JPS63250697A - 容量性負荷の駆動回路 - Google Patents
容量性負荷の駆動回路Info
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- JPS63250697A JPS63250697A JP62085989A JP8598987A JPS63250697A JP S63250697 A JPS63250697 A JP S63250697A JP 62085989 A JP62085989 A JP 62085989A JP 8598987 A JP8598987 A JP 8598987A JP S63250697 A JPS63250697 A JP S63250697A
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Landscapes
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
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。
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μ容量性負荷の駆動回路に関し、特に上２ミック
ス誘電体の電歪効果を利用した電気−機械変換器、例え
ば圧電ブザー、圧電アクチェエータ等の容量性負荷の駆
動回路に関する。
ス誘電体の電歪効果を利用した電気−機械変換器、例え
ば圧電ブザー、圧電アクチェエータ等の容量性負荷の駆
動回路に関する。
従来、この檜の圧電ブザー等の駆動回路では、トランジ
スタ等をスイッチ素子として用い、第４図に示す様に、
まずスイッチ７全開いた状態でスイッチ２ｔ−閉じて、
駆動用の電源１から抵抗Ｒ１を介して圧電ブザー等の容
量性の負荷Ｃ１を充電し、その後、スイッチ２を開くと
共にスイッチ７を閉じて、負荷Ｃ１の電荷を抵抗Ｒ１ｔ
−介し接地して放電させている。
スタ等をスイッチ素子として用い、第４図に示す様に、
まずスイッチ７全開いた状態でスイッチ２ｔ−閉じて、
駆動用の電源１から抵抗Ｒ１を介して圧電ブザー等の容
量性の負荷Ｃ１を充電し、その後、スイッチ２を開くと
共にスイッチ７を閉じて、負荷Ｃ１の電荷を抵抗Ｒ１ｔ
−介し接地して放電させている。
上述した従来の容量性負荷の駆動回ｇは、負荷Ｃ１，ｇ
充電し九エネルギーを放電に；９捨てている。また、充
放電時に生じる突入電流を制限するための抵抗Ｒ１は、
充電時にも余分なエネルギーｔ−浪費する。この結果と
して、駆動電力の浪費が大きいという欠点がある。例え
ば、ワイヤートッドプリンタのアクチ為エータに積ｌ曽
セラミック電歪素子金側う場合、電歪素子の容１（Ｃ）
ｔｏ、３μＦ、駆動電圧（ＶＳ）ｋ ７０ Ｖとし、２
ＫＨｚの周波ｆｆ （ｆ）で［６すｎば、コンデンサ（
Ｃ）から捨てられる電力ｎ ｌ／２ ＣＶａ”ｆ （Ｄ
式１５１．４７ＷＫなる。２４ピンのドツトプリンタで
は２４個のアクチェエータがあるので、２４倍の３５．
２８Ｗの電力浪費となる。このかなり大きな電力浪費は
、駆動電源のみならず放熱構造の、大形化、高価格化を
不可避にする。
充電し九エネルギーを放電に；９捨てている。また、充
放電時に生じる突入電流を制限するための抵抗Ｒ１は、
充電時にも余分なエネルギーｔ−浪費する。この結果と
して、駆動電力の浪費が大きいという欠点がある。例え
ば、ワイヤートッドプリンタのアクチ為エータに積ｌ曽
セラミック電歪素子金側う場合、電歪素子の容１（Ｃ）
ｔｏ、３μＦ、駆動電圧（ＶＳ）ｋ ７０ Ｖとし、２
ＫＨｚの周波ｆｆ （ｆ）で［６すｎば、コンデンサ（
Ｃ）から捨てられる電力ｎ ｌ／２ ＣＶａ”ｆ （Ｄ
式１５１．４７ＷＫなる。２４ピンのドツトプリンタで
は２４個のアクチェエータがあるので、２４倍の３５．
２８Ｗの電力浪費となる。このかなり大きな電力浪費は
、駆動電源のみならず放熱構造の、大形化、高価格化を
不可避にする。
本発明の駆動回路は、駆動対象の容量性負荷に駆動用電
源とスイッチ素子とインダクタンス素子と電流検出セン
サーとを直列接続したループ状の回路と、前記容量性負
荷の充電お工び放電の各タイミングｔ−指示する制御信
号に応答して前記スイッチ素子をオン状態にし更にこの
あと前記電流検出センサーが前記ループ状回路に流れる
電流のゼロ榎Ｍｌ−検出したタイミングで前記スイッチ
素子をオフ状態にする制御回路とを、備えＣいる。
源とスイッチ素子とインダクタンス素子と電流検出セン
サーとを直列接続したループ状の回路と、前記容量性負
荷の充電お工び放電の各タイミングｔ−指示する制御信
号に応答して前記スイッチ素子をオン状態にし更にこの
あと前記電流検出センサーが前記ループ状回路に流れる
電流のゼロ榎Ｍｌ−検出したタイミングで前記スイッチ
素子をオフ状態にする制御回路とを、備えＣいる。
〔笑 施 例〕
次に本発明について図面全参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の回路図であり％第２図は第
１図中の制御（ロ）路６の構収例を示す回路図である。
１図中の制御（ロ）路６の構収例を示す回路図である。
第１図において、容量性の負荷Ｃ１ｔ’ｊ、コイルＬ、
リードリレーのスイッチ２％およびカレントトランスの
電流センサー５を介し直流電圧ｖ８の駆動用の電源ＩＫ
直列接続してあり、制御回路６の端子ｖｐおよびＶＲか
ら与えられる信号に応じて、スイッチ２が直列の駆動回
路の途中の徽続をオンオフする。制御回路６は、電流セ
ンサー５から端子ＶｌｌおよびＶ１２へ送られてくる信
号。
リードリレーのスイッチ２％およびカレントトランスの
電流センサー５を介し直流電圧ｖ８の駆動用の電源ＩＫ
直列接続してあり、制御回路６の端子ｖｐおよびＶＲか
ら与えられる信号に応じて、スイッチ２が直列の駆動回
路の途中の徽続をオンオフする。制御回路６は、電流セ
ンサー５から端子ＶｌｌおよびＶ１２へ送られてくる信
号。
ならびに外部から端子Ｓ１に与えられる制御信号に応シ
テ、スイッチ２のオンオフ制御用の１＝号全発生し、端
子ＶＤおよびＶＲから送出する。この除、制御信号は、
パルス立上りで負荷Ｃ！の充電開始タイミングを、また
パルス立下りで負荷ＣＩの放電開始タイミングに、そｎ
ぞれ指示する。
テ、スイッチ２のオンオフ制御用の１＝号全発生し、端
子ＶＤおよびＶＲから送出する。この除、制御信号は、
パルス立上りで負荷Ｃ！の充電開始タイミングを、また
パルス立下りで負荷ＣＩの放電開始タイミングに、そｎ
ぞれ指示する。
第２図において、端子ＳＩに到来する制御信号は、排他
的論理和（ＥＸ−ＯＲ）ゲート６０の一方の入力端と、
抵抗Ｒ２お工びコンデンサＣ２から成る遅延回路とに送
られ、この遅延回路の出力信号’ｔＥＸ−ＯＲゲート６
０のもう一方の入力端に導いである。ＥＸ−ＯＲゲー）
６０の出力信号に。
的論理和（ＥＸ−ＯＲ）ゲート６０の一方の入力端と、
抵抗Ｒ２お工びコンデンサＣ２から成る遅延回路とに送
られ、この遅延回路の出力信号’ｔＥＸ−ＯＲゲート６
０のもう一方の入力端に導いである。ＥＸ−ＯＲゲー）
６０の出力信号に。
セットリセット形の７リツプフロツプ（Ｆ Ｆ ） ６
２にセット信号として印加される。一方、端子ＶＩＩお
工びＶＩ２への到来信号は、積分器６４で積分されたあ
と、電圧比較器６５に導かれている。電圧比較器６５の
出力信号は、制御信号と並行してＥＸ−ＯＲゲート６１
へ送らｎる。ＥＸ−ＯＲゲート６１の出力信号ｆｌ、Ｆ
Ｆ６２にリセット信号として送られる。ＦＦ６２の反転
出力端（、ｌＨ，バッファ用の増幅器６．３を介して端
子ＶＤに接続しである。端子ＶＲＫは、直流電圧＋ＶＲ
ｔ印加しておく、なお、定電圧ダイオードＺＤｉ、
リードリレーであるスイッチ２に生じる逆誘起電圧ｔＶ
Ｚボルトにクランプして、リレー動作の高速化１−図る
ために設けである。
２にセット信号として印加される。一方、端子ＶＩＩお
工びＶＩ２への到来信号は、積分器６４で積分されたあ
と、電圧比較器６５に導かれている。電圧比較器６５の
出力信号は、制御信号と並行してＥＸ−ＯＲゲート６１
へ送らｎる。ＥＸ−ＯＲゲート６１の出力信号ｆｌ、Ｆ
Ｆ６２にリセット信号として送られる。ＦＦ６２の反転
出力端（、ｌＨ，バッファ用の増幅器６．３を介して端
子ＶＤに接続しである。端子ＶＲＫは、直流電圧＋ＶＲ
ｔ印加しておく、なお、定電圧ダイオードＺＤｉ、
リードリレーであるスイッチ２に生じる逆誘起電圧ｔＶ
Ｚボルトにクランプして、リレー動作の高速化１−図る
ために設けである。
第３図は本実施例の動作を例示するタイミング図である
０時刻１０＜て制御信号のパルスが立上って負荷Ｃ１の
充電開始タイミングを指示すると。
０時刻１０＜て制御信号のパルスが立上って負荷Ｃ１の
充電開始タイミングを指示すると。
抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２から成る遅延回路は制御
信号ＳＩの遅延信号を発生シフ、これに応じてＥＸ−Ｏ
Ｒゲート６０が制御信号ＳＩの立上りから制御信号８１
の遅延信号の立上りまでの期間に亘るパルスをセット信
号として出力する。このセット信号がＦＦ６２ｔ−セッ
トし、こｎに伴って増幅器６３の出力電圧はゼロ（０）
になり、スイッチ２のリードリレー駆動コイルに電圧＋
ＶＲが印加され、この結果スイッチ２が閉じて駆動回路
ｔオン状態にする。電流センサー５の駆動回路側のイン
ピーダンスげ億く小さいので無視すると。
信号ＳＩの遅延信号を発生シフ、これに応じてＥＸ−Ｏ
Ｒゲート６０が制御信号ＳＩの立上りから制御信号８１
の遅延信号の立上りまでの期間に亘るパルスをセット信
号として出力する。このセット信号がＦＦ６２ｔ−セッ
トし、こｎに伴って増幅器６３の出力電圧はゼロ（０）
になり、スイッチ２のリードリレー駆動コイルに電圧＋
ＶＲが印加され、この結果スイッチ２が閉じて駆動回路
ｔオン状態にする。電流センサー５の駆動回路側のイン
ピーダンスげ億く小さいので無視すると。
スイッチ２が閉じた時の駆動回路は、コイルしおよび負
荷ＣＩの直列回路となり、これに流ｎる電流ＩＬはＩ
Ｌ：＝Ｉ ＰＸＳｉｎ ｅａｔになり、まり、負荷ＣＩ
の電圧ＶＣはＶＣ＝ＶＳ （１−Ｃｏｎ ｃａｔ ）Ｋ
なる。（ことテＩＰ＝ＶＳｙｒＣ１／Ｌ 、 （＃＝Ｉ
Ｆ’Ｌ、ＣＩである。）電流ＩＬは時刻ト１で最大値Ｉ
Ｐとなり、Ｑ刻ｔ２で再びＯとなる。電圧ＶＣは時刻ｔ
１で駆動電圧と同じｖＳとなり、時刻ｔ２でに駆動電圧
の２倍すなわち２ＶＳとなる。電流センサー５の出力電
圧に、電流ＩＬの微分に比例するので、（端子Ｖｌお工
びＶＺ２間の電圧）＝ＡＸＩＰＸＣｏｇω【 となる、
（ここで、Ａは電流センサー５の変換定数である。）従
って、電流センサー５の出力信号の積分結果の電圧は、
ＫＸＡＸ ＩＰＸＳｉｎωｔとなる。（ここでＫは積分
器６４の定数でト匈すなわち、積分器６４の出力信号は
、電流ＩＬと同位相の正弦波形となる。これと、ゼロ（
０）電位と全比較している電圧比較器６５の出力（、Ｗ
号は。
荷ＣＩの直列回路となり、これに流ｎる電流ＩＬはＩ
Ｌ：＝Ｉ ＰＸＳｉｎ ｅａｔになり、まり、負荷ＣＩ
の電圧ＶＣはＶＣ＝ＶＳ （１−Ｃｏｎ ｃａｔ ）Ｋ
なる。（ことテＩＰ＝ＶＳｙｒＣ１／Ｌ 、 （＃＝Ｉ
Ｆ’Ｌ、ＣＩである。）電流ＩＬは時刻ト１で最大値Ｉ
Ｐとなり、Ｑ刻ｔ２で再びＯとなる。電圧ＶＣは時刻ｔ
１で駆動電圧と同じｖＳとなり、時刻ｔ２でに駆動電圧
の２倍すなわち２ＶＳとなる。電流センサー５の出力電
圧に、電流ＩＬの微分に比例するので、（端子Ｖｌお工
びＶＺ２間の電圧）＝ＡＸＩＰＸＣｏｇω【 となる、
（ここで、Ａは電流センサー５の変換定数である。）従
って、電流センサー５の出力信号の積分結果の電圧は、
ＫＸＡＸ ＩＰＸＳｉｎωｔとなる。（ここでＫは積分
器６４の定数でト匈すなわち、積分器６４の出力信号は
、電流ＩＬと同位相の正弦波形となる。これと、ゼロ（
０）電位と全比較している電圧比較器６５の出力（、Ｗ
号は。
Ｑ 刻ｔｚでローレベルに変化し、これに応じてバーＯ
Ｒゲート６１の出力信号が）・イレペルへ変化し、ＦＦ
６２をリセットする。この結果、増幅器６３の出力電圧
が上昇して、スイッチ２をオフ状態に切替える。この時
に、スイッチ２のリードリレー駆動コイルに発生する逆
誘起電圧に、定電圧ダイオ−ドＺＤＫ、Ｕ！７電圧ＶＺ
（、ＶＺ＞ＶＲ）にクランプされ、増幅６６３を保護す
ると共に、スイッチ２の動作全速くする。以上の動作で
、制御信号ＳＩの指示による負荷Ｃ，の充電を完了する
。
Ｒゲート６１の出力信号が）・イレペルへ変化し、ＦＦ
６２をリセットする。この結果、増幅器６３の出力電圧
が上昇して、スイッチ２をオフ状態に切替える。この時
に、スイッチ２のリードリレー駆動コイルに発生する逆
誘起電圧に、定電圧ダイオ−ドＺＤＫ、Ｕ！７電圧ＶＺ
（、ＶＺ＞ＶＲ）にクランプされ、増幅６６３を保護す
ると共に、スイッチ２の動作全速くする。以上の動作で
、制御信号ＳＩの指示による負荷Ｃ，の充電を完了する
。
次いで時刻ｔ３で、制御信号のパルスが立下ジ負荷Ｃ１
の放電開始タイミングを指示すると、充電の過程の場合
と同様にＥＸ−ＯＲゲート６０がパルスを出力し、ＦＦ
６２ｉセツトして、スイッチ２をオン状態にする。スイ
ッチ２が駆動回路を閉じると、駆動電圧ｖＳＳエフ負荷
Ｃ１の充電電圧２ＶＳの方が高いので、負荷Ｃ１は放電
を開始する。負荷Ｃ１ｔ−流れる電ｄＩＬおよび負荷電
圧ＶＣはそれぞれ、 Ｉ Ｌ＝ −Ｉ Ｐ Ｘ Ｓｉ
ｎ ａｔ、およびＶＣ＝ＶＳ （１＋Ｃｏａｓｔ ）
トｆｘル。ｑ Ｉｌｌ ｔ ４ ｆ、電流ＩＬは負の最
大値−ＩＰとなり、電圧ＶＣ＝ＶＳとなる０時刻ｔ５で
は、電流ＩＬ＝Ｏ，および電圧ＶＣ＝Ｏとなる。前述の
ごとく、積分器６４の出力信号は電流ＩＬと同位相であ
るから、１圧比較器６５の出力信号、およびリセット信
号に第３図に示す株になり、′ｆ＆流ＩＬが再びＯＫな
る時刻ｔ５に、スイッチ２がオフ状態に切替わって駆動
回路を開き、負荷Ｃ１の放電を終了する。
の放電開始タイミングを指示すると、充電の過程の場合
と同様にＥＸ−ＯＲゲート６０がパルスを出力し、ＦＦ
６２ｉセツトして、スイッチ２をオン状態にする。スイ
ッチ２が駆動回路を閉じると、駆動電圧ｖＳＳエフ負荷
Ｃ１の充電電圧２ＶＳの方が高いので、負荷Ｃ１は放電
を開始する。負荷Ｃ１ｔ−流れる電ｄＩＬおよび負荷電
圧ＶＣはそれぞれ、 Ｉ Ｌ＝ −Ｉ Ｐ Ｘ Ｓｉ
ｎ ａｔ、およびＶＣ＝ＶＳ （１＋Ｃｏａｓｔ ）
トｆｘル。ｑ Ｉｌｌ ｔ ４ ｆ、電流ＩＬは負の最
大値−ＩＰとなり、電圧ＶＣ＝ＶＳとなる０時刻ｔ５で
は、電流ＩＬ＝Ｏ，および電圧ＶＣ＝Ｏとなる。前述の
ごとく、積分器６４の出力信号は電流ＩＬと同位相であ
るから、１圧比較器６５の出力信号、およびリセット信
号に第３図に示す株になり、′ｆ＆流ＩＬが再びＯＫな
る時刻ｔ５に、スイッチ２がオフ状態に切替わって駆動
回路を開き、負荷Ｃ１の放電を終了する。
ら放る回路を駆動しているので、エネルギーロスが無く
、負荷Ｃ１に充電されたエネルギーも放電時に全てｉ源
１側へ回収される。
、負荷Ｃ１に充電されたエネルギーも放電時に全てｉ源
１側へ回収される。
以上説明したように本発明は、駆動電源、スイッチ素子
、インダクタンス素子、容量性負荷、ならびに電流セン
サーを直列に接続して、電流センサ出力を監視しながら
スイッチ素子のオンオフ切替えタイミングを制御するこ
とにエフ、効率良く容量性負荷の充放１１１−行なえる
ので、駆動電力を傷めて小さくでき、従って駆動中の発
熱量を低減して放熱機構を不要とし％機器の小型化を図
れるという効果がある。更に、駆動電源は充電電圧の半
分で済むので平滑コンデンサ等の使用部品も低耐圧品で
良く、機器の低価格を図れるという効果もある。
、インダクタンス素子、容量性負荷、ならびに電流セン
サーを直列に接続して、電流センサ出力を監視しながら
スイッチ素子のオンオフ切替えタイミングを制御するこ
とにエフ、効率良く容量性負荷の充放１１１−行なえる
ので、駆動電力を傷めて小さくでき、従って駆動中の発
熱量を低減して放熱機構を不要とし％機器の小型化を図
れるという効果がある。更に、駆動電源は充電電圧の半
分で済むので平滑コンデンサ等の使用部品も低耐圧品で
良く、機器の低価格を図れるという効果もある。
第１１および第２図に本発明の一実施例の回路図、第３
凶は本発明の実施例の動作を例示するタイミング図、第
４図は従来の容量性負荷の駆動回路を示す回路図である
。 １・・・・・・電源、２．７・・・・・・スイッチ、３
・・・・・・コイル、４・・・・・・負荷、５・・・・
・・電流センサー、６・・・・・・制御回路。 パ：・ −，，ｌ ＄ １ 田 茅 ２１１１ 半 ３ 図
凶は本発明の実施例の動作を例示するタイミング図、第
４図は従来の容量性負荷の駆動回路を示す回路図である
。 １・・・・・・電源、２．７・・・・・・スイッチ、３
・・・・・・コイル、４・・・・・・負荷、５・・・・
・・電流センサー、６・・・・・・制御回路。 パ：・ −，，ｌ ＄ １ 田 茅 ２１１１ 半 ３ 図
Claims (1)
- 駆動対象の容量性負荷に駆動用電源とスイッチ素子とイ
ンダクタンス素子と電流検出センサーとを直列接続した
ループ状の回路と、前記容量性負荷の充電および放電の
各タイミングを指示する制御信号に応答して前記スイッ
チ素子をオン状態にし更にこのあと前記電流検出センサ
ーが前記ループ状回路に流れる電流のゼロ復帰を検出し
たタイミングで前記スイッチ素子をオフ状態にする制御
回路とを、備えていることを特徴とする容量性負荷の駆
動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085989A JPS63250697A (ja) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | 容量性負荷の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085989A JPS63250697A (ja) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | 容量性負荷の駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63250697A true JPS63250697A (ja) | 1988-10-18 |
Family
ID=13874085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62085989A Pending JPS63250697A (ja) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | 容量性負荷の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63250697A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4562228B2 (ja) * | 1999-02-02 | 2010-10-13 | シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス | トランスデューサ装置 |
-
1987
- 1987-04-07 JP JP62085989A patent/JPS63250697A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4562228B2 (ja) * | 1999-02-02 | 2010-10-13 | シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス | トランスデューサ装置 |
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