KR20170019754A - 피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치 - Google Patents

피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동 방법은 1 및 제2 진동모드에 따라 진동되는 피에조 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동 신호의 주파수를 제1 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕(sweep)하여 소모 전류를 검출하고, 상기 소모 전류가 변곡되는 주파수를 제1 공진 주파수로 판단하는 단계; 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수를 제2 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕하여 소모 전류를 검출하고, 상기 소모 전류가 변곡되는 주파수를 제2 공진 주파수로 판단하는 단계; 및 상기 제1 공진 주파수 및 상기 제2 공진 주파수에 따라 액추에이터 구동 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치{PIEAO ACTUATOR DRIVING METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치에 관한 것이다.
휴대용 전자기기에 있어서 진동발생장치(Vibrator)는 다양한 용도로 활용되고 있다.
최근에는 저소음, 저전력의 특성을 가진 압전소자를 이용한 진동발생장치, 즉 피에조 액추에이터(PIEZO ACTUATOR)가 사용되고 있으며, 이러한 피에조 액추에이터는 압전소자에 전압을 인가하여 변위를 발생시키는 역압전효과의 원리를 이용한 것으로서, 발생된 변위로 진동자의 중량체를 움직이도록 하여 진동력을 발생시키는 원리를 이용한 장치이다.
피에조 액추에이터는 두 개의 공진점을 가지는 이중 주파수 액추에이터의 형태로 구현될 수 있는데, 이러한 액추에이터는 양단이 지지되어 구동되는 형태의 액추에이터와 달리 캔틸레버(cantilever)구조를 가질 수 있으므로 충분한 진동량을 제공하지 못하는 경우가 발생한다.
한국 공개특허공보 제2007-0017709호 일본 특허출원공개공보 제2003-304693호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 진동모드에 따른 공진 주파수를 판단하여 피에조 액추에이터가 충분한 진동력을 제공할 수 있도록 구동하는 피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 진동모드에 따라 진동되는 피에조 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동 신호의 주파수를 제1 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕(sweep)하여 소모 전류를 검출하고, 상기 소모 전류가 변곡되는 주파수를 제1 공진 주파수로 판단하는 단계; 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수를 제2 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕하여 소모 전류를 검출하고, 상기 소모 전류가 변곡되는 주파수를 제2 공진 주파수로 판단하는 단계; 및 상기 제1 공진 주파수 및 상기 제2 공진 주파수에 따라 액추에이터 구동 신호를 출력하는 단계를 포함하는 피에조 액추에이터 구동 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 및 제2 진동모드에 따라 변형되는 피에조 액추에이터; 상기 피에조 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동 신호를 출력하는 액추에이터 구동기; 상기 액추에이터 구동기의 소모 전류를 검출하는 전류 검출기; 상기 소모 전류가 변곡되는 주파수에 따라 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단하고, 주파수 제어신호를 출력하는 주파수 제어기; 및 상기 주파수 제어신호에 따라 상기 액추에이터 구동기에 구동 제어신호를 출력하는 주파수 가변기를 포함하는 피에조 액추에이터 구동 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치는 복수의 진동모드에 따른 공진 주파수를 판단하여 피에조 액추에이터가 충분한 진동력을 제공할 수 있도록 구동시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 피에조 액추에이터의 진동부재 작동을 설명하기 위한 개략 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법에서 주파수 판단 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 장치를 나타내는 블락도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 주파수 스윕에 따른 피에조 액추에이터의 진동량 및 소모 전류를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.
또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치를 설명하기에 앞서 피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치에 의해 구동되는 피에조 액추에이터 일 예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치 에 의해 구동되는 피에조 액추에이터의 일 예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 일예로서, 하우징(미도시), 진동부재(120), 압전소자(130) 및 중량체(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
하우징은 진동부재(120), 압전소자(130) 및 중량체(140)가 내부에 설치될 수 있도록 내부공간을 가지고, 진동부재(120)의 설치를 위한 설치부재(110)를 구비할 수 있다. 설치부재(110)는 직육면체 블럭 형상을 가질 수 있다.
여기서, 길이, 폭, 두께에 대한 용어를 정의하면, 길이는 도 1의 X 방향을 의미하고, 폭은 도 1의 Y 방향을 의미하고, 두께는 도 1의 Z 방향을 의미한다.
진동부재(120)는 하우징에 일단이 고정 설치된다. 일 예로서, 진동부재(120)는 하우징의 설치부재(110)에 일단이 고정 설치된다. 즉, 진동부재(120)는 캔틸레버(cantilever) 구조를 가지도록 하우징에 설치될 수 있다.
또한, 진동부재(120)는 진동모드에 따라 진동부재(120)가 진동되는 형상을 가진다. 이에 대한 자세한 설명은 도2 내지 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 진동부재(120)는 압전소자(130)가 설치되는 설치부(122)와, 설치부(122)의 적어도 일측면으로부터 연장되는 연장부(124)를 가진다.
설치부(122)는 일단이 상기 설치부재(110)에 고정 설치된다. 한편, 설치부(122)의 일면에는 상기 압전소자(130)가 고정 설치될 수 있다.
한편, 설치부(122)는 압전소자(130)가 접합 설치되는 부분을 의미하며, 직사각형의 플레이트 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 설치부(122)는 압전소자(130)에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
연장부(124)는 설치부(122)의 일측면으로부터 연장되는 제1 연장부(125)와, 설치부(122)의 타측면으로부터 연장되는 제2 연장부(126)를 구비할 수 있다. 일예로서, 연장부(124)는 설치부(122)의 길이 방향 중심선을 기준으로 대칭인 형상을 가질 수 있다. 다시 말해, 연장부(124)는 설치부(122)의 양측면으로부터 연장 형성될 수 있으며, 일예로서 설치부(122)의 도 1에 도시된 바와 같이 타단부의 양측면으로부터 연장 형성된다.
제1 연장부(125)는 설치부(122)의 타단부 일측면으로부터 연장되는 제1 폭 방향 연장판(125a)과, 제1 폭 방향 연장판(125a)의 끝단으로부터 연장되되 설치부(122)의 길이방향으로 연장되는 제1 길이 방향 연장판(125b)으로 이루어진다.
또한, 제2 연장부(126)는 설치부(122)의 타단부 타측면으로부터 연장되는 제2 폭방향 연장판(126a)과, 제2 폭방향 연장판(126a)의 끝단으로부터 제1 길이 방향 연장판(125b)과 평행하도록 연장 형성되는 제2 길이 방향 연장판(126b)으로 이루어진다.
한편, 제1 및 제2 길이 방향 연장판(125b, 126b)은 단차를 가지도록 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 길이 방향 연장판(125b, 126b)은 단차를 가지도록 형성될 수 있다.
그리고, 진동부재(120)는 압전소자(130)의 변형에 의해 진동되며, 진동모드에 따라 진동부재(120)의 진동 상태가 변경될 수 있다. 일예로서, 진동모드는 제1 진동모드와 제2 진동모드로 구성될 수 있으며, 제1 진동모드에서는 제1 공진 주파수로 진동부재(120)가 진동되며 제2 진동모드에서는 제2 공진 주파수로 진동부재(120)가 진동된다.
제1 공진 주파수로 진동부재(120)가 진동되는 제1 진동모드의 경우 연장부(124)가 연장되는 설치부(122)의 타단부가 최대로 진동할 수 있다.
나아가, 제2 공진 주파수로 진동부재(120)가 진동되는 제2 진동모드의 경우 진동부재(120)의 최대 변위 발생부는 제1 및 제2 길이 방향 연장판(125b, 126b)의 끝단이 최대로 진동할 수 있다.
이와 같이, 설치부(122)와 연장부(124)로 구성되는 진동부재(120)를 통해 제1 및 제2 진동모드로 진동을 구현할 수 있다.
압전소자(130)는 진동부재(120)에 고정 설치된다. 일예로서, 압전소자(130)는 진동부재(120)의 설치부(122)의 일면에 고정 설치되며 바(bar) 형상을 가질 수 있다.
한편, 압전소자(130)는 회로기판(미도시)에 연결되며 진동부재(120)와 중량체(140)가 복수개의 진동모드로 진동되도록 한다. 일예로서, 압전소자(130)를 구동하는 구동 신호의 공진 주파수에 따라 복수의 진동모드로 진동부재(120)와 중량체(140)가 진동된다.
중량체(140)는 진동부재(120)에 고정 설치된다. 일예로서, 중량체(140)는 진동부재(120)의 일면에 설치될 수 있다. 일 예로, 중량체(140)는 대략 직육면체 형상을 가질 수 있다.
또한, 중량체(140)는 제1 및 제2 길이 방향 연장판(125b, 126b)에 접합되어 진동부재(120)에 고정 설치된다. 일예로서, 중량체(140)는 접착부재(146)를 매개로 하여 제1 및 제2 길이 방향 연장판(125b, 126b)에 접합될 수 있다.
이와 같이, 중량체(140)의 일면에는 설치부(122)가 삽입되는 삽입홈(142)이 형성되며, 제1 및 제2 길이 방향 연장판(125b, 126b)에 대향 배치되는 부분에서 접합되며, 나머지 부분에서는 진동부재(120)로부터 이격 배치된다.
도 2 및 도 3은 도 1의 피에조 액추에이터의 진동부재 작동을 설명하기 위한 개략 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동부재가 제1 진동모드로 구동되는 경우를 설명하기 위한 작동도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동부재가 제2 진동모드로 구동되는 경우를 설명하기 위한 작동도이다.
도 2를 참조하면, 진동부재(120)는 설치부(122)의 일단이 설치부재(110)에 고정 설치되어 캔틸레버(cantilever) 구조를 이룬다. 한편, 압전소자(130, 도 1)에 의해 제1 진동모드로 진동부재(120)가 진동되는 경우 진동부재(120)의 설치부(122) 일단이 고정된 상태에서 진동부재(120)가 상,하로 진동된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 진동모드의 경우 연장부(124)가 연장되는 설치부(122)의 타단부가 최대로 진동할 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 압전소자(130, 도 1)에 의해 제2 진동 모드로 진동부재(120)가 진동되는 경우 연장부(124)가 설치부(122)보다 크게 상,하로 진동되며 제1 및 제2 길이 방향 연장판(125b, 126b)의 끝단이 최대로 진동할 수 있다.
이와 같이, 설치부(122)와 연장부(124)를 구비하는 진동부재(120)를 통해 제1 및 제2 진동모드로 진동부재(120)가 진동될 수 있다.
한편, 제1 공진주파수와 제2 공진주파수의 주파수 차이는 50Hz 이상일 수 있다. 나아가, 제1 진동모드의 제1 공진주파수와 제2 진동모드의 제2 공진주파수는 50Hz ~ 400 Hz 범위 내에 있을 수 있다. 또한, 이하에서 제1 공진 주파수가 제2 공진 주파수보다 낮은 주파수를 가지는 것으로 가정하여 설명한다.
도 1 내지 도 3에서 서술한 피에조 액추에이터는 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치를 설명하기 위한 예시일 뿐, 상기 서술이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법 및 장치는 복수의 진동모드에 따라 진동되는 피에조 액추에이터라면 적용될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법은 크게 3단계로 설명될 수 있다.
복수의 진동모드에 따라 피에조 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동 신호의 주파수를 제1 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕(sweep)하여 소모 전류를 검출하고, 상기 소모 전류가 변곡되는 주파수를 제1 공진 주파수로 판단할 수 있다(S410).
다음으로, 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수를 제2 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕하여 소모 전류를 검출하고, 상기 소모 전류가 변곡되는 주파수를 제2 공진 주파수로 판단할 수 있다(S420).
또한, 상기 제1 공진 주파수 판단 단계(S410) 및 상기 제2 공진 주파수 판단 단계(S420)에서 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수는 40Hz 내지 50Hz의 범위내에서 단계적으로 스윕될 수 있다.
한편, 상기 제1 공진 주파수 판단 단계(S410) 및 상기 제2 공진 주파수 판단 단계(S420)에서 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수는 저주파수에서 고주파수로 단계적으로 스윕되고, 상기 소모 전류가 하강한 주파수가 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수로 판단될 수 있다. 또한, 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수는 고주파수에서 저주파수로 단계적으로 스윕되고, 상기 소모 전류가 상승한 주파수가 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수로 판단될 수도 있다.
제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단한 후, 상기 제1 공진 주파수 및 상기 제2 공진 주파수에 따라 액추에이터 구동 신호를 출력할 수 있다(S430).
한편, 상기 피에조 액추에이터가 3개이상의 복수의 진동모드를 가지는 경우, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단한 후, 이외의 공진 주파수를 판단하기 위해 이외의 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕하여 소모 전류를 검출하는 단계를 반복할 수 있고, 상기 제1 공진 주파수, 상기 제2 공진 주파수 및 이외의 공진 주파수에 따라 액추에이터 구동 신호를 출력할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법은 복수의 진동모드에 따른 공진 주파수를 판단하여 피에조 액추에이터가 충분한 진동력을 제공할 수 있도록 구동시킬 수 있는 효과가 가진다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법에서 주파수 판단 단계를 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하여 설명한 상기 제1 공진 주파수 판단 단계(S410), 상기 제2 공진 주파수 판단 단계(S420), 및 이외의 공진 주파수 판단 단계 각각은 도 5에서 도시한 흐름도에 따라 진행되는데, 이를 설명하면 다음과 같다.
먼저 기준 주파수를 구동 주파수로 설정하고(S511), 상기 구동 주파수를 가지는 액추에이터 구동 신호를 출력하고 소모 전류를 검출할 수 있다(S512).
다음으로, 상기 소모 전류가 변곡되었는지 판단하여(S513), 소모 전류가 변곡되지 않았다면 상기 구동 주파수를 단계적으로 스윕할 수 있다(S514).
상기 소모 전류 변곡 판단 단계(S513), 구동 주파수 스윕 단계(S514), 및 소모 전류 검출 단계(S512)를 반복하여 소모 전류가 변곡되었다고 판단되는 경우 소모 전류가 변곡되는 주파수를 공진 주파수로 판단할 수 있다(S515).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 장치를 나타내는 블락도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 장치는 피에조 액추에이터(610)를 구동하는 액추에이터 구동기(620), 전류 검출기(630), 주파수 제어기(640), 및 주파수 가변기(650)를 포함할 수 있다.
액추에이터 구동기(620)는 액추에이터 구동 신호를 출력하여 피에조 액추에이터를 구동할 수 있고, 전류 검출기(630)는 액추에이터 구동기(620)의 소모 전류를 검출할 수 있다.
주파수 제어기(640)는 상기 전류 검출기로부터 소모 전류 정보를 입력 받고, 소모 전류가 변곡되는 주파수에 따라 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단하고, 주파수 제어신호를 출력할 수 있다. 또한, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 이외의 공진 주파수를 판단할 수도 있다.
주파수 제어기(640)는 예를 들어, 마이크로프로세서 등의 하드웨어와 이에 탑재되어 기 정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
구체적으로, 주파수 제어기(640)는 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단하기 위해 액추에이터 구동 신호의 주파수가 제1 기준 주파수 및 제2 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕하도록 주파수 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 주파수 제어기(640)는 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수를 40Hz 내지 50Hz의 범위내에서 단계적으로 스윕하도록 주파수 제어신호를 출력할 수 있다.
주파수 제어기(640)는 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수가 저주파수에서 고주파수로 단계적으로 스윕하도록 주파수 제어 신호를 출력하고, 상기 소모 전류가 하강한 주파수에 따라 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단할 수 있다. 또한, 주파수 제어기(640)는 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수가 고주파수에서 저주파수로 단계적으로 스윕하도록 주파수 제어 신호를 출력하고, 상기 소모 전류가 상승한 주파수에 따라 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단할 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 장치는 공정산포 및 온도산포에도 정확한 공진 주파수를 판단할 수 있고, 복수의 공진 주파수에 따라 피에조 액추에이터를 구동하여 충분한 진동력을 제공하도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 주파수 스윕에 따른 피에조 액추에이터의 진동량 및 소모 전류를 나타내는 그래프이다.
도 7의 하단의 그래프에서 주파수 스윕에 따라 대략 160Hz 및 240Hz에서 소모 전류가 변곡되는 것을 확인할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 액추에이터 구동 방법은 소모 전류가 변곡되는 주파수를 공진 주파수로 판단할 수 있다.
도 7을 참조하면, 액추에이터 구동 신호의 주파수가 상기 공진 주파수로 판단된 주파수인 경우 피에조 액추에이터의 진동량(Grms)이 상대적으로 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 610: 피에조 액추에이터
110: 설치부재
120: 진동부재
130: 압전소자
140: 중량체
620: 액추에이터 구동기
630: 전류 검출기
640: 주파수 제어기
650: 주파수 가변기

Claims (10)

  1. 액추에이터 구동 장치에서 수행되는 구동 방법에 있어서,
    제1 및 제2 진동모드에 따라 진동되는 피에조 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동 신호의 주파수를 제1 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕(sweep)하여 소모 전류를 검출하고, 상기 소모 전류가 변곡되는 주파수를 제1 공진 주파수로 판단하는 단계;
    상기 액추에이터 구동 신호의 주파수를 제2 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕하여 소모 전류를 검출하고, 상기 소모 전류가 변곡되는 주파수를 제2 공진 주파수로 판단하는 단계; 및
    상기 제1 공진 주파수 및 상기 제2 공진 주파수에 따라 액추에이터 구동 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 피에조 액추에이터 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공진 주파수 판단 단계 및 상기 제2 공진 주파수 판단 단계는 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수를 40Hz 내지 50Hz의 범위내에서 단계적으로 스윕하는 피에조 액추에이터 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공진 주파수 판단 단계 및 상기 제2 공진 주파수 판단 단계는 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수를 저주파수에서 고주파수로 단계적으로 스윕하고, 상기 소모 전류가 하강한 주파수를 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수로 판단하는 피에조 액추에이터 구동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공진 주파수 판단 단계 및 상기 제2 공진 주파수 판단 단계는 상기 액추에이터 구동 신호의 주파수를 고주파수에서 저주파수로 단계적으로 스윕하고, 상기 소모 전류가 상승한 주파수를 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수로 판단하는 피에조 액추에이터 구동 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 공진 주파수 판단 단계 및 상기 제2 공진 주파수 판단 단계는
    기준 주파수를 구동 주파수로 설정하는 단계;
    상기 구동 주파수를 가지는 액추에이터 구동 신호를 출력하고 소모 전류를 검출하는 단계;
    변곡되는 소모 전류가 검출될 때까지 상기 구동 주파수를 단계적으로 스왑하여 상기 소모 전류 검출 단계를 반복하는 단계; 및
    상기 소모 전류가 변곡되는 주파수를 공진 주파수로 판단하고 저장하는 단계
    를 포함하는 피에조 액추에이터 구동 방법.
  6. 제1 및 제2 진동모드에 따라 변형되는 피에조 액추에이터;
    상기 피에조 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동 신호를 출력하는 액추에이터 구동기;
    상기 액추에이터 구동기의 소모 전류를 검출하는 전류 검출기;
    상기 소모 전류가 변곡되는 주파수에 따라 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단하고, 주파수 제어신호를 출력하는 주파수 제어기; 및
    상기 주파수 제어신호에 따라 상기 액추에이터 구동기에 구동 제어신호를 출력하는 주파수 가변기
    를 포함하는 피에조 액추에이터 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 주파수 제어기는
    제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단하기 위해 액추에이터 구동 신호의 주파수가 제1 기준 주파수 및 제2 기준 주파수로부터 단계적으로 스윕하도록 주파수 제어신호를 출력하는 피에조 액추에이터 구동 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 주파수 제어기는
    상기 액추에이터 구동 신호의 주파수를 40Hz 내지 50Hz의 범위내에서 단계적으로 스윕하도록 주파수 제어신호를 출력하는 피에조 액추에이터 구동 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 주파수 제어기는
    상기 액추에이터 구동 신호의 주파수가 저주파수에서 고주파수로 단계적으로 스윕하도록 주파수 제어 신호를 출력하고, 상기 소모 전류가 하강한 주파수에 따라 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단하는 피에조 액추에이터 구동 장치.

  10. 제6항에 있어서, 상기 주파수 제어기는
    상기 액추에이터 구동 신호의 주파수가 고주파수에서 저주파수로 단계적으로 스윕하도록 주파수 제어 신호를 출력하고, 상기 소모 전류가 상승한 주파수에 따라 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 판단하는 피에조 액추에이터 구동 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019103411A1 (ko) * 2017-11-21 2019-05-31 주식회사 모다이노칩 압전 액추에이터의 구동 장치 및 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109864876A (zh) * 2019-01-03 2019-06-11 歌尔股份有限公司 一种自适应调整振动频率的电路、甩脂机及控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003304693A (ja) 2002-02-06 2003-10-24 Seiko Epson Corp 圧電アクチュエータ、圧電アクチュエータの駆動制御回路、時計、携帯機器、圧電アクチュエータ駆動回路の制御方法、時計の制御方法および携帯機器の制御方法
KR20070017709A (ko) 2005-08-08 2007-02-13 삼성전기주식회사 주파수 제어형 피에조 액추에이터 구동회로 및 그 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005185085A (ja) * 2003-11-27 2005-07-07 Olympus Corp 超音波アクチュエータ駆動装置及び超音波アクチュエータ駆動方法
JP5127293B2 (ja) * 2007-05-07 2013-01-23 パナソニック株式会社 駆動装置
CN102526848B (zh) * 2012-01-12 2014-03-19 利佳精密科技股份有限公司 雾化器的拆卸式喷雾头共振频率调整方法及结构
CN104549829B (zh) * 2014-12-16 2017-04-12 摩易国际股份有限公司 智能型雾化器的控管方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003304693A (ja) 2002-02-06 2003-10-24 Seiko Epson Corp 圧電アクチュエータ、圧電アクチュエータの駆動制御回路、時計、携帯機器、圧電アクチュエータ駆動回路の制御方法、時計の制御方法および携帯機器の制御方法
KR20070017709A (ko) 2005-08-08 2007-02-13 삼성전기주식회사 주파수 제어형 피에조 액추에이터 구동회로 및 그 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019103411A1 (ko) * 2017-11-21 2019-05-31 주식회사 모다이노칩 압전 액추에이터의 구동 장치 및 방법

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