JPH04355985A - Digital displacement element drive device - Google Patents

Digital displacement element drive device

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JPH04355985A
JPH04355985A JP3178421A JP17842191A JPH04355985A JP H04355985 A JPH04355985 A JP H04355985A JP 3178421 A JP3178421 A JP 3178421A JP 17842191 A JP17842191 A JP 17842191A JP H04355985 A JPH04355985 A JP H04355985A
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JP
Japan
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voltage
digital displacement
displacement element
switch
coil
Prior art date
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Application number
JP3178421A
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Japanese (ja)
Inventor
Sei Yoda
聖 依田
Hiroyuki Morita
博之 森田
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Juki Corp
Original Assignee
Juki Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable a digital displacement element drive device to be lessened in size and cost by a method wherein a reverse voltage generated by a reverse voltage generating means is so set to enable a digital displacement element to become zero in displacement when a reverse voltage is applied to the displacement element concerned after a power supply voltage is applied to the element. CONSTITUTION:When an OFF signal is set at an H level so as to turn an actuator OFF, a second switch is opened, and an element 2 is short-circuited through the intermediary of a diode 7, a resistor 9, a coil 10, and a second switch 12. Therefore, charge stored at the element 2 is made to flow out through the coil 10 to enable the coil 10 to generate an electrical field, whereby a reverse voltage is generated. By this setup, a reverse electric field is applied to the element 2. When an OFF signal is kept at an H level, the element 2, the diode 7, the resistor 9, and the coil 10 are connected in series, and a drive system is set in a damping oscillation. Therefore, a reverse voltage 1/3 or so as high as an ON-state voltage can be set by controlling the resistor 9 connected to the coil 10 in resistance value.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はディジタル変位素子の駆
動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device for a digital displacement element.

【0002】0002

【従来の技術】ディジタル変位素子は、歪みの履歴が角
形となり、印加電圧によって歪みのオン、オフというべ
き2状態が存在するようなデバイスである。第8図に示
すように、ディジタル変位素子へかかる電圧を徐々に上
げてゆき、約20KV/cmを越えると素子の変位は0
から急激に増加する(同図A)。なお同図において縦軸
はディジタル変位素子の全長をLとした場合の変位率△
L/Lを示す。
2. Description of the Related Art A digital displacement element is a device in which the strain history is rectangular, and the strain exists in two states, on and off depending on the applied voltage. As shown in Figure 8, the voltage applied to the digital displacement element is gradually increased, and when it exceeds about 20 KV/cm, the displacement of the element becomes zero.
It increases rapidly from (A in the same figure). In the figure, the vertical axis is the displacement rate △ when the total length of the digital displacement element is L.
Indicates L/L.

【0003】30KV/cm以上で変位は飽和する。こ
の状態では電圧を下げていって0KV/cmにしても依
然として変位は保たれる(同図B)。つまり、一次元的
な形状記憶が存在する。このため、このディジタル変位
素子は形状記憶性セラミックス素子ともいわれている。 変位を0にするには、素子の電界を反転して、約−10
KV/cmの負電界をかけるとよい。しかしさらに負電
界をかけると、再び変位は増加するので、下げ過ぎない
ように制御しなければならない。
[0003] The displacement is saturated at 30 KV/cm or more. In this state, even if the voltage is lowered to 0 KV/cm, the displacement is still maintained (Figure B). In other words, one-dimensional shape memory exists. For this reason, this digital displacement element is also called a shape memory ceramic element. To reduce the displacement to 0, reverse the electric field of the element to approximately -10
It is preferable to apply a negative electric field of KV/cm. However, if a negative electric field is further applied, the displacement increases again, so it must be controlled so as not to reduce it too much.

【0004】即ち、ディジタル変位素子2を駆動するた
めにはディジタル変位素子2の両端の電界を反転する必
要がある。より具体的には、ディジタル変位素子2をO
Nにするには、素子の両端に正電圧あるいは負電圧を印
加し、素子をOFFにするには、ON時の電圧の約1/
3の逆電圧を印加する必要がある。このために、第9図
に示すように、正負の2電源20、22を用いかつ負電
源22は正電源20に比べ約1/3の電圧のものを用意
するかあるいは第10図に示すように一方の正電源21
の約1/4の正電源23を用意し、電源20、21の電
圧を素子2に印加する第1のスイッチ24と、電源22
、23の電圧を素子2に印加する第2のスイッチ26に
より素子2を駆動している。なお、第1のスイッチ24
はON信号に応答してONとなり、第2のスイッ26は
OFF信号に応答してONとなる。
That is, in order to drive the digital displacement element 2, it is necessary to invert the electric fields at both ends of the digital displacement element 2. More specifically, the digital displacement element 2 is
To turn the element into N, apply a positive or negative voltage across the element, and to turn the element off, apply approximately 1/1 of the voltage when it is ON.
It is necessary to apply a reverse voltage of 3. For this purpose, as shown in FIG. 9, two positive and negative power supplies 20 and 22 are used, and the negative power supply 22 has a voltage approximately 1/3 that of the positive power supply 20, or as shown in FIG. to one positive power supply 21
A positive power supply 23 of about 1/4 of
, 23 is driven by a second switch 26 that applies voltages of 23 to the element 2. Note that the first switch 24
is turned on in response to the ON signal, and the second switch 26 is turned on in response to the OFF signal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は素
子をON,OFFにするために正及び負の2個の電源あ
るいは電圧の異なる2個の電源を設けていたので、電源
回路が複雑となり、重量、容積が大きくなり、しかもコ
スト高になるいう問題点があった。したがって本発明の
目的は、以上の問題点を解決することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, two positive and negative power supplies or two power supplies with different voltages were provided in order to turn on and off elements, resulting in a complicated power supply circuit. Therefore, there were problems in that the weight and volume increased, and the cost also increased. Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のディジタ
ル変位素子駆動装置は、電源と、アクチュエータを駆動
するディジタル変位素子と、前記電源からの電圧をディ
ジタル変位素子へ印加する第1のスイッチと、電源から
の電圧により逆電圧を発生する逆電圧発生手段と、前記
逆電圧発生手段の発生する逆電圧をディジタル変位素子
へ印加する第2のスイッチと、を備え、前記逆電圧の発
生する逆電圧は、ディジタル変位素子へ前記電源からの
電圧を印加した後該逆電圧を印加したときの該ディジタ
ル変位素子の変位が0になるような大きさである。
[Means for Solving the Problems] A digital displacement element driving device according to claim 1 includes a power source, a digital displacement element that drives an actuator, and a first switch that applies voltage from the power source to the digital displacement element. , comprising a reverse voltage generating means for generating a reverse voltage using a voltage from a power supply, and a second switch for applying the reverse voltage generated by the reverse voltage generating means to a digital displacement element, The voltage is of such a magnitude that the displacement of the digital displacement element becomes zero when the voltage from the power supply is applied to the digital displacement element and then the reverse voltage is applied to the digital displacement element.

【0007】請求項1記載のディジタル変位素子駆動装
置は、電源と、アクチュエータと、アクチュエータを駆
動するディジタル変位素子と、第1、第2及び第3のス
イッチと、前記電源からの電圧により逆電圧を発生する
逆電圧発生手段と、を備え、電源電圧は、前記ディジタ
ル変位素子へ前記逆電圧を印加した後該電源電圧を印加
したときの該ディジタル変位素子の変位が0になるよう
な大きさであり、前記第1及び第2のスイッチにより前
記逆電圧発生手段に逆電圧を発生させ、第2のスイッチ
により前記逆電圧をディジタル変位素子に印加してディ
ジタル変位素子を変位させ、第3のスイッチにより素子
電圧を0にし、前記第2及び第3のスイッチにより電源
電圧をディジタル変位素子に印加し、第2のスイッチに
よりディジタル変位素子の電圧を0にする。
A digital displacement element driving device according to a first aspect of the present invention includes a power source, an actuator, a digital displacement element for driving the actuator, first, second, and third switches, and a reverse voltage generated by the voltage from the power source. and a reverse voltage generating means for generating a voltage, the power supply voltage having a magnitude such that the displacement of the digital displacement element becomes 0 when the power supply voltage is applied after applying the reverse voltage to the digital displacement element. The first and second switches generate a reverse voltage in the reverse voltage generating means, the second switch applies the reverse voltage to the digital displacement element to displace the digital displacement element, and the third switch The element voltage is set to 0 by the switch, the power supply voltage is applied to the digital displacement element by the second and third switches, and the voltage of the digital displacement element is set to 0 by the second switch.

【0008】[0008]

【作用】第1図に示す実施例に基づいて請求項1記載の
装置の作用を説明する。第1のスイッチ5をONにする
と電源1からディジタル変位素子2に電荷が供給され、
ディジタル変位素子2の変位が増加する。ディジタル変
位素子2は電気的にはコンデンサーと等価であり、電荷
が蓄積される。
[Operation] The operation of the apparatus according to claim 1 will be explained based on the embodiment shown in FIG. When the first switch 5 is turned on, electric charge is supplied from the power supply 1 to the digital displacement element 2,
The displacement of the digital displacement element 2 increases. The digital displacement element 2 is electrically equivalent to a capacitor, and charges are accumulated therein.

【0009】第2のスイッチ12をONにするとディジ
タル変位素子2はダイオード7、コイル10を介して短
絡される。ディジタル変位素子2に蓄積されていた電荷
がコイル10を介して流れ、コイル10にはエネルギー
が蓄積する。電荷がなくなっても、コイル10に蓄積さ
れたエネルギーにより、電流は流れ続け、逆電圧が発生
する。その逆電圧により負の電圧が該ディジタル変位素
子2に印加されることになる。そしてディジタル変位素
子の変位は0になる。
When the second switch 12 is turned on, the digital displacement element 2 is short-circuited via the diode 7 and the coil 10. The charge stored in the digital displacement element 2 flows through the coil 10, and energy is stored in the coil 10. Even when the charge is removed, the energy stored in the coil 10 causes the current to continue to flow, generating a reverse voltage. A negative voltage is applied to the digital displacement element 2 due to the reverse voltage. The displacement of the digital displacement element then becomes zero.

【0010】次に第6図に示す実施例に基づいて請求項
2記載の装置の作用を説明する。第1、第2のスイッチ
61、62をONにすると、コイル10に電圧E0が印
加され、コイル10に電流が流れ始める。次に第2及び
第3のスイッチ62、63をONのまま第1のスイッチ
61をOFFにしてコイル10とディジタル変位素子2
とを直列に接続すると素子2には−3E0の負電圧が印
加される。その後第2のスイッチ62をOFF、第3の
スイッチ63をONにすると、素子2の印加電圧は0に
なる。次に第1のスイッチ61、第3のスイッチ63を
同時にONすると素子2にはE0の電圧がかかり、ディ
ジタル変位素子の変位が0となる。次いで第1、第3の
スイッチをOFFにし、第2のスイッチ62をONする
と、素子2の電荷はコイル10を介して短絡され、素子
の印加電圧は0になる。
Next, the operation of the apparatus according to claim 2 will be explained based on the embodiment shown in FIG. When the first and second switches 61 and 62 are turned on, voltage E0 is applied to the coil 10, and current begins to flow through the coil 10. Next, the first switch 61 is turned off while the second and third switches 62 and 63 are turned on, and the coil 10 and digital displacement element 2 are turned off.
When these are connected in series, a negative voltage of -3E0 is applied to element 2. Thereafter, when the second switch 62 is turned off and the third switch 63 is turned on, the voltage applied to the element 2 becomes zero. Next, when the first switch 61 and the third switch 63 are turned on simultaneously, a voltage of E0 is applied to the element 2, and the displacement of the digital displacement element becomes zero. Next, when the first and third switches are turned off and the second switch 62 is turned on, the electric charge of the element 2 is short-circuited through the coil 10, and the voltage applied to the element becomes zero.

【0011】[0011]

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。第1図は本発明のディジタル変位素子の駆動装置の
第1の実施例を示す。この図において、2はアクチュエ
ータ3を駆動するディジタル変位素子(素子)であり、
電気的にはコンデンサーと等価である。5は第1のスイ
ッチであり、ON信号に応答してONとなり素子2を印
加する。7はダイオード、9は抵抗、10はコイル(逆
電圧発生手段)であり、12はOFF信号に応答してO
Nとなる第2のスイッチである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below based on the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of a digital displacement element driving device according to the present invention. In this figure, 2 is a digital displacement element (element) that drives the actuator 3,
Electrically equivalent to a capacitor. Reference numeral 5 denotes a first switch, which turns on in response to the ON signal and applies voltage to the element 2. 7 is a diode, 9 is a resistor, 10 is a coil (reverse voltage generating means), and 12 is an OFF signal in response to an OFF signal.
This is the second switch.

【0012】コイル10の−端は抵抗9、ダイオード7
を介してディジタル変位素子2と接続され、コイル10
の他端は第2のスイッチ12を介して接地されている。 この図において、駆動を開始するためにON信号をHに
すると、第1のスイッチ5がONとなり素子2に電界が
かかる。その結果素子2が歪み、アクチュエータ3が駆
動される。素子2は電気的にはコンデンサーと等価であ
るので第1のスイッチ5がONとなって供給された電荷
は、素子2に蓄積される。
The negative end of the coil 10 is connected to a resistor 9 and a diode 7.
is connected to the digital displacement element 2 via the coil 10
The other end is grounded via the second switch 12. In this figure, when the ON signal is set to H to start driving, the first switch 5 is turned on and an electric field is applied to the element 2. As a result, the element 2 is distorted and the actuator 3 is driven. Since the element 2 is electrically equivalent to a capacitor, the electric charge supplied when the first switch 5 is turned on is accumulated in the element 2.

【0013】アクチュエータ3をOFFするためにOF
F信号をHにすると、第2のスイッチ12が開状態とな
り、素子2はダイオード7、抵抗9、コイル10、第2
のスイッチ12を介して短絡される。したがって素子2
に蓄積されていた電荷がコイル10を介して流れ、コイ
ル10には電界が発生し、やがて逆電圧が発生する。こ
れにより素子2には逆電界が印加される。OFF信号が
Hの時は素子2、ダイオード7、抵抗9、コイル10が
直列接続となり、本駆動系は減衰振動となる。したがっ
てON時の電圧の約1/3の逆電圧を設定するにはコイ
ル10に直列に接続された抵抗9の値を調整すればよい
。ダイオード7により電荷の流れる方向は抵抗9、コイ
ル10、第2のスイッチ12の一方向となり、素子2の
印加電圧の再度の反転は起きない。
OFF to turn off the actuator 3
When the F signal is set to H, the second switch 12 is opened, and the element 2 is connected to the diode 7, the resistor 9, the coil 10, and the second switch 12.
is short-circuited via the switch 12. Therefore element 2
The charges accumulated in the coil 10 flow through the coil 10, an electric field is generated in the coil 10, and eventually a reverse voltage is generated. As a result, a reverse electric field is applied to the element 2. When the OFF signal is H, the element 2, diode 7, resistor 9, and coil 10 are connected in series, and the drive system exhibits damped vibration. Therefore, in order to set a reverse voltage that is approximately 1/3 of the ON voltage, the value of the resistor 9 connected in series with the coil 10 may be adjusted. Due to the diode 7, the electric charge flows in one direction through the resistor 9, the coil 10, and the second switch 12, so that the voltage applied to the element 2 is not reversed again.

【0014】なお、第2図は第1図に示した例の電圧電
流特性図であるが、同図においてVLはコイル10の電
圧、ILはコイル10の電流である。第3図は本発明の
ディジタル変位素子の駆動装置の第2の実施例を示す図
においてコイル10(逆電圧発生手段)の一端はダイオ
ード7、第2のスイッチ12を介してディジタル変位素
子2及び電源1と接続され、コイル10の他端は抵抗9
を介してディジタル変位素子2と接続される。
FIG. 2 is a voltage-current characteristic diagram of the example shown in FIG. 1, where VL is the voltage of the coil 10 and IL is the current of the coil 10. FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the digital displacement element driving device of the present invention, in which one end of the coil 10 (reverse voltage generating means) is connected to the digital displacement element 2 and the other via a diode 7 and a second switch 12. It is connected to the power supply 1, and the other end of the coil 10 is connected to the resistor 9.
It is connected to the digital displacement element 2 via.

【0015】駆動を開始するためにON信号をHにする
と、第1のスイッチ5がONになり、素子2に電界がか
かり、電荷が蓄積され、アクチュエータ3が駆動される
。アクチュエータ3をOFFするためにOFF信号をH
にし、第2のスイッチ12を閉状態にすると、素子2は
ダイオード7、第2のスイッチ12、コイル10、抵抗
9を介して短絡される。素子2に蓄積されていた電荷は
コイル10を介して流れ、コイル10には電界が発生し
、やがて逆電圧が発生する。これにより素子2には電界
が発生し、やがて逆電圧が発生する。これにより素子2
には逆電界が印加される。この逆電界の大きさは抵抗9
を調節して第1のスイッチ5をONしたときの電界の約
1/3とする。
When the ON signal is set to H to start driving, the first switch 5 is turned on, an electric field is applied to the element 2, charge is accumulated, and the actuator 3 is driven. Set the OFF signal to H to turn off the actuator 3.
When the second switch 12 is closed, the element 2 is short-circuited via the diode 7, the second switch 12, the coil 10, and the resistor 9. The charge accumulated in the element 2 flows through the coil 10, an electric field is generated in the coil 10, and a reverse voltage is generated soon. As a result, an electric field is generated in the element 2, and eventually a reverse voltage is generated. As a result, element 2
A reverse electric field is applied to. The magnitude of this reverse electric field is the resistance 9
The electric field is adjusted to approximately 1/3 of the electric field when the first switch 5 is turned on.

【0016】第4図は本発明のディジタル変位素子の駆
動装置の第3の実施例を示す。図においてディジタル変
位素子2の一端はトランス4(逆電圧発生手段)の二次
巻線T2と接続され、他端は接地されている。電源1は
トランス4の一次巻線T1の中央に接続され、該一次巻
線T1を二つ(T11、T12)に分割している。
FIG. 4 shows a third embodiment of the digital displacement element driving device of the present invention. In the figure, one end of the digital displacement element 2 is connected to a secondary winding T2 of a transformer 4 (reverse voltage generating means), and the other end is grounded. The power source 1 is connected to the center of the primary winding T1 of the transformer 4, and the primary winding T1 is divided into two (T11, T12).

【0017】5は第1のトランジスタであり、ON信号
に応答してトランス4の一方の一次巻線T11に通電さ
れる。12は第2のトランジスタであり、OFF信号に
応答してトランス4の他方の一次巻線T12に通電され
る。 7、8はトランジスタの保護用のダイオードである。
Reference numeral 5 denotes a first transistor, and one primary winding T11 of the transformer 4 is energized in response to an ON signal. 12 is a second transistor, and the other primary winding T12 of the transformer 4 is energized in response to the OFF signal. 7 and 8 are diodes for protecting the transistors.

【0018】図において駆動を開始するためにON信号
をHにすると、第1のトランジスタ5がONとなり、一
次巻線T11に電圧が印加され、該一次巻線T11が通
電状態となる。二次側の素子2を駆動するには、ON信
号をパルス駆動にし、数100μ秒後ON信号をHにす
る。 すると、二次巻線T2に電圧が発生する。その電圧はト
ランス4の巻線比により決まり、電源1電圧のT2/T
11の電圧が2次巻線T2側に発生する。しかも、トラ
ンス4、素子2のインピーダンスが大きい為素子2に印
加される逆向きの電圧はパルス状となる。
In the figure, when the ON signal is set to H to start driving, the first transistor 5 is turned on, a voltage is applied to the primary winding T11, and the primary winding T11 becomes energized. To drive the element 2 on the secondary side, the ON signal is pulse-driven, and after several hundred microseconds, the ON signal is set to H. Then, a voltage is generated in the secondary winding T2. The voltage is determined by the turns ratio of the transformer 4, and is T2/T of the power supply 1 voltage.
11 voltage is generated on the secondary winding T2 side. Furthermore, since the impedances of the transformer 4 and the element 2 are large, the reverse voltage applied to the element 2 is in the form of a pulse.

【0019】一次巻線T11とT12の比を約3:1に
すると、素子2にはON時の電圧の約1/3の逆電圧が
印加される。こうして、一次巻線T11とT12の比を
約3:1にするとアクチュエータ3をON、OFFする
ことができ、しかも、一方の一次巻線T11と二次巻線
T2の巻線比を変えることにより、一次巻線の電源電圧
を素子2の駆動電圧のT11/T2にすることができる
ので、電源電圧を下げることも可能である。
When the ratio of the primary windings T11 and T12 is about 3:1, a reverse voltage of about 1/3 of the ON voltage is applied to the element 2. In this way, the actuator 3 can be turned on and off by setting the ratio between the primary windings T11 and T12 to approximately 3:1, and by changing the winding ratio between the primary winding T11 and the secondary winding T2. Since the power supply voltage of the primary winding can be set to T11/T2 of the driving voltage of the element 2, it is also possible to lower the power supply voltage.

【0020】なお、第5図は第4図に示した例の電圧電
流特性図であるが、同図においてVCはトランス4の電
圧である。今まで説明した各実施例の場合、素子2には
変位を0に戻すまでのある期間、電位が印加され続ける
が、電圧がかかり続け湿度が高い雰囲気中におくと、電
極のマイグレーションにより、素子の信頼性が低下する
可能性がある。また、素子2及びそれに接続しているス
イッチ(例えばトランジスタ)には電圧が印加されたま
まになっており、それらに手を触れる可能性がある場合
には安全上問題である。
Note that FIG. 5 is a voltage-current characteristic diagram of the example shown in FIG. 4, where VC is the voltage of the transformer 4. In each of the embodiments described so far, a potential continues to be applied to the element 2 for a certain period of time until the displacement returns to 0, but if the voltage continues to be applied and the element is placed in a humid atmosphere, electrode migration causes the element to reliability may be reduced. Furthermore, voltage remains applied to the element 2 and the switches (for example, transistors) connected thereto, which poses a safety problem if there is a possibility of touching them.

【0021】第6図は本発明のディジタル変位素子駆動
装置の第4の実施例を示す回路図であり、この実施例に
よれば上記のような問題点が解消される。第7図は第6
図に示した実施例の電圧電流特性図である。6図中、1
は電源、2はディジタル変位素子、3はアクチュエータ
、10は逆電圧発生手段としてのコイル、61、62、
63はそれぞれ第1、第2、第3のスイッチ、64は第
2のスイッチ62に並列に結合したダイオード、65は
第3のスイッチ63に並列に結合したダイオード、S1
、S2、S3はそれぞれ第1、第2、第3のスイッチ6
1、62、63への信号(H又はL)である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the digital displacement element driving device of the present invention, and according to this embodiment, the above-mentioned problems are solved. Figure 7 is the 6th
FIG. 3 is a voltage-current characteristic diagram of the embodiment shown in the figure. 1 in 6 figures
is a power source, 2 is a digital displacement element, 3 is an actuator, 10 is a coil as a reverse voltage generating means, 61, 62,
63 are first, second, and third switches, respectively; 64 is a diode coupled in parallel to the second switch 62; 65 is a diode coupled in parallel to the third switch 63;
, S2, and S3 are the first, second, and third switches 6, respectively.
1, 62, and 63 (H or L).

【0022】7図においてVL、ILはそれぞれコイル
10への電圧、電流であり、VCはディジタル変位素子
2への電圧である。次に、以上の構成を有する本実施例
の作用を説明する。ディジタル変位素子2に変位を発生
させるために、第6図においてS1、S2信号を同時に
Hにすると、第1、第2のスイッチ61、62がONと
なり、コイル10に電圧E0が印加され、コイルに電流
が流れ始める。(第7図のt0)t1になった時点でS
1信号のみをL(第2及び第3のスイッチ62、63を
ONのまま第1のスイッチ61をOFF)にしてコイル
10とディジタル変位素子2とを直列に接続する。する
とコイル10の両端の電圧は反転し、しかもコイル10
に同じ向きに電流が流れ続ける。つまりグランド→65
→素子2→コイル10→第2のスイッチ62に電流が流
れ、素子2には負電圧が印加される。(t1−t0)の
パルス幅より素子2の両端の電圧は−3E0になる。
In FIG. 7, VL and IL are the voltage and current applied to the coil 10, respectively, and VC is the voltage applied to the digital displacement element 2. Next, the operation of this embodiment having the above configuration will be explained. In order to generate displacement in the digital displacement element 2, when the S1 and S2 signals are simultaneously set to H in FIG. 6, the first and second switches 61 and 62 are turned on, voltage E0 is applied to the coil 10, and the coil current begins to flow. (t0 in Figure 7) At the time of t1, S
The coil 10 and the digital displacement element 2 are connected in series by setting only one signal to L (the first switch 61 is turned off while the second and third switches 62 and 63 are turned on). Then, the voltage across the coil 10 is reversed, and the voltage across the coil 10 is reversed.
Current continues to flow in the same direction. In other words, Grand → 65
A current flows through → element 2 → coil 10 → second switch 62, and a negative voltage is applied to element 2. From the pulse width of (t1-t0), the voltage across the element 2 becomes -3E0.

【0023】その後t2でS2をL、S3をHにする(
第2のスイッチ62をOFF、第3のスイッチ63をO
Nにする)と、素子2の電荷はコイル10を介して短絡
され、素子2の印加電圧は0になる。素子2の電圧が0
になっても変位は保たれたままである。変位を0に戻す
のに、−1/3倍の電圧をかける。このためt4でS1
、S3を同時にHにする。素子2にはE0の電圧がかか
る。
[0023] After that, at t2, set S2 to L and S3 to H (
Turn off the second switch 62 and turn off the third switch 63.
(N), the charge of element 2 is short-circuited via coil 10, and the voltage applied to element 2 becomes zero. Voltage of element 2 is 0
However, the displacement remains unchanged. To return the displacement to 0, -1/3 times the voltage is applied. Therefore, S1 at t4
, S3 are set to H at the same time. A voltage of E0 is applied to element 2.

【0024】t5でS1、S3をLにし、S2をHにす
ると、素子2の電荷はコイル10を介して短絡され、素
子の印加電圧は0になる。
When S1 and S3 are set to L and S2 is set to H at t5, the electric charge of the element 2 is short-circuited through the coil 10, and the voltage applied to the element becomes 0.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、単一の電源電圧により
素子を駆動できるので、電源回路が簡単になる。しかも
、逆電圧の設定を容易に行なうことができる。
According to the present invention, the elements can be driven by a single power supply voltage, which simplifies the power supply circuit. Furthermore, the reverse voltage can be easily set.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明のディジタル変位素子駆動装置の第1の
実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a digital displacement element driving device of the present invention.

【図2】第1図に示した実施例の電圧電流特性図である
FIG. 2 is a voltage-current characteristic diagram of the embodiment shown in FIG. 1.

【図3】本発明のディジタル変位素子駆動装置の第2の
実施例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the digital displacement element driving device of the present invention.

【図4】本発明のディジタル変位素子駆動装置の第3の
実施例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the digital displacement element driving device of the present invention.

【図5】第4図に示した実施例の電圧電流特性図である
FIG. 5 is a voltage-current characteristic diagram of the embodiment shown in FIG. 4;

【図6】本発明のディジタル変位素子駆動装置の第3の
実施例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a third embodiment of the digital displacement element driving device of the present invention.

【図7】第6図に示した実施例の電圧電流特性図である
7 is a voltage-current characteristic diagram of the embodiment shown in FIG. 6. FIG.

【図8】ディジタル変位素子の電圧−変位図である。FIG. 8 is a voltage-displacement diagram of a digital displacement element.

【図9】従来のディジタル変位駆動装置の一例を示す回
路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a conventional digital displacement drive device.

【図10】従来のディジタル変位素子駆動装置の他の例
を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing another example of a conventional digital displacement element driving device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  電源 2  ディジタル変位素子 3  アクチュエータ 4  トランス 5  第1のスイッチ 12  第2のスイッチ 7、8  ダイオード 9  抵抗 10  コイル(逆電圧発生手段) 61  第1のスイッチ 62  第2のスイッチ 63  第3のスイッチ T11、T12  トランスの一次巻線T2  トラン
スの二次巻線
1 Power supply 2 Digital displacement element 3 Actuator 4 Transformer 5 First switch 12 Second switch 7, 8 Diode 9 Resistor 10 Coil (reverse voltage generation means) 61 First switch 62 Second switch 63 Third switch T11 , T12 Primary winding of transformer T2 Secondary winding of transformer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電源と、アクチュエータを駆動するディジ
タル変位素子と、前記電源からの電圧をディジタル変位
素子へ印加する第1のスイッチと、電源からの電圧によ
り逆電圧を発生する逆電圧発生手段と、前記逆電圧発生
手段の発生する逆電圧をディジタル変位素子へ印加する
第2のスイッチと、を備え、前記逆電圧発生手段の発生
する逆電圧は、ディジタル変位素子へ前記電源からの電
圧を印加した後該逆電圧を印加したときの該ディジタル
変位素子の変位が0になるような大きさであることを特
徴とするディジタル変位素子駆動装置。
1. A power source, a digital displacement element that drives an actuator, a first switch that applies a voltage from the power source to the digital displacement element, and a reverse voltage generating means that generates a reverse voltage using the voltage from the power source. , a second switch that applies the reverse voltage generated by the reverse voltage generating means to the digital displacement element, and the reverse voltage generated by the reverse voltage generating means applies the voltage from the power source to the digital displacement element. A digital displacement element driving device characterized in that the displacement of the digital displacement element becomes zero when the reverse voltage is applied after the displacement of the digital displacement element is applied.
【請求項2】電源と、アクチュエータと、アクチュエー
タを駆動するディジタル変位素子と、第1、第2及び第
3のスイッチと、前記電源からの電圧により逆電圧を発
生する逆電圧発生手段と、を備え、電源電圧は、前記デ
ィジタル変位素子へ前記逆電圧を印加した後該電源電圧
を印加したときの該ディジタル変位素子の変位が0にな
るような大きさであり、前記第1及び第2のスイッチに
より前記逆電圧発生手段に逆電圧を発生させ、第2のス
イッチにより前記逆電圧をディジタル変位素子に印加し
てディジタル変位素子を変位させ、第3のスイッチによ
り素子電圧を0にし、前記第2及び第3のスイッチによ
り電源電圧をディジタル変位素子に印加し、第2のスイ
ッチによりディジタル変位素子の電圧を0にすることを
特徴とするディジタル変位素子駆動装置。
2. A power source, an actuator, a digital displacement element for driving the actuator, first, second, and third switches, and reverse voltage generating means for generating a reverse voltage using a voltage from the power source. The power supply voltage has a magnitude such that the displacement of the digital displacement element becomes 0 when the power supply voltage is applied after applying the reverse voltage to the digital displacement element, and A switch generates a reverse voltage in the reverse voltage generating means, a second switch applies the reverse voltage to the digital displacement element to displace the digital displacement element, a third switch sets the element voltage to 0, and the second switch applies the reverse voltage to the digital displacement element to displace the digital displacement element. 1. A digital displacement element driving device, characterized in that a power supply voltage is applied to the digital displacement element by the second and third switches, and the voltage of the digital displacement element is set to zero by the second switch.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009050051A (en) * 2007-08-15 2009-03-05 Sony Corp Drive circuit of piezoelectric device, and pumping device

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59198885A (en) * 1983-04-25 1984-11-10 Nec Corp Piezoelectric actuator exciting system

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