JPH0238775A - 圧電体駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電バルブ、Ｘ−Ｙテーブルなどにおいて用
いられる圧電素子の駆動回路に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、圧電パルプ等に用いられる圧電体は、電圧による
発生変位により位置決めを行っているため、印加される
電圧は定常的に、直流電圧であった。具体的には、第５
図に示すような回路で、トランジスタ１のベース電圧に
直流電圧を加え、それに応じて、コレクターエミッタ間
の電圧が変化し、その変化分により、圧電素子２が変位
する構成になっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の駆動方式では圧電体に直流電圧し
か印加されない為、はとんど電流が流れず、圧電素子が
発熱しなかった。さらに現在、多くの圧電素子の電極に
は、銀電極が用いられており、湿度によって生じる電極
のマイグレーションにより、圧電素子の絶縁破壊が生じ
る。従って、前記の駆動方式では、圧電素子の温度が上
らない為、素子周辺の相対湿度が下がらず、マイグレー
ションを誘発する原因になっていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記の問題点を解決すべく、従来圧電素子を
駆動するための直流電圧に第１図の如く交流成分を加え
て、周囲温度よりも圧電素子を昇温させ、素子周辺の相
対湿度を下げることにより、マイグレーションの発生を
減少させることを特徴とする圧電体駆動回路である。

〔実施例） 本発明の一実施例を第２図に示す。図に従って回路の動
作説明を行う。圧電体２の制御電圧Ｖｉａは、Ｒ６を介
してオペアンプの■端子へ接がれている。この直流利得
ＧはＧ＝Ｒ３／Ｒ４となり、オペアンプの出力には、Ｖ
　Ｌ　ｎを６倍した電圧が発生する。この電圧がトラン
ジスタ１のベースへ印加され、ベース電圧が大きくなれ
ば、圧電素子２への印加電圧■。が小さくなり、ベース
電圧が小さいと、■、は大きくなる。このｖｅにより、
圧電素子の変位が制御される。しかし、本発明では、制
御電圧Ｖ　ｉ＋ｓに、発振器４により交流を乗せるため
、圧電素子の印加電圧は直流電圧Ｖ、を中心に交流的な
振幅を得る。さらにその振幅の速さを圧電体が機械的に
追従できない程度の高周波にすることにより、圧電体高
周波のインピーダンスが低いため、電流が流れ発熱を起
こす。しかし、機械的な変位は直流電圧■、に対応した
変位を示す。従って、本回路では、制御電圧Ｖ　ａｎの
みで圧電素子の変位を制御でき、かつ圧電体が発熱する
ため、圧電体の相対湿度が下がり、マイグレーションが
防げる。

第２図において、発振器の周波数を４０ｋＨｚとし、ｖ
ｉが０〜５■に対し、Ｖｃ　カｌ　５０　Ｖ−ＯＶにな
るような回路に設定し、圧電体には、ＰＺＴ系の積層型
圧電体、０５ｆ１ｍ×２０ＩＩＩｌＯものを用いて、制
御を行った結果を第３図に示す０本実験では圧電体の変
位の測定を静電式の変位計で測定したが、４ＱｋＨｚの
振幅はほとんど確認されず、かつ、圧電体の温度は最高
で５０’Ｃ〜６０°Ｃまで上昇した。

次にマイグレーションの影響を調べるために、温度４０
”Ｃ１湿度８０％の恒温槽の中で、一方は従来の通り交
流振幅をゼロとし、印加電圧り、Ｃ。

１５０Ｖとし、もう一方は、周波数を４ＱｋＨｚとして
、■、を１５０ｖ印加し続けた際の印加時間に対する絶
縁抵抗の変化を第４図に示した。０は交流振幅がゼロの
もの、・は交流振幅を加えたものである。交流振幅のな
いものは約３００時間で絶縁破壊を起こしたが、本発明
により駆動したものは、５５０時間すぎても絶縁抵抗値
に大きな変化は表われていない。

〔発明の効果〕

本発明のよれば、従来高温環境の中で生じていた、圧電
体の銀電極によるマイグレーションを防ぐことができ、
大幅に圧電体の寿命が向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る模式図、 第２図は、本発明に係る一実施例の回路図、第３図は、
本発明による実施例の実験結果、第４図は、本発明によ
る実施例の別の実験結果、第５図は、従来の駆動装置で
ある。 １：トランジスタ、２：圧電素子、３：オペアンプ、４
：発振器、５：直流電源。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電界を印加すると変位を生じる圧電あるいは電歪素子
   の駆動回路において、直流電圧に、矩形波あるいは正弦
   波等の交流電圧を加算して、上記素子を駆動することを
   特徴とする圧電体駆動回路。