rectangular wave side.
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