JPS6348048Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6348048Y2 JPS6348048Y2 JP1983084536U JP8453683U JPS6348048Y2 JP S6348048 Y2 JPS6348048 Y2 JP S6348048Y2 JP 1983084536 U JP1983084536 U JP 1983084536U JP 8453683 U JP8453683 U JP 8453683U JP S6348048 Y2 JPS6348048 Y2 JP S6348048Y2
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- JP
- Japan
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- oscillation
- transistor
- voltage
- transformer
- piezoelectric element
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- Expired
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 47
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 claims description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
<考案の分野>
この考案は、可動接触片の駆動源として圧電素
子を使用したリレーなどに使用される圧電素子の
駆動回路に関するものである。
子を使用したリレーなどに使用される圧電素子の
駆動回路に関するものである。
<従来技術とその問題点>
近年、低消費電力化を目的として、かつ発熱、
ノイズの低減を目的として、たとえば可動接触片
の駆動源に圧電素子(圧電バイモルフ)を使用し
たリレーが提案されている。
ノイズの低減を目的として、たとえば可動接触片
の駆動源に圧電素子(圧電バイモルフ)を使用し
たリレーが提案されている。
この種のリレーは、たとえば第2図に示すよう
に一対の圧電素子P1,P2を接合して圧電バイ
モルフMを形成し、各圧電素子P1,P2の分極
方向e1,e2をその幅方向へ同一にするととも
に、直流電源Eに接続された圧電素子の駆動回路
Wにおける正電位出力端子O1を上記圧電バイモ
ルフMの中間電極aに、負電位出力端子O2を圧
電バイモルフMの表面電極b,cにそれぞれ接続
することにより、スイツチSを閉成したとき、分
極方向e1と同一方向の電界が印加される圧電素
子P1は収縮し、分極方向e2と異方向の電界が
印加される圧電素子P2は伸長する。このため、
片持支持された上記圧電バイモルフMは仮想線で
示すように変形し、その自由端部に装着した図示
しない連結片(カード)を介して、あるいは直接
に可動接触片を押圧することにより、可動接点を
固定接点に対して接離させることができる。
に一対の圧電素子P1,P2を接合して圧電バイ
モルフMを形成し、各圧電素子P1,P2の分極
方向e1,e2をその幅方向へ同一にするととも
に、直流電源Eに接続された圧電素子の駆動回路
Wにおける正電位出力端子O1を上記圧電バイモ
ルフMの中間電極aに、負電位出力端子O2を圧
電バイモルフMの表面電極b,cにそれぞれ接続
することにより、スイツチSを閉成したとき、分
極方向e1と同一方向の電界が印加される圧電素
子P1は収縮し、分極方向e2と異方向の電界が
印加される圧電素子P2は伸長する。このため、
片持支持された上記圧電バイモルフMは仮想線で
示すように変形し、その自由端部に装着した図示
しない連結片(カード)を介して、あるいは直接
に可動接触片を押圧することにより、可動接点を
固定接点に対して接離させることができる。
第3図は従来の一例を示す圧電素子の駆動回路
である。図において、Hはブロツキング発振回路
で、このブロツキング発振回路Hは昇圧トランス
Tの1次側に接続された発振トランジスタQ1
と、上記トランスTの2次側の発振出力を上記ト
ランジスタQ1のベースに負帰還させる抵抗R4
とコンデンサC3の直列回路と、上記発振トラン
ジスタQ1のバイアス抵抗R1とから構成されて
いる。上記発振回路Hの入力側はスイツチSおよ
び保護抵抗R1を介して直流電源Eに接続され、
また、上記発振回路Hの出力側は整流ダイオード
からなる整流素子D3を介して圧電素子Pが接続
されている。なお、I1,I2は入力端子、O
1,O2は出力端子、ZD1はツエナダイオード
からなる定電圧素子、C1は発振出力の脈流を入
力側へ流入させないようにしたバイパスコンデン
サ、R2は放電抵抗である。
である。図において、Hはブロツキング発振回路
で、このブロツキング発振回路Hは昇圧トランス
Tの1次側に接続された発振トランジスタQ1
と、上記トランスTの2次側の発振出力を上記ト
ランジスタQ1のベースに負帰還させる抵抗R4
とコンデンサC3の直列回路と、上記発振トラン
ジスタQ1のバイアス抵抗R1とから構成されて
いる。上記発振回路Hの入力側はスイツチSおよ
び保護抵抗R1を介して直流電源Eに接続され、
また、上記発振回路Hの出力側は整流ダイオード
からなる整流素子D3を介して圧電素子Pが接続
されている。なお、I1,I2は入力端子、O
1,O2は出力端子、ZD1はツエナダイオード
からなる定電圧素子、C1は発振出力の脈流を入
力側へ流入させないようにしたバイパスコンデン
サ、R2は放電抵抗である。
上記構成において、スイツチSを閉成して電源
電圧Eを印加すると、発振トランジスタQ1によ
り発振を始め、昇圧トランスTに昇圧されたの
ち、整流素子D3で整流された直流電圧が圧電素
子Pに印加される。つぎに、スイツチSを開放す
ると発振が停止し、圧電素子Pの電荷は放電抵抗
R2を介して放電される。電源電圧Eの電圧変動
などにより入力電圧が高くなると、発振トランジ
スタQ1のバイアス抵抗R1は一定であるから、
発振トランジスタQ1のバイアス電流が増加して
入力消費電力が第4図の点線Pi2で示すように増
大する。さらに、昇圧トランスTの2次側におけ
る磁束が飽和して、その昇圧出力電圧は第4図の
点線V02で示すように急上昇し、圧電素子Pの
許容電圧よりも高くなつて圧電素子Pの特性を劣
化させるおそれがある。なお、特開昭55−115234
号には、第3図で説明したものとほぼ同様の圧電
素子の駆動回路が開示されている。
電圧Eを印加すると、発振トランジスタQ1によ
り発振を始め、昇圧トランスTに昇圧されたの
ち、整流素子D3で整流された直流電圧が圧電素
子Pに印加される。つぎに、スイツチSを開放す
ると発振が停止し、圧電素子Pの電荷は放電抵抗
R2を介して放電される。電源電圧Eの電圧変動
などにより入力電圧が高くなると、発振トランジ
スタQ1のバイアス抵抗R1は一定であるから、
発振トランジスタQ1のバイアス電流が増加して
入力消費電力が第4図の点線Pi2で示すように増
大する。さらに、昇圧トランスTの2次側におけ
る磁束が飽和して、その昇圧出力電圧は第4図の
点線V02で示すように急上昇し、圧電素子Pの
許容電圧よりも高くなつて圧電素子Pの特性を劣
化させるおそれがある。なお、特開昭55−115234
号には、第3図で説明したものとほぼ同様の圧電
素子の駆動回路が開示されている。
<考案の目的>
この考案は上記欠点を解消するためになされた
もので、昇圧電圧をほぼ一定にして圧電素子の特
性を劣化させることのない圧電素子の駆動回路を
提供することを目的とする。
もので、昇圧電圧をほぼ一定にして圧電素子の特
性を劣化させることのない圧電素子の駆動回路を
提供することを目的とする。
<考案の構成と効果>
この考案による圧電素子の駆動回路は、直流電
源に接続される1対の電源入力端子間に接続され
た昇圧トランスの1次側に発振トランジスタを接
続するとともに上記トランスの2次側の発振出力
を上記トランジスタのバイアス回路に負帰還させ
て発振させるブロツキング発振回路と、上記昇圧
トランスの1次側に接続されて上記発振トランジ
スタのバイアス電位を制御するバイアス調整トラ
ンジスタと、上記昇圧トランスの2次側の出力が
所定の電位に達したとき上記バイアス調整トラン
ジスタのベース電位を一定値に抑制する定電圧素
子と、上記昇圧トランスの2次側に接続されて昇
圧された2次電圧で変位駆動される圧電素子とか
らなり、上記バイアス調整トランジスタと定電圧
素子とで上記発振トランジスタの通電量を抑制す
る通電量制御回路が構成されている。
源に接続される1対の電源入力端子間に接続され
た昇圧トランスの1次側に発振トランジスタを接
続するとともに上記トランスの2次側の発振出力
を上記トランジスタのバイアス回路に負帰還させ
て発振させるブロツキング発振回路と、上記昇圧
トランスの1次側に接続されて上記発振トランジ
スタのバイアス電位を制御するバイアス調整トラ
ンジスタと、上記昇圧トランスの2次側の出力が
所定の電位に達したとき上記バイアス調整トラン
ジスタのベース電位を一定値に抑制する定電圧素
子と、上記昇圧トランスの2次側に接続されて昇
圧された2次電圧で変位駆動される圧電素子とか
らなり、上記バイアス調整トランジスタと定電圧
素子とで上記発振トランジスタの通電量を抑制す
る通電量制御回路が構成されている。
上記構成において、電源電圧を印加すると、発
振トランジスタのベースに電圧が印加され、この
発振トランジスタにより発振回路は発振を始め、
昇圧トランスにより昇圧されたのち、整流素子で
整流された直流電圧が圧電素子に印加され、この
圧電素子は歪を生じる。
振トランジスタのベースに電圧が印加され、この
発振トランジスタにより発振回路は発振を始め、
昇圧トランスにより昇圧されたのち、整流素子で
整流された直流電圧が圧電素子に印加され、この
圧電素子は歪を生じる。
ここで、入力電圧が上昇すると、発振回路の発
振出力も上昇するが、昇圧トランスの2次側の出
力電圧が所定の電圧に達したとき、上記発振トラ
ンジスタの通電量を抑制する通電量制御回路によ
り、発振トランジスタの通電量が一定値に制限さ
れて、その発振トランジスタの通電量が一定値に
制限されて、その発振出力は一定値に抑制され、
従来のように発振出力が異常に上昇することはな
い。
振出力も上昇するが、昇圧トランスの2次側の出
力電圧が所定の電圧に達したとき、上記発振トラ
ンジスタの通電量を抑制する通電量制御回路によ
り、発振トランジスタの通電量が一定値に制限さ
れて、その発振トランジスタの通電量が一定値に
制限されて、その発振出力は一定値に抑制され、
従来のように発振出力が異常に上昇することはな
い。
このように、電源電圧の電圧変動などにより入
力電圧が高くなつても、昇圧トランスの2次側に
おける磁束が飽和することがなく、その昇圧出力
電圧は一定値以下に抑制されているから、圧電素
子の許容電圧よりも十分に小さくなつて圧電素子
の特性を劣化させるおそれがない。
力電圧が高くなつても、昇圧トランスの2次側に
おける磁束が飽和することがなく、その昇圧出力
電圧は一定値以下に抑制されているから、圧電素
子の許容電圧よりも十分に小さくなつて圧電素子
の特性を劣化させるおそれがない。
<実施例の説明>
以下、この考案の一実施例を図面にしたがつて
説明する。第1図はこの考案の一実施例による圧
電素子の駆動回路を示す電気回路図である。第1
図において、第3図と同一部分には同一の番号を
付してその詳しい説明を省略する。
説明する。第1図はこの考案の一実施例による圧
電素子の駆動回路を示す電気回路図である。第1
図において、第3図と同一部分には同一の番号を
付してその詳しい説明を省略する。
図において、ブロツキング発振回路Hの入力側
には、昇圧トランスTの2次側の出力電圧が所定
の電圧に達したときNPNトランジスタからなる
発振トランジスタQ1の通電量を抑制する通電量
制御回路Jが接続されている。Q2は上記通電量
制御回路Jを構成するバイアス調整トランジスタ
で、このトランジスタQ2はエミツタホロワ抵抗
R3を介して直流電源Eの正電位側にそのエミツ
タを接続するとともに、コレクタを発振トランジ
スタQ1のベースに接続してある。ZD2はツエ
ナダイオードからなる定電圧素子で、昇圧トラン
スTの2次側の出力電圧が所定の電圧に達したと
きトランジスタQ2のベース電位を一定値に抑制
するものである。D1は昇圧トランスTの2次側
からの出力電圧の負の成分をカツトするダイオー
ド、C2は昇圧トランスTの2次側の出力信号を
平滑にするコンデンサ、R2はトランジスタQ2
のベースにバイアス電位を付勢するとともに、平
滑コンデンサC2の充電電荷を入力信号のしや断
時に放電させる抵抗である。なお、D2は発振ト
ランジスタQ1に逆電圧が印加されるのを防止す
るダイオードである。
には、昇圧トランスTの2次側の出力電圧が所定
の電圧に達したときNPNトランジスタからなる
発振トランジスタQ1の通電量を抑制する通電量
制御回路Jが接続されている。Q2は上記通電量
制御回路Jを構成するバイアス調整トランジスタ
で、このトランジスタQ2はエミツタホロワ抵抗
R3を介して直流電源Eの正電位側にそのエミツ
タを接続するとともに、コレクタを発振トランジ
スタQ1のベースに接続してある。ZD2はツエ
ナダイオードからなる定電圧素子で、昇圧トラン
スTの2次側の出力電圧が所定の電圧に達したと
きトランジスタQ2のベース電位を一定値に抑制
するものである。D1は昇圧トランスTの2次側
からの出力電圧の負の成分をカツトするダイオー
ド、C2は昇圧トランスTの2次側の出力信号を
平滑にするコンデンサ、R2はトランジスタQ2
のベースにバイアス電位を付勢するとともに、平
滑コンデンサC2の充電電荷を入力信号のしや断
時に放電させる抵抗である。なお、D2は発振ト
ランジスタQ1に逆電圧が印加されるのを防止す
るダイオードである。
Kは上記トランスTの2次側に整流素子D3を
介して接続された放電回路で、上記発振回路Hの
入力がしや断されたとき上記圧電素子Pの充電電
荷を急放電させるものである。この放電回路K
は、圧電素子Pに並列接続されたPNPトランジ
スタQ3と、このPNPトランジスタQ3のベー
ス・エミツタ間に接続された入力信号弁別ダイオ
ードD4と、トランジスタQ3のベース抵抗R5
とから構成されている。
介して接続された放電回路で、上記発振回路Hの
入力がしや断されたとき上記圧電素子Pの充電電
荷を急放電させるものである。この放電回路K
は、圧電素子Pに並列接続されたPNPトランジ
スタQ3と、このPNPトランジスタQ3のベー
ス・エミツタ間に接続された入力信号弁別ダイオ
ードD4と、トランジスタQ3のベース抵抗R5
とから構成されている。
上記構成において、スイツチSを閉成して電源
電圧Eを印加すると、抵抗R3およびトランジス
タQ2を介して、発振トランジスタQ1のベース
に電圧が印加され、この発振トランジスタQ1に
より発振を始め、昇圧トランスTにより昇圧され
たのち、整流素子D3で整流された直流電圧が入
力信号弁別ダイオードD4を介して圧電素子Pに
印加され、この圧電素子Pは、たとえば第2図で
説明したようなバイモルフ形に形成すれば大きな
歪を生じる。ここで、電源電圧Eが上昇すると、
発振回路Hの発振出力も上昇するが、昇圧トラン
スTの2次側の出力電圧が所定の電圧に達したと
き、ツエナダイオードからなる定電圧素子ZD2
により、トランジスタQ2のベース電位を一定値
に抑制するから、発振トランジスタQ1のベース
のバイアス電位が上昇するのを一定値に制限さ
れ、発振出力は第4図の実線V01で示すように
一定値に抑制され、従来のように発振出力が点線
V02で示すように異常に上昇することはない。
電圧Eを印加すると、抵抗R3およびトランジス
タQ2を介して、発振トランジスタQ1のベース
に電圧が印加され、この発振トランジスタQ1に
より発振を始め、昇圧トランスTにより昇圧され
たのち、整流素子D3で整流された直流電圧が入
力信号弁別ダイオードD4を介して圧電素子Pに
印加され、この圧電素子Pは、たとえば第2図で
説明したようなバイモルフ形に形成すれば大きな
歪を生じる。ここで、電源電圧Eが上昇すると、
発振回路Hの発振出力も上昇するが、昇圧トラン
スTの2次側の出力電圧が所定の電圧に達したと
き、ツエナダイオードからなる定電圧素子ZD2
により、トランジスタQ2のベース電位を一定値
に抑制するから、発振トランジスタQ1のベース
のバイアス電位が上昇するのを一定値に制限さ
れ、発振出力は第4図の実線V01で示すように
一定値に抑制され、従来のように発振出力が点線
V02で示すように異常に上昇することはない。
このように、電源電圧Eの電圧変動などにより
入力電圧Viが高くなつても、昇圧トランスTの
2次側における磁束が飽和することがなく、その
昇圧出力電圧は第4図の点線V01で示したよう
に制限されているから、圧電素子Pの許容電圧よ
りも十分に小さくなつて圧電素子Pの特性を劣化
させるおそれがない。
入力電圧Viが高くなつても、昇圧トランスTの
2次側における磁束が飽和することがなく、その
昇圧出力電圧は第4図の点線V01で示したよう
に制限されているから、圧電素子Pの許容電圧よ
りも十分に小さくなつて圧電素子Pの特性を劣化
させるおそれがない。
つぎに、スイツチSを開放すると発振が停止
し、圧電素子Pの充電電荷は放電トランジスタQ
3のエミツタ・ベースを通つて抵抗R5に流れ、
放電トランジスタQ3を導通させ、この放電トラ
ンジスタQ3のエミツタ・コレクタを介して急放
電される。
し、圧電素子Pの充電電荷は放電トランジスタQ
3のエミツタ・ベースを通つて抵抗R5に流れ、
放電トランジスタQ3を導通させ、この放電トラ
ンジスタQ3のエミツタ・コレクタを介して急放
電される。
第1図はこの考案の一実施例による圧電素子の
駆動回路の電気回路図、第2図は圧電素子の駆動
回路の一使用例を示す動作説明図、第3図は従来
例による圧電素子の駆動回路を示す電気回路図、
第4図は動作特性図である。 P……圧電素子、T……昇圧トランス、Q1…
…発振トランジスタ、Q2……バイアス調整トラ
ンジスタ、H……ブロツキング発振回路、J……
通電量制御回路、ZD2……定電圧素子、D3…
…整流素子。
駆動回路の電気回路図、第2図は圧電素子の駆動
回路の一使用例を示す動作説明図、第3図は従来
例による圧電素子の駆動回路を示す電気回路図、
第4図は動作特性図である。 P……圧電素子、T……昇圧トランス、Q1…
…発振トランジスタ、Q2……バイアス調整トラ
ンジスタ、H……ブロツキング発振回路、J……
通電量制御回路、ZD2……定電圧素子、D3…
…整流素子。
Claims (1)
- 直流電源に接続される1対の電源入力端子と、
両入力端子間に接続された昇圧トランスの1次側
に発振トランジスタを接続するとともに上記トラ
ンスの2次側の発振出力を上記トランジスタのバ
イアス回路に負帰還させて発振させるブロツキン
グ発振回路と、上記昇圧トランスの1次側に接続
されて上記発振トランジスタのバイアス電位を制
御するバイアス調整トランジスタと、上記昇圧ト
ランスの2次側の出力が所定の電位に達したとき
上記バイアス調整トランジスタのベース電位を一
定値に抑制する定電圧素子と、上記トランスの2
次側に整流素子を介して接続されて昇圧された2
次電圧で変位駆動される圧電素子とを具備したこ
とを特徴とする圧電素子の駆動回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1983084536U JPS59188657U (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 圧電素子の駆動回路 |
US06/615,908 US4520289A (en) | 1983-06-01 | 1984-05-31 | Drive circuit for a piezo-electric element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1983084536U JPS59188657U (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 圧電素子の駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59188657U JPS59188657U (ja) | 1984-12-14 |
JPS6348048Y2 true JPS6348048Y2 (ja) | 1988-12-12 |
Family
ID=13833360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1983084536U Granted JPS59188657U (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 圧電素子の駆動回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4520289A (ja) |
JP (1) | JPS59188657U (ja) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59164141U (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-02 | オムロン株式会社 | 圧電アクチユエ−タの駆動回路 |
JPS6116429A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-24 | オムロン株式会社 | 2層貼り電歪素子の駆動回路 |
US4641053A (en) * | 1984-08-14 | 1987-02-03 | Matsushita Seiko Co., Ltd. | Ultrasonic liquid atomizer with an improved soft start circuit |
US4658154A (en) * | 1985-12-20 | 1987-04-14 | General Electric Company | Piezoelectric relay switching circuit |
US4935909A (en) * | 1986-12-10 | 1990-06-19 | Emhart Industries Inc. | Piezoelectric signaling device |
JP2754610B2 (ja) * | 1988-11-09 | 1998-05-20 | 株式会社デンソー | 圧電アクチュエータ駆動装置 |
JP2536114B2 (ja) * | 1989-01-18 | 1996-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | 圧電素子の駆動装置 |
DE69016702T2 (de) * | 1989-06-07 | 1995-10-05 | Nippon Denso Co | Antriebssystem für eine Betätigungsvorrichtung mit piezoelektrischem Element zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug. |
DE68915442T2 (de) * | 1989-08-03 | 1995-01-05 | Nippon Denso Co | Kontrollsystem für die Dämpfkraft von Stossdämpfern. |
EP0417702B1 (en) * | 1989-09-11 | 1997-01-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Suspension control system |
GB2239506B (en) * | 1989-12-08 | 1993-08-25 | Toyota Motor Co Ltd | Suspension control system |
AU6296890A (en) * | 1990-05-08 | 1991-11-27 | Caterpillar Inc. | An apparatus for driving a piezoelectric actuator |
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