JPH02136245A - Piezoelectric element driving apparatus - Google Patents
Piezoelectric element driving apparatusInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[a業上の利用分野]
本発明は圧電素子駆動装置、特に所定の機械的駆動系と
接続された圧電素子に対して給電を行ない圧電素子に寸
法歪みを発生させ駆動力を得る圧電素子駆動装置に関す
るものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application in Industry A] The present invention provides a piezoelectric element drive device, particularly a piezoelectric element connected to a predetermined mechanical drive system, which supplies power to the piezoelectric element to generate dimensional distortion in the piezoelectric element. The present invention relates to a piezoelectric element drive device that obtains driving force.
[従来の技術]
従来より、ワイヤドツトプリンタやインクジェットプリ
ンタの記録ヘッドにおいてワイヤを打撃する、あるいは
インク吐出を行なうための駆動力を発生する素子として
圧電アクチュエータが用いられている。このような圧電
アクチュエータの駆動回路として、圧電素子と抵抗から
なる直列回路を用いるようにしており、この直列回路に
駆動信号により作動されるスイッチを介して励振電圧を
印加し、圧電素子を瞬時に充電し圧!素子に寸法歪みを
発生させるようにしている。続いて上記直列回路を他の
スイッチを介して短絡させることにより圧電素子に蓄積
された電荷を放電させ圧電素子の歪みを復元させている
。[Prior Art] Piezoelectric actuators have conventionally been used as elements that generate driving force for striking wires or ejecting ink in recording heads of wire dot printers and inkjet printers. As a drive circuit for such a piezoelectric actuator, a series circuit consisting of a piezoelectric element and a resistor is used. An excitation voltage is applied to this series circuit via a switch activated by a drive signal, and the piezoelectric element is instantaneously activated. Charge and pressure! Dimensional distortion is caused in the element. Subsequently, the series circuit is short-circuited via another switch, thereby discharging the charge accumulated in the piezoelectric element and restoring the distortion of the piezoelectric element.
このような回路では各スイッチに導通時に流れる電流は
相当大きな値になるため、過大な電流によってスイッチ
が破損する危険があり、またこれらの寿命が低下すると
いう問題がある。また、1回の駆動ごとに圧電素子に充
電された電荷が完全に放電されるため、その分だけよけ
いな電力が消費されるという問題もある。In such a circuit, the current that flows through each switch when conductive is quite large, so there is a risk that the switches will be damaged by the excessive current, and there is a problem that their lifespan will be shortened. Furthermore, since the electric charge charged in the piezoelectric element is completely discharged each time the piezoelectric element is driven, there is a problem in that extra power is consumed accordingly.
[発明が解決しようとする課題]
このような問題点を解決するために、特開昭59−19
8885号には第4図に示すような駆動回路が提案され
ている。第4図において、圧電素子53にコイルLが接
続されており、この直列回路に駆動信号により作動され
るスイッチ51を介して励振電圧Eoが印加される。こ
の直列回路と並列に抵抗R1と制動信号により作動され
るスイッチ52からなる直列回路が接続される。なお、
符号54はワイヤドツトヘッドのワイヤ駆動機構あるい
はインクジェットヘッドのインク吐出機構などから構成
される機械的駆動系で、圧電素子53の機械的な寸法歪
みに対応して駆動されるものである。[Problems to be solved by the invention] In order to solve these problems,
No. 8885 proposes a drive circuit as shown in FIG. In FIG. 4, a coil L is connected to a piezoelectric element 53, and an excitation voltage Eo is applied to this series circuit via a switch 51 activated by a drive signal. A series circuit consisting of a resistor R1 and a switch 52 operated by a braking signal is connected in parallel with this series circuit. In addition,
Reference numeral 54 denotes a mechanical drive system composed of a wire drive mechanism of a wire dot head or an ink discharge mechanism of an inkjet head, which is driven in response to mechanical dimensional distortion of the piezoelectric element 53.
第4図の回路の動作タイミングは第5図に示すようなも
のである。The operation timing of the circuit of FIG. 4 is as shown in FIG.
第5図の1.2段目に示すように、駆動信号のハイレベ
ル期間において制動信号はローレベルに制御される。こ
のパルス幅は圧電素子53の寸法歪みの往復動の1周期
に等しくなるように設定されている。駆動信号がハイレ
ベル、制動信号がローレベルとなる期間11においては
スイッチ52が開放されているため、コイルしおよび圧
電素子53が共振回路を構成する。この共振波形は第5
図の圧電素子53に流れる電流1aの波形に示すように
、減衰振動となる。これは圧電素子53が比較的大きな
抵抗成分を有しているためである。As shown in lines 1 and 2 of FIG. 5, the braking signal is controlled to low level during the high level period of the drive signal. This pulse width is set to be equal to one cycle of the reciprocating motion of the piezoelectric element 53 due to its dimensional distortion. During the period 11 in which the drive signal is at a high level and the braking signal is at a low level, the switch 52 is open, so the coil and piezoelectric element 53 form a resonant circuit. This resonant waveform is the fifth
As shown in the waveform of the current 1a flowing through the piezoelectric element 53 in the figure, damped vibration occurs. This is because the piezoelectric element 53 has a relatively large resistance component.
一方、素子の電圧波形は第5図の4段目に示すように電
流波形とほぼ半周期ずれた波形となり、この電圧変化に
応じた圧電素子53の寸法歪みは第5図の最下段に示す
ようになる。On the other hand, the voltage waveform of the element is shifted by approximately half a cycle from the current waveform, as shown in the fourth row of FIG. 5, and the dimensional distortion of the piezoelectric element 53 in response to this voltage change is shown in the bottom row of FIG. It becomes like this.
第4図の回路では、コイルLのインダクタンス成分を挿
人することによって大きな電流ピーク値が生じるのを防
止すること、またコイルと圧電素子の電気的単振動によ
り駆動終了時点で圧電素子の端子電圧、すなわち残留電
荷をほぼ0にすることが目的とされている。In the circuit shown in Fig. 4, the inductance component of the coil L is inserted to prevent a large current peak value from occurring, and the terminal voltage of the piezoelectric element is In other words, the purpose is to reduce the residual charge to almost zero.
ところが、実際には第5図の期間11の終了後において
は、上記のようにコイルおよび圧電素子による単振動は
減衰波形であり、圧電素子53の充電電荷がOではなく
、抵抗R1、スイッチ52によって残留電荷を放電しな
ければ次の期間において同じ駆動動作を行なうことがで
きない。However, in reality, after the period 11 in FIG. The same driving operation cannot be performed in the next period unless the residual charges are discharged.
この時の放電電力は抵抗R1によってジュール熱となっ
て消費されており、駆動に寄与していない。また、放電
期間の存在によって、駆動周波数を高速化するのが困難
であるという問題もある。すなわち、速度を上げるため
放電の開始を1/−2周期後の時間に近ずければ近付け
る程、放電電流は大きくなり発熱が大きくなるとともに
、圧電素子の電圧が零とならないために、印字ムラが起
こるという問題点が有る。The discharge power at this time is consumed as Joule heat by the resistor R1, and does not contribute to driving. Another problem is that it is difficult to increase the drive frequency due to the presence of the discharge period. In other words, the closer the start of discharge is to 1/-2 cycle later in order to increase the speed, the larger the discharge current will be and the more heat will be generated. There is a problem that occurs.
一方、先に述べた圧電素子53の充放電の問題に関して
みると、期間11の間にコイルLと圧電素子53の共振
によりコイルLの電源側端子に生じる電源電圧よりも大
きな電圧はダイオードD1を介して電源に回生されるが
、圧電素子53が大きな抵抗成分を有しているためその
全ての電荷を電源に回生することができない。On the other hand, regarding the above-mentioned charging/discharging problem of the piezoelectric element 53, a voltage greater than the power supply voltage generated at the power supply side terminal of the coil L due to resonance between the coil L and the piezoelectric element 53 during the period 11 causes the diode D1 to However, since the piezoelectric element 53 has a large resistance component, it is not possible to regenerate all of the charge to the power source.
このため、圧電素子53に残留する電荷を0とし、変形
状態から原形に復帰させるため、スイッチ52による放
電が必ず必要である。この放電期間では、充電電荷は第
4図の場合全て抵抗R1により消費され無駄になってい
る。Therefore, in order to reduce the charge remaining in the piezoelectric element 53 to zero and return it to its original shape from the deformed state, discharging by the switch 52 is absolutely necessary. During this discharging period, the charged charges are all consumed by the resistor R1 in the case of FIG. 4 and are wasted.
とりわけ、圧電素子53の駆動を高速で繰り返す場合に
は、第6図に示すように期間11を短縮し、コイルしお
よび圧電素子53の共振の1サイクル経過より以前にス
イッチ52を閉じ、放電を行なうことになる。第6図は
第5図と同様のタイン
ンフチャートであるが、この場合にはダイオードD1に
より充電電荷を電源に回生ずる期間が短くなり、第6図
4段目に破線で示した部分に対応するほとんどの充電電
荷が抵抗R1で消費されてしまい、効率がさらに低下す
るという問題がある。In particular, when driving the piezoelectric element 53 repeatedly at high speed, the period 11 is shortened as shown in FIG. 6, and the switch 52 is closed before one cycle of resonance of the piezoelectric element 53 has elapsed to stop the discharge. I will do it. Fig. 6 is a power supply chart similar to Fig. 5, but in this case, the period during which the charged charge is regenerated to the power supply by the diode D1 is shortened, which corresponds to the portion shown by the broken line in the fourth row of Fig. 6. There is a problem in that most of the charged charge is consumed by the resistor R1, further reducing the efficiency.
更に上記回路では、抵抗、トランジスタ、及びコイルで
放電回路を形成し、この抵抗を介して電荷を放電させて
いるので、抵抗に大きな熱が発生する。しかも、この抵
抗には数十ボルト、数アンペアの電流、電圧が流れるた
め、それに耐える抵抗として耐電力が高く、しかも大形
の抵抗および放熱部材が必要となり、駆動回路の外形が
大きくなるとともに重量が重くなるという欠点が有った
。Furthermore, in the above circuit, a discharge circuit is formed by a resistor, a transistor, and a coil, and the electric charge is discharged through this resistor, so that a large amount of heat is generated in the resistor. Moreover, currents and voltages of several tens of volts and several amperes flow through this resistor, so a resistor with high power resistance and a large size resistor and heat dissipation member are required, which increases the size and weight of the drive circuit. It had the disadvantage of being heavy.
本発明の課題は以上の問題を解決し、小型で、耐久性が
有り駆動パルス終了時圧電素子の残留電荷を完全に零に
することができる圧電素子駆動装置を提供することにあ
る。An object of the present invention is to solve the above problems and provide a piezoelectric element drive device that is small, durable, and capable of completely reducing the residual charge in the piezoelectric element to zero at the end of a drive pulse.
[課題を解決するための手段]
以上の課題を解決するために、本発明においては、所定
の機械的駆動系と接続された圧電素子に対して給電を行
ない圧電素子に寸法歪みを発生させ駆動力を得る圧電素
子駆動装置において、前記圧電素子に直列に接続された
コイルと、前記コイルに励振電圧を供給する第1のスイ
ッチ手段と、前記第1のスイッチ手段と並列に接続され
圧電素子の電荷を電源に回生ずる手段と、圧電素子の電
荷を放電させる第2のスイッチ手段とを設け、前記第2
のスイッチ手段をコイルの中間タップに接続された所定
コイル電圧でオンされるトランジスタで構成し、コイル
と圧電素子で形成される共振回路の共振周期の所定時点
で前記第1のスイッチ手段をオフして圧電素子の電荷を
電源に回生ずるとともに、所定コイル電圧でオンになる
トランジスタを介して前記コイルの中間タップから圧電
素子の電荷を放電させる構成を採用した。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, power is supplied to a piezoelectric element connected to a predetermined mechanical drive system to generate dimensional distortion in the piezoelectric element and drive the piezoelectric element. In a piezoelectric element driving device that obtains a force, a coil connected in series to the piezoelectric element, a first switch means for supplying an excitation voltage to the coil, and a first switch means connected in parallel with the first switch means for supplying an excitation voltage to the piezoelectric element. means for regenerating the electric charge to the power source and a second switch means for discharging the electric charge of the piezoelectric element;
The first switch means is constituted by a transistor connected to an intermediate tap of the coil and turned on by a predetermined coil voltage, and the first switch means is turned off at a predetermined point in the resonance period of a resonant circuit formed by the coil and the piezoelectric element. A configuration is adopted in which the electric charge of the piezoelectric element is regenerated to the power source by the coil, and the electric charge of the piezoelectric element is discharged from the intermediate tap of the coil via a transistor that is turned on at a predetermined coil voltage.
[作用]
このような構成では、コイルを介して圧電素子に充電さ
れた電荷は、駆動終了時共振周期の所定時点で一部が電
源側に回生されるとともに、一部はコイルとトランジス
タにより構成される放電回路を介して放電され、圧電素
子の残留電荷を7にするとともに圧電素子の両端の電圧
を;に減少させることが可能になる。[Function] In such a configuration, part of the charge charged in the piezoelectric element via the coil is regenerated to the power supply side at a predetermined point in the resonance cycle at the end of driving, and part of the charge is regenerated by the coil and transistor. It is possible to reduce the residual charge of the piezoelectric element to 7 and reduce the voltage across the piezoelectric element to .
この場合、電荷の放電は、コイルとトランジスタを介し
て行われるためエネルギーの消費は、トランジスタで行
われ、したがって、耐電力が大きい大形の抵抗および放
熱部材を用いることなく、例えばトランジスタに放熱部
材を取り付ける程度ですみ、駆動装置全体を小型にする
ことができる。In this case, the electric charge is discharged via the coil and the transistor, so the energy consumption is done in the transistor. The entire drive device can be made smaller.
[実施例]
以下、図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する
。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail according to an example shown in the drawings.
第1図には本発明の一実施例が図示されており、同図に
おいて符号1で示すものはコイルLに励振電圧Eoを供
給する第1のスイッチ手段であり、駆動パルスにより作
動されるトランジスタTri、トランジスタTr2並び
に抵抗R4、R5それにダイオードD4から構成されて
いる。An embodiment of the present invention is illustrated in FIG. 1, and what is designated by reference numeral 1 in the same figure is a first switch means for supplying an excitation voltage Eo to a coil L, and a transistor operated by a drive pulse. It consists of a transistor Tr2, resistors R4 and R5, and a diode D4.
励振電圧EOは電源(図示せず)よりトランジスタTr
2のエミッタに印加され、駆動パルスが入力されたとき
トランジスタTri、Tr2が導通し、励振電圧がダイ
オードD4を介してコイルしに供給される。The excitation voltage EO is applied to the transistor Tr from a power supply (not shown).
When the drive pulse is input, the transistors Tri and Tr2 become conductive, and an excitation voltage is supplied to the coil via the diode D4.
このコイルLと直列に所定の機械的駆動系(図示せず)
と結合された圧電素子2が接続されている。圧電素子2
の一端は接地され、また圧電素子2の他端とコイルLの
接続点はコンデンサC1を介してトランジスタTr3の
ベースに接続されている。トランジスタTr3のエミッ
タはコイルLの中間タップMと、またコレクタは圧電素
子2に接続され、トランジスタTr3が導通するときコ
イルLとトランジスタTr3により圧電素子2に対して
放電回路が形成される。A predetermined mechanical drive system (not shown) is connected in series with this coil L.
A piezoelectric element 2 coupled with is connected. Piezoelectric element 2
One end of the piezoelectric element 2 is grounded, and the connection point between the other end of the piezoelectric element 2 and the coil L is connected to the base of a transistor Tr3 via a capacitor C1. The emitter of the transistor Tr3 is connected to the center tap M of the coil L, and the collector is connected to the piezoelectric element 2. When the transistor Tr3 is conductive, a discharge circuit is formed with respect to the piezoelectric element 2 by the coil L and the transistor Tr3.
また、コイルLと圧電素子2に対して並列に抵抗R6、
R7が接続されており、これらの抵抗、コイルし、コン
デンサC1によりトランジスタTr3が導通したときト
ランジスタTr3に正の帰還回路が形成される。In addition, a resistor R6 is connected in parallel to the coil L and the piezoelectric element 2,
R7 is connected, and when the transistor Tr3 becomes conductive, a positive feedback circuit is formed in the transistor Tr3 by the resistor, the coil, and the capacitor C1.
また、トランジスタTr2に並列にダイオードD5が接
続され、スイッチ手段1がオフになったとき圧電素子2
に充電された電荷をダイオードD5を介して電源側に回
生させる。Further, a diode D5 is connected in parallel to the transistor Tr2, and when the switch means 1 is turned off, the piezoelectric element 2
The electric charge charged in the diode D5 is regenerated to the power supply side via the diode D5.
次にこのように構成された装置の動作を説明する。Next, the operation of the device configured as described above will be explained.
まず第2図の一段目に図示されたようにtoの時点で駆
動パルスをHにし、トランジスタTriをオンにすると
、トランジスタTriのコレクタ・エミッタ間に流れる
電流によりトランジスタTr2がオンとなり、直列に接
続されたコイルLと圧電素子2の両端に励振電圧Eoが
印加される。それにより圧電素子2にコイルLを介して
共振電流が流れ始める。この時のコイルLの両端間の電
圧V1、コイルしに流れる電流工1がそれぞれ第2図の
第2段目、および第3段目に図示されている。First, as shown in the first row of Figure 2, when the drive pulse is set to H at the time of to and the transistor Tri is turned on, the transistor Tr2 is turned on by the current flowing between the collector and emitter of the transistor Tri, and the transistor Tr2 is connected in series. An excitation voltage Eo is applied to both ends of the coil L and the piezoelectric element 2. As a result, a resonant current begins to flow through the piezoelectric element 2 via the coil L. At this time, the voltage V1 across the coil L and the current flow 1 flowing through the coil are shown in the second and third rows of FIG. 2, respectively.
toの時点でトランジスタTr3のベース電流が一時流
れることにより、コンデンサC1が充電されるまでの短
い時間(数マイクロ秒)、コイルLならびにトランジス
タTr3のエミッタコレクタを通じて一時電流Ieが流
れるが、その後、後で説明するt2の時点までトランジ
スタTr3はオフされた状態となる。この状態が第2図
の第4段目にエミッタ電流Ieとして図示されている。As the base current of the transistor Tr3 temporarily flows at the time of to, a temporary current Ie flows through the coil L and the emitter collector of the transistor Tr3 for a short time (several microseconds) until the capacitor C1 is charged. The transistor Tr3 remains off until time t2, which will be explained in . This state is illustrated as emitter current Ie in the fourth row of FIG.
この共振電流により圧電素子2は充電され、第2図の第
5段目に図示したように圧電素子の電圧Vpは上昇し、
また第6段目に図示したように圧電素子2に電流Ipが
流れる。The piezoelectric element 2 is charged by this resonant current, and the voltage Vp of the piezoelectric element increases as shown in the fifth row of FIG.
Further, as shown in the sixth stage, a current Ip flows through the piezoelectric element 2.
一方コイルLの両端の電圧v1は正から負に変化してい
く。駆動パルスはtlの時点、すなわち回路の全インダ
クタンス値と全コンデンサ値で決まる共振周期をToと
して、約半周期T o / 2の時点でコイル電圧VJ
Zは負の最大値となり、コイルしに流れる電流値は0と
なる。またこの時圧電素子2の電圧Vpは最大となって
いる。On the other hand, the voltage v1 across the coil L changes from positive to negative. The drive pulse increases the coil voltage VJ at the time of tl, that is, at the time of about half the period To / 2, where To is the resonance period determined by the total inductance value and the total capacitor value of the circuit.
Z becomes the negative maximum value, and the current value flowing through the coil becomes 0. Also, at this time, the voltage Vp of the piezoelectric element 2 is at its maximum.
またtlの時点を越えると、コイルしに流れる共振電流
は反転する。tlの時点でトランジスタTr2がオフと
なっているので、圧電素子2に充電されている電荷はダ
イオードD5を介して電源側に回生される。この回生電
流によりトランジスタTr3のベース電圧はコンデンサ
ンc1を介して減少していく。トランジスタTr3のエ
ミッタはコイルLの中間タップMと接続されているので
、コイルLとコンデンサC1の電圧、電流の位相差によ
りt2の時点で、トランジスタTr3がオンすることに
なる。Moreover, after the time tl, the resonant current flowing through the coil is reversed. Since the transistor Tr2 is off at the time tl, the charge charged in the piezoelectric element 2 is regenerated to the power supply side via the diode D5. This regenerative current causes the base voltage of the transistor Tr3 to decrease via the capacitor c1. Since the emitter of the transistor Tr3 is connected to the center tap M of the coil L, the transistor Tr3 is turned on at time t2 due to the phase difference between the voltage and current between the coil L and the capacitor C1.
トランジスタTr3がオンすると圧電素子2に対してコ
イルLとトランジスタTr3による放電回路が形成され
るので、圧電素子2の電荷はコイルL1 トランジスタ
Tr3を介してアースに放電される。この時コイルL1
コンデンサc1、トランジスタTr3、抵抗R6、R7
はトランジスタに対し正の帰還回路を構成するので、コ
イルの一端をA1他端を81中間タップをMとして、コ
イルLの両端A、Bの電圧はAMとBとの巻数比と、M
B間に加わる電圧の積となり、巻数比やコンデンサC1
、抵抗R6、R7を調整することにより、共振の終了時
点t3においてコイルLの両端の電圧を励振電圧と等し
くすることができ、従って圧電素子間の電圧Vpを第2
図の第5段目に示したようにOとすることが可能となる
。When the transistor Tr3 is turned on, a discharge circuit is formed for the piezoelectric element 2 by the coil L and the transistor Tr3, so that the charge in the piezoelectric element 2 is discharged to the ground via the coil L1 and the transistor Tr3. At this time coil L1
Capacitor c1, transistor Tr3, resistors R6, R7
constitutes a positive feedback circuit for the transistor, so one end of the coil is A1, the other end is 81, the center tap is M, and the voltage at both ends A and B of the coil L is determined by the turns ratio of AM and B, and M
It is the product of the voltage applied between B, and the turns ratio and capacitor C1
, by adjusting the resistors R6 and R7, the voltage across the coil L can be made equal to the excitation voltage at the end of resonance t3, and therefore the voltage Vp across the piezoelectric element can be made equal to the excitation voltage.
O as shown in the fifth row of the figure.
また上記の正の帰還回路により放電時間を短縮すること
が可能になる。Further, the above positive feedback circuit makes it possible to shorten the discharge time.
このようにして圧電素子2にコイルLを介して充電され
る電荷は、駆動パルス終了時ダイオードD5を介して電
源側に回生されるとともに、一部はコイルLとトランジ
スタTr3を介してアースされ、コイルしに流れる電流
によって発生する電圧を増幅させることにより圧電素子
2の両端の電圧を0にするとともに圧電素子2の残留電
荷を0にすることが可能となる。The charge charged to the piezoelectric element 2 through the coil L in this way is regenerated to the power supply side through the diode D5 at the end of the drive pulse, and a portion is grounded through the coil L and the transistor Tr3. By amplifying the voltage generated by the current flowing through the coil, it is possible to reduce the voltage across the piezoelectric element 2 to 0 and also to reduce the residual charge in the piezoelectric element 2 to 0.
第3図には、本発明の他の実施例が図示されているが、
この実施例では、第1図のPNP型のトランジスタTr
3をNPN型界に代えたもので、第1図回路と同様の動
作及び効果を得ることができる。Another embodiment of the invention is illustrated in FIG.
In this embodiment, the PNP type transistor Tr shown in FIG.
3 is replaced with an NPN type field, and the same operation and effect as the circuit of FIG. 1 can be obtained.
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、コイルと圧電素子
で形成される共振回路の共振周期の所定時点でスイッチ
手段をオフして圧電素子の電荷を電源に回生ずるととも
に、所定コイル電圧でオンになるトランジスタを介して
コイルの中間タップから圧電素子の電荷を放電させるよ
うにしているので、コイルを介して圧電素子に充電され
た電荷は、駆動終了時一部が電源側に回生されるととも
に、一部はコイルとトランジスタにより構成される放電
回路を介して放電され、圧電素子の両端の電圧を零にす
るとともに圧電素子の残留電荷を急[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the switch means is turned off at a predetermined point in the resonance period of the resonant circuit formed by the coil and the piezoelectric element, and the electric charge of the piezoelectric element is regenerated into the power source. Since the electric charge of the piezoelectric element is discharged from the middle tap of the coil via a transistor that turns on at a predetermined coil voltage, a portion of the electric charge charged to the piezoelectric element via the coil is transferred to the power supply side at the end of driving. A portion of the piezoelectric element is regenerated, and a part of it is discharged through a discharge circuit made up of a coil and a transistor, reducing the voltage across the piezoelectric element to zero and quickly removing the residual charge in the piezoelectric element.
第1図は圧電素子駆動装置の第1の実施例を示す回路図
、第2図は第1図回路の動作波形図、第3図は圧電素子
駆動装置の他の実施例を示す回路図、第4図は従来の駆
動装置の回路図、第5図及び第6図は、第4図回路の動
作を説明する波形図である。
1・・・第1のスイッチ手段
2・・・圧電素子 L・・・コイル′ニニシ
放電は、コイルとトランジスタを介して行われるためエ
ネルギーの消費は、トランジスタで行われ、したがって
、耐電力が大きい大形の抵抗および放熱部材を用いる必
要がないので、駆動装置全体を小型にすることができる
。
t+ t2
系10ハヒ・)列を庁傅回ア1
第1図
4咋りイ乍三反形μと]
第2図
イブj(ヨ免・f列プ已藩巨乏ΔざをEン)8 I+v
イコaつ回y各σフnイ乍JすI[う【7コ第5図
技41n回路防
第4図
鴻目刺の回路の勤1′¥坂バ)図
第6図FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the piezoelectric element driving device, FIG. 2 is an operation waveform diagram of the circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the piezoelectric element driving device. FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional drive device, and FIGS. 5 and 6 are waveform diagrams illustrating the operation of the circuit shown in FIG. 1...First switch means 2...Piezoelectric element L...Coil' Since the continuous discharge is performed via the coil and the transistor, energy consumption is performed by the transistor, and therefore the power resistance is large. Since there is no need to use a large resistor and heat dissipation member, the entire drive device can be made smaller. t + t2 system 10 hahi・) column to agency time A1 Fig. 1 4 对 乍三Antagonal μ and] Fig. 2 Eve j (Yomen, f column pu 已 藲藩 Δza wo E) 8 I+v
Iko a times y each σ Fn I 乍 Jsu I
Claims (1)
給電を行ない圧電素子に寸法歪みを発生させ駆動力を得
る圧電素子駆動装置において、前記圧電素子に直列に接
続されたコイルと、前記コイルに励振電圧を供給する第
1のスイッチ手段と、 前記第1のスイッチ手段と並列に接続され圧電素子の電
荷を電源に回生する手段と、 圧電素子の電荷を放電させる第2のスイッチ手段とを設
け、 前記第2のスイッチ手段をコイルの中間タップに接続さ
れた所定コイル電圧でオンされるトランジスタで構成し
、 コイルと圧電素子で形成される共振回路の共振周期の所
定時点で前記第1のスイッチ手段をオフして圧電素子の
電荷を電源に回生するとともに、所定コイル電圧でオン
になるトランジスタを介して前記コイルの中間タップか
ら圧電素子の電荷を放電させることを特徴とする圧電素
子駆動装置。 2)前記トランジスタがオンになったときトランジスタ
に正帰還をかけるようにしたことを特徴とする請求項第
1項に記載の圧電素子駆動装置。[Scope of Claims] 1) In a piezoelectric element drive device that supplies power to a piezoelectric element connected to a predetermined mechanical drive system to generate dimensional distortion in the piezoelectric element and obtain driving force, a connected coil; a first switch means for supplying an excitation voltage to the coil; a means connected in parallel with the first switch means for regenerating the electric charge of the piezoelectric element into a power source; and discharging the electric charge of the piezoelectric element. and a second switch means configured to set the resonant period of a resonant circuit formed by the coil and the piezoelectric element, the second switch means comprising a transistor connected to a center tap of the coil and turned on at a predetermined coil voltage. At a predetermined time point, the first switch means is turned off to regenerate the electric charge of the piezoelectric element to a power source, and at the same time, the electric charge of the piezoelectric element is discharged from the center tap of the coil via a transistor that is turned on at a predetermined coil voltage. A piezoelectric element drive device characterized by: 2) The piezoelectric element driving device according to claim 1, wherein positive feedback is applied to the transistor when the transistor is turned on.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63287810A JPH02136245A (en) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | Piezoelectric element driving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63287810A JPH02136245A (en) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | Piezoelectric element driving apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02136245A true JPH02136245A (en) | 1990-05-24 |
Family
ID=17722050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63287810A Pending JPH02136245A (en) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | Piezoelectric element driving apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02136245A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2249891A (en) * | 1990-07-11 | 1992-05-20 | Brother Ind Ltd | Driving device for piezoelectric element |
JPH0577455A (en) * | 1991-09-20 | 1993-03-30 | Pfu Ltd | Piezoelectric element driving circuit |
US6488652B1 (en) | 1998-02-02 | 2002-12-03 | Medtronic, Inc. | Safety valve assembly for implantable benefical agent infusion device |
US7070577B1 (en) | 1998-02-02 | 2006-07-04 | Medtronic, Inc | Drive circuit having improved energy efficiency for implantable beneficial agent infusion or delivery device |
-
1988
- 1988-11-16 JP JP63287810A patent/JPH02136245A/en active Pending
Cited By (5)
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GB2249891A (en) * | 1990-07-11 | 1992-05-20 | Brother Ind Ltd | Driving device for piezoelectric element |
GB2249891B (en) * | 1990-07-11 | 1994-04-27 | Brother Ind Ltd | Driving device for piezoelectric element |
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