WO2020095550A1 - 駆動回路、電子機器、および、駆動回路の制御方法 - Google Patents

駆動回路、電子機器、および、駆動回路の制御方法 Download PDF

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    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Definitions

  • the present technology relates to a drive circuit, an electronic device, and a control method of the drive circuit.
  • capacitive loads such as piezoelectric actuators have been used to displace members such as lenses in imaging devices and robots.
  • a drive signal is amplified by a non-inverting amplifier circuit and supplied to the positive side terminal of the capacitive load, and the signal is inverted by an inverting amplifier circuit to be negative side of the capacitive load.
  • a drive circuit that supplies the terminals has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the drive circuit can supply current to the positive side terminal of the capacitive load by a high level drive signal and supply current to the negative side terminal of the capacitive load by a low level drive signal, for example. ..
  • a high-level drive signal when a high-level drive signal is supplied, a current may flow through the ground terminal of the negative-side inverting amplifier circuit, and power consumption may increase accordingly.
  • a low-level drive signal when a low-level drive signal is supplied, a current may flow to the ground terminal of the non-inverting amplifier circuit on the positive side, and power consumption may increase accordingly.
  • the above-described drive circuit has a problem that a current flows to the ground terminal during driving, power efficiency is reduced, and power consumption is increased.
  • the purpose of the present technology is to provide a drive circuit, an electronic device, and a drive circuit control method capable of reducing power consumption.
  • a drive circuit includes a first control circuit that controls application of an AC voltage to a first capacitive load, and a first closed circuit together with the first capacitive load.
  • a first diode type element that constitutes the first closed circuit by connecting in series to the inductive element between the inductive element and the first capacitive load and the inductive element, and the first capacitance
  • a first switch element that is connected in series with the first diode-type element between the static load and the inductive element to form the first closed circuit.
  • an electronic device includes a drive circuit according to the aspect of the present technology.
  • each of the positive side circuit and the negative side circuit may include a chopper circuit for increasing and decreasing the voltage. This brings about the effect that the voltage is converted by the chopper circuit.
  • a method of controlling a drive circuit includes an inductive element connected in series to a first capacitive load, the first capacitive load, and the inductive element.
  • a first diode type element connected in series to the inductive element between, and a first switch element connected in series with the first diode type element between the first capacitive load and the inductive element Transitioning the first switching element of the first closed circuit configured from and from the off state to the on state, inverting the polarity of the voltage applied to the first capacitive load via the first closed circuit, The first switch element is shifted from the ON state to the OFF state, and an AC voltage having the same polarity as the voltage applied to the first capacitive load is applied from the first control circuit.
  • FIG. 6 is a diagram (No. 1) showing an example of a control waveform for explaining the control method of the drive circuit according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 5 is a diagram (No. 2) showing an example of a control waveform for explaining the control method of the drive circuit according to the first embodiment of the present technology.
  • It is a circuit diagram showing an example of composition of a drive circuit by a 2nd embodiment of this art.
  • FIG. 11 is a diagram (No. 1) for describing a modified example of the drive circuit control method applicable to the drive circuits according to the first embodiment to the third embodiment of the present technology.
  • FIG. 11 is a diagram (No. 2) for describing a modified example of the drive circuit control method applicable to the drive circuits according to the first to third embodiments of the present technology.
  • It is a block diagram showing an example of 1 composition of a drive circuit by a 4th embodiment of this art.
  • It is a circuit diagram showing an example of 1 composition of a drive circuit by a 4th embodiment of this art.
  • FIG. 30 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an IoT system 9000 to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the electronic device ED according to the present embodiment includes the drive circuit 1 according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an electronic device ED according to the first embodiment of the present technology.
  • the electronic device ED includes a battery 9, a drive circuit 1 connected to the battery 9, and a capacitive load 8 connected to the drive circuit 1.
  • an imaging device, a smartphone, or a robot is assumed.
  • the battery 9 functions as a power source for the electronic device ED.
  • the battery 9 is connected to the drive circuit 1 by a power supply cable.
  • the battery 9 is a device that generates DC power and supplies the generated DC power to the drive circuit 1 via a power supply cable.
  • the drive circuit 1 is connected to the drive circuit 1 by a plurality of signal lines.
  • the drive circuit 1 is a circuit that supplies electric energy to the capacitive load 8 via a signal line according to a drive signal Sd input from the outside to drive the capacitive load 8.
  • the capacitive load 8 has, for example, a piezoelectric actuator (not shown).
  • a piezoelectric actuator is an element that deforms when electric energy is supplied and displaces a member such as a lens.
  • the capacitive load 8 may have an element or a circuit other than the piezoelectric actuator.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the drive circuit 1 according to the first embodiment of the present technology.
  • the drive circuit 1 includes a voltage generation circuit 15 connected to a battery 9 (not shown in FIG. 2) and a control circuit 13 (an example of a first control circuit) to which the drive signal Sd is input.
  • a control circuit 13 an example of a first control circuit
  • an energy transfer circuit 11 connected to the voltage generation circuit 15 and the control circuit 13.
  • a capacitive load 8 (an example of a first capacitive load) is connected to the energy transfer circuit 11.
  • the voltage generation circuit 15 boosts the DC voltage (for example, 3.5V) input from the battery 9 and outputs the boosted DC voltage (for example, 5V to 15V) to the energy transfer circuit 11.
  • the voltage generation circuit 15 is composed of a direct current-direct current (DC-DC) voltage conversion circuit capable of changing the output voltage within a predetermined range.
  • DC-DC direct current-direct current
  • the control circuit 13 is a circuit that controls application of an AC voltage to the capacitive load 8.
  • the control circuit 13 is adapted to generate a control signal for controlling the energy transfer circuit 11 based on the drive signal Sd input from the outside. Details of the control circuit 13 will be described later.
  • the energy transfer circuit 11 is a circuit that transfers the energy stored in the capacitive load 8 to the inductive element (details will be described later) when the capacitive load 8 is driven.
  • the drive circuit 1 is configured to supply electric power from the voltage generation circuit 15 to drive the capacitive load 8. Although the details will be described later, when driving the capacitive load 8, the drive circuit 1 can supply power from the voltage generation circuit 15 while charging and discharging the capacitive load 8 by the energy transfer circuit 11. As a result, the drive circuit 1 can achieve low power consumption.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the drive circuit 1.
  • the drive circuit 1 includes a control circuit 13 that controls application of an AC voltage to the capacitive load 8.
  • the drive circuit 1 includes an inductive element 115 that forms a closed circuit 111c (an example of a first closed circuit) together with the capacitive load 8.
  • the drive circuit 1 includes a diode 111d (an example of a first diode-type element) that is connected in series with the inductive element 115 between the capacitive load 8 and the inductive element 115 to form a closed circuit 111c.
  • the diode 111d is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the drive circuit 1 includes a switch element 111s (an example of a first switch element) that is connected in series with the diode 111d between the capacitive load 8 and the inductive element 115 to form a closed circuit 115c.
  • the switch element 111s is composed of, for example, an N-type field effect transistor.
  • one terminal of the inductive element 115 is connected to one terminal of the capacitive load 8.
  • the other terminal of the inductive element 115 is connected to the anode terminal of the diode 111d.
  • the cathode terminal of the diode 111d is connected to the drain terminal D of the switch element 111s.
  • the source terminal S of the switch element 111s is connected to the other terminal of the capacitive load 8.
  • a circuit in which a current path through which a current flows when a switch element or the like is in a closed state is a circuit in which the current path is electrically connected when the switch element is in the off state. Even if it is disconnected, it is defined as a closed circuit.
  • the drive circuit 1 includes a diode 113d (second diode) connected in series with the inductive element 115 and in parallel with the diode 111d and the switch element 111s to form a closed circuit 113c (an example of a second closed circuit).
  • a diode type element is provided.
  • the diode 113d is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the drive circuit 1 includes a switch element 113s (an example of a second switch element) that is connected in series with the diode 113d and in parallel with the diode 111d and the switch element 111s to form a closed circuit 113c.
  • the switch element 113s is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • the cathode terminal of the diode 113d is connected to the other terminal of the inductive element 115 and the anode terminal of the diode 111d.
  • the anode terminal of the diode 113d is connected to the drain terminal D of the switch element 113s.
  • the source terminal S of the switch element 113s is connected to the source terminal S of the switch element 111s and the other terminal of the capacitive load 8.
  • the control circuit 13 included in the drive circuit 1 includes a switch element group 131g (an example of a first switch element group) including a plurality (four in the present embodiment) of switch elements 131ga to 131gd. It has a bridge circuit 131 (an example of a first bridge circuit) configured and connected to both ends of the capacitive load 8.
  • the control circuit 13 also includes a control signal generation unit 133 (first control signal generation unit) that generates a control signal that controls switching of the plurality of switch elements 131ga to 131gd, the switch element 111s, and the switch element 113s. ..
  • the bridge circuit 131 includes a positive-side DC potential (an example of a first DC potential) supply end 17a (an example of a first supply end) and a reference DC potential (an example of a second DC potential) supply end 17b (a second supply). It is connected between one end).
  • the positive DC potential is the high-level potential of the voltage generated by the voltage generation circuit 15.
  • the reference DC potential supply end 17b is a ground terminal.
  • the reference potential terminal of the voltage generation circuit 15 is connected to the ground terminal.
  • the voltage generated by the voltage generation circuit 15 corresponds to the potential difference between the positive DC potential and the reference DC potential. Therefore, the voltage generated by the voltage generation circuit 15 is applied to both ends of the bridge circuit 131.
  • the control circuit 13 has a capacitor 135 provided between the supply end 17a and the supply end 17b. One electrode of the capacitor 135 is connected to the supply end 17a, and the other electrode of the capacitor 135 is connected to the supply end 17b.
  • the capacitor 135 is provided to prevent fluctuations in the voltage output from the voltage generation circuit 15. As a result, a substantially constant voltage is supplied to both ends of the bridge circuit 131.
  • the bridge circuit 131 has a configuration of a full bridge circuit composed of four switch elements 131ga to 131gd.
  • the switch element 131ga and the switch element 131gb are composed of, for example, P-type field effect transistors.
  • the switch element 131gc and the switch element 131gd are composed of, for example, N-type field effect transistors.
  • the source terminal S of the switch element 131ga is connected to the supply terminal 17a and the source terminal S of the switch element 131gb.
  • the drain terminal D of the switch element 131ga is connected to the drain terminal D of the switch element 131gc.
  • the drain terminal D of the switch element 131gb is connected to the drain terminal D of the switch element 131gd.
  • the source terminal S of the switch element 131gc and the source terminal S of the switch element 131gd are connected to the supply end 17b.
  • the drain terminal D of the switch element 131ga and the drain terminal D of the switch element 131gc are connected to one terminal of the capacitive load 8 and one terminal of the inductive element 115.
  • the drain terminal D of the switch element 131gb and the drain terminal D of the switch element 131gd are connected to the other terminal of the capacitive load 8, the source terminal S of the switch element 111s, and the source terminal S of the switch element 113s.
  • the DC voltage applied to the capacitive load is positive when one terminal is higher than the other terminal, and the other terminal is more positive. Negative if higher than terminal. As a result, the DC voltage applied across the capacitive load 8 becomes a positive voltage.
  • the control signal generation unit 133 has a plurality of (six in the present embodiment) output terminals that output a plurality of control signals generated based on the drive signal Sd input from the outside.
  • Four terminals of the plurality of output terminals of the control signal generation unit 133 are connected to the gate terminals G of the four switch elements 131ga to 131gd in a one-to-one relationship. Therefore, the control circuit 13 can independently control the on / off states of the four switch elements 131ga to 131gd, and apply an alternating voltage, which is a positive / negative inversion of the direct voltage, to both ends of the capacitive load 8.
  • the drive circuit 1 includes an inductive element 115, a diode 111d, and a switch element 111s, and transfers energy stored in the capacitive load 8 to the energy transfer section 111 (first energy transfer section).
  • the drive circuit 1 includes an energy transfer unit 113 (an example of a second energy transfer unit) configured of an inductive element 115, a diode 113d, and a switch element 113s to transfer the energy stored in the capacitive load 8. ..
  • the drive circuit 1 includes an energy transfer circuit 11 having an energy transfer unit 111 and an energy transfer unit 113.
  • the energy transfer unit 111 has a diode 111d that is in the forward direction from one terminal of the capacitive load 8 to the other terminal of the capacitive load 8.
  • the energy transfer unit 113 has a diode 113 d that is in the forward direction from the other terminal of the capacitive load 8 to one terminal of the capacitive load 8.
  • the remaining (two) terminals of the plurality of output terminals that output the control signal of the control signal generation unit 133 are connected to the respective gate terminals G of the switch element 111s and the switch element 113s in a one-to-one relationship. Has been done. Therefore, the control circuit 13 can independently control the on / off states of the switch element 111s and the switch element 113s.
  • the energy transfer circuit 11 turns on the switch element 111s and turns off the switch element 113s. Controlled by.
  • the energy stored in the capacitive load 8 is transferred to the inductive element 115 by the closed circuit 111c, and the DC voltage applied across the capacitive load 8 is Be stepped down.
  • the energy transfer circuit 11 causes the control circuit 13 to turn off the switch element 111s and turn on the switch element 113s. Controlled.
  • the energy stored in the capacitive load 8 is transferred to the inductive element 115 by the closed circuit 113c, and the DC voltage applied across the capacitive load 8 is Boosted.
  • the drive circuit 1 includes between the capacitive load 8 and the inductive element 115, and a positive-side DC potential (an example of a first DC potential) supply end 17a (an example of a first supply end). And a reverse bias diode 117 (an example of a first reverse bias diode type element) connected between the two.
  • the reverse bias diode 117 is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the cathode terminal of the reverse bias diode 117 is connected to the supply terminal 17a from which the positive DC potential is output.
  • the anode terminal of the reverse bias diode 117 is connected to the cathode terminal of the diode 111d and the drain terminal D of the switch element 111s.
  • the positive DC potential is the high-level potential of the voltage generated by the voltage generation circuit 15.
  • the supply terminal 17 a is a terminal for supplying the voltage generated by the voltage generation circuit 15 to the capacitive load 8 via the control circuit 13. Therefore, a reverse bias is applied to the reverse bias diode 117 by the positive DC potential.
  • the drive circuit 1 includes a reverse bias connected between the capacitive load 8 and the inductive element 115 and a reference DC potential (an example of a second DC potential) supply end 17b (an example of a second supply end).
  • a diode 119 (an example of a second reverse bias diode type element) is provided.
  • the reverse bias diode 119 is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the anode terminal of the reverse bias diode 119 is connected to the reference current potential supply terminal 17b.
  • the cathode terminal of the reverse bias diode 119 is connected to the anode terminal of the diode 113d and the drain terminal D of the switch element 113s.
  • the reference current potential supply end 17b is a ground terminal. Therefore, a reverse bias is applied to the reverse bias diode 119 by the reference DC potential.
  • the drive circuit 1 does not have a path through which a current flows from the capacitive load 8 to the voltage generation circuit 15 or the reference current potential supply terminal 17b (ground terminal). Therefore, when the drive circuit 1 transfers energy from the capacitive load 8 to the energy transfer circuit 11, the energy stored in the capacitive load 8 is prevented from being discharged to the voltage generation circuit 15 or the ground terminal. It Therefore, the drive circuit 1 can reduce the energy transfer loss from the capacitive load 8 to the energy transfer circuit 11 when driving the capacitive load 8. As a result, the drive circuit 1 can reduce the power consumption when driving the capacitive load 8.
  • the drive circuit 1 has the reverse bias diode 117 and the reverse bias diode 119 connected to the energy transfer circuit 11, as described above.
  • the reverse bias diode 117 and It is electrically connected to the output terminal of the voltage generation circuit 15 via the supply end 17a.
  • the reverse bias diode 119 and It is electrically connected to the supply part (ground terminal) of the reference current potential via the supply end 17b.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of control waveforms for explaining the control method of the drive circuit 1 according to the present embodiment.
  • the first stage in FIG. 4 shows the voltage waveform of the gate signal (control signal) applied to the gate terminal G of the switch element 111s
  • the second stage in FIG. 4 is the voltage waveform applied to the gate terminal G of the switch element 131gb.
  • 7 shows a voltage waveform of a gate signal (control signal) that is generated.
  • the third stage in FIG. 4 shows the voltage waveform of the gate signal (control signal) applied to the gate terminal G of the switch element 131gc
  • FIG. 4 is the voltage waveform applied to the gate terminal G of the switch element 113s. 7 shows a voltage waveform of a gate signal (control signal) that is generated.
  • the fifth stage in FIG. 4 shows the voltage waveform of the gate signal (control signal) applied to the gate terminal G of the switch element 131ga
  • the second stage in FIG. 4 is the voltage waveform applied to the gate terminal G of the switch element 131gd.
  • 7 shows a voltage waveform of a gate signal (control signal) that is generated.
  • FIG. 4 shows the passage of time from left to right in the figure.
  • FIG. 5 shows the state of each switch element based on the voltage waveforms of the portion surrounded by the rectangular frame ⁇ in FIG. 4 and the portions before and after it.
  • the voltage levels of the gate signals of the switch elements 131gb and 131gd of the bridge circuit 131 are high, and the voltage levels of the gate signals of the switch elements 131ga and 131gc of the bridge circuit 131 are high.
  • the level is low. Therefore, the switch elements 131ga and 131gd of the bridge circuit 131 are on, and the switch elements 131gb and 131gc are off.
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 111s of the energy transfer circuit 11 is low level, and the voltage level of the gate signal of the switch element 113s of the energy transfer circuit 11 is high level. Therefore, both the switch element 111s and the switch element 113s of the energy transfer circuit 11 are off. Therefore, a positive voltage is applied to the capacitive load 8.
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 131ga changes from low level to high level
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 131gd changes from high level to low level.
  • the voltage levels of the gate signals of the other switch elements 131gb, 131gc, 111s, and 113s do not change.
  • the switch elements 131ga and 131gd transition from the off state to the on state.
  • the switch elements 131gb and 131gc maintain the off state. Therefore, the capacitive load 8 is maintained in a state where a positive voltage is applied.
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 111s shifts from the low level to the high level, and the voltage levels of the gate signals of the other switch elements 131ga to 131gd and 113s do not change.
  • the switch element 111s shifts from the off state to the on state, so that the current path of the closed circuit 111c is established.
  • the switch element 113s maintains the off state, the electricity path of the closed circuit 113c is not established.
  • the switch elements 131ga to 131gd maintain the off state, the capacitive load 8 is maintained in the state electrically disconnected from the supply ends 17a, 17a.
  • the transfer of energy from the capacitive load 8 to the inductive element 115 of the energy transfer circuit 11 is started, and the voltage applied to the capacitive load 8 starts to drop.
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 131gb shifts from the high level to the low level
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 131gc shifts from the low level to the high level.
  • the voltage levels of the gate signals of the other switch elements 131ga, 131gd, 111s, and 113s do not change.
  • the switch elements 131gb and 131gc transition from the off state to the on state.
  • the switch elements 131ga and 131gd maintain the off state.
  • one terminal of the capacitive load 8 is connected to the supply end 17b via the switch element 131gc, and the other terminal of the capacitive load 8 is connected to the supply end 17a via the switch element 131gb.
  • a negative voltage is applied to the capacitive load 8 by the voltage output from the voltage generation circuit 15, and the voltage applied to the capacitive load 8 further drops.
  • the drive circuit 1 transfers the energy from the capacitive load 8 to the energy transfer circuit 11 and drops the output voltage of the voltage generation circuit 15 while the applied voltage of the capacitive load 8 is decreasing. Even if it is applied to the capacitive load 8, the capacitive load 8 can be driven without generating a backflow of energy during transfer.
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 111s shifts from the high level to the low level, and the voltage levels of the gate signals of the other switch elements 131ga to 131gd and 113s do not change.
  • the switch element 111s shifts from the on state to the off state, and the current path of the closed circuit 111c is cut off.
  • the switch elements 131gb and 131gc are kept in the ON state. Therefore, the reference DC potential is applied to one terminal of the capacitive load 8 and the positive DC potential is applied to the other terminal of the capacitive load 8. As a result, the application of a negative voltage having the same magnitude as the output voltage of the voltage generation circuit 15 is maintained between both terminals of the capacitive load 8.
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 131gb shifts from the low level to the high level, and the voltage level of the gate signal of the switch element 131gc shifts from the high level to the low level.
  • the voltage levels of the gate signals of the other switch elements 131ga, 131gd, 111s, and 113s do not change.
  • the switch elements 131gb and 131gc shift from the on state to the off state.
  • the switch elements 131ga and 131gd maintain the off state. Therefore, the capacitive load 8 is electrically disconnected from the supply terminals 17a and 17b, but the capacitive load 8 is kept applied with a negative voltage having the same magnitude as the output voltage of the voltage generation circuit 15.
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 113s shifts from the high level to the low level, and the voltage levels of the gate signals of the other switch elements 131ga to 131gd and 111s do not change.
  • the switch element 113s shifts from the off state to the on state, so that the current path of the closed circuit 113c is established.
  • the switch element 111s maintains the off state, the current path of the closed circuit 111c is not established.
  • the switch elements 131ga to 131gd maintain the off state, the capacitive load 8 is maintained in the state electrically disconnected from the supply ends 17a, 17a.
  • energy transfer from the capacitive load 8 to the inductive element 115 of the energy transfer circuit 11 is started, and the voltage applied to the capacitive load 8 starts to rise.
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 131ga shifts from the high level to the low level
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 131gd shifts from the low level to the high level.
  • the voltage levels of the gate signals of the other switch elements 131gb, 131gc, 111s, and 113s do not change.
  • the switch elements 131ga and 131gd transition from the off state to the on state.
  • the switch elements 131gb and 131gc maintain the off state.
  • one terminal of the capacitive load 8 is connected to the supply end 17a via the switch element 131ga, and the other terminal of the capacitive load 8 is connected to the supply end 17b via the switch element 131gd.
  • a positive voltage is applied to the capacitive load 8 by the voltage output from the voltage generation circuit 15, and the voltage applied to the capacitive load 8 further rises.
  • the drive circuit 1 transfers the energy from the capacitive load 8 to the energy transfer circuit 11 to increase the applied voltage of the capacitive load 8 while the output voltage of the voltage generation circuit 15 is increased. 8 can drive the capacitive load 8 without generating a backflow of energy during transfer.
  • the voltage level of the gate signal of the switch element 113s shifts from the low level to the high level, and the voltage levels of the gate signals of the other switch elements 131ga to 131gd and 111s do not change.
  • the switch element 113s shifts from the ON state to the OFF state, so that the current path of the closed circuit 113c is cut off.
  • the switch element 111s maintains the off state, the current path of the closed circuit 111c is not established. Further, the switch elements 131ga and 131gd are kept in the ON state.
  • the positive side DC potential is applied to one terminal of the capacitive load 8 and the reference DC potential is applied to the other terminal of the capacitive load 8.
  • application of a positive voltage having the same magnitude as the output voltage of the voltage generation circuit 15 is maintained between both terminals of the capacitive load 8.
  • the drive circuit 1 inverts the polarity of the voltage applied to the capacitive load 8 to drive the capacitive load 8 by repeating the operation from time t0 to time t8.
  • the period during which the switch element 111s of the energy transfer circuit 11 is in the ON state is the energy discharge operation period Td_on.
  • the period in which the switch element 131gb and the switch element 131gc of the bridge circuit 131 are in the ON state is the drive operation period Tc_on of the capacitive load 8.
  • the drive circuit 1 can start driving the capacitive load 8 while transferring energy from the capacitive load 8 to the energy transfer circuit 11 (during energy discharge).
  • the simultaneous operation period Ts in which the energy discharging operation period Td_on and the driving operation period Tc_on of the capacitive load 8 are simultaneously operated need not be controlled with high accuracy.
  • the drive circuit control method can increase the tolerance of the timing error between the discharge timing of the capacitive load and the drive timing.
  • the voltage applied to the capacitive load 8 can be inverted at low power and at high speed.
  • the inductive element 115 connected in series to the capacitive load 8 and the inductive element 115 between the capacitive load 8 and the inductive element 115 are connected to each other.
  • the switch element 111s of the closed circuit 111c (see FIG. 3) including the diode 111d connected in series and the switch element 111s connected in series with the diode 111d between the capacitive load 8 and the inductive element 115
  • the state shifts from the off state to the on state (see time t2 shown in FIG. 4).
  • the polarity of the voltage applied to the capacitive load 8 via the closed circuit 111c is inverted (see time t3 in FIG. 4).
  • the switch element 111s is changed from the ON state to the OFF state (see time t4 shown in FIG. 4), and the AC voltage having the same polarity as the voltage applied to the capacitive load 8 is applied.
  • the voltage is applied from the control circuit 13 (from time t4 to time t5 shown in FIG. 4).
  • the inductive property is set.
  • the closed circuit 113c is configured by being connected in series to the element 115 and in parallel with the diode 111d and the switch element 111s, and the switch element 113s of the diode 113d and the switch element 113s (see FIG. 3) connected in series to each other is turned on from the off state. A transition is made to the state (time t6 shown in FIG. 4).
  • the polarity of the voltage applied to the capacitive load 8 via the closed circuit 113c is reversed (see time t7 in FIG. 4).
  • the switch element 113s is changed from the ON state to the OFF state (see time t8 shown in FIG. 4), and the AC voltage having the same polarity as the voltage applied to the capacitive load 8 is applied.
  • the voltage is applied from the control circuit 13 (after time t8 shown in FIG. 4).
  • the drive circuit 1 includes the control circuit 13 that controls the application of the AC voltage to the capacitive load 8.
  • the drive circuit 1 is connected in series with the inductive element 115 that forms the closed circuit 111c together with the capacitive load 8 and between the capacitive load 8 and the inductive element 115 to form the closed circuit 111c. It includes a diode 111d and a switch element 111s that is connected in series with the diode 111d between the capacitive load 8 and the inductive element 115 to form a closed circuit 111c.
  • the drive circuit 1 having the configuration can drive the capacitive load 8 (reverse the applied voltage) during the transfer of energy from the capacitive load 8 to the energy transfer circuit 11. As a result, the drive circuit 1 can reduce power consumption. Further, the electronic device ED including the drive circuit 1 can reduce power consumption.
  • Second Embodiment> A drive circuit, an electronic device, and a method for controlling the drive circuit according to the second embodiment of the present technology will be described with reference to FIG. 6.
  • the electronic device according to the present embodiment has the same configuration as the electronic device ED according to the first embodiment and exhibits the same function, and thus the description thereof will be omitted.
  • the drive circuit according to the present embodiment has the same configuration example as the drive circuit 1 according to the first embodiment, and therefore, the block diagram is omitted from the drawing. Further, regarding the components of the drive circuit of the present embodiment, the components having the same actions and functions as those of the drive circuit according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of the drive circuit 2 according to the present embodiment.
  • the drive circuit 2 is characterized in that the connection of the reverse bias diode is different from that of the drive circuit 1.
  • the drive circuit 2 includes an energy transfer circuit 11 and a control circuit 13 having the same configuration as the drive circuit 1 according to the first embodiment.
  • the reverse bias diode 217 (an example of a first reverse bias diode type element) is connected between the capacitive load 8 and the inductive element 115 and the positive side DC potential supply terminal 17a, and reverses by the positive side DC potential. Bias is applied.
  • the reverse bias diode 219 (an example of a second reverse bias diode type element) is connected between the capacitive load 8 and the inductive element 115 and the reference current potential supply terminal 17b and is reverse biased by the reference DC potential. Is applied.
  • the reverse bias diodes 217 and 219 are composed of, for example, PN junction type diodes.
  • the cathode terminal of the reverse bias diode 217 is connected to the supply terminal 17a, the source terminal S of the switch element 131ga, and the source terminal of the switch element 131gb.
  • the anode terminal of the reverse bias diode 217 is connected to the other terminal of the inductive element 115, the anode terminal of the diode 111d, the cathode terminal of the diode 113d, and the cathode terminal of the reverse bias diode 219.
  • the anode terminal of the reverse bias diode 219 is connected to the supply terminal 17b, the source terminal S of the switch element 131gc, and the source terminal of the switch element 131gd.
  • the closed circuit 111c and the closed circuit 113c in this embodiment are not directly connected to the supply end 17a and the supply end 17b as in the first embodiment. Therefore, the drive circuit 2 can reduce the energy transfer loss from the capacitive load 8 to the energy transfer circuit 11 when driving the capacitive load 8. As a result, the drive circuit 1 can reduce the power consumption when driving the capacitive load 8.
  • the drive circuit 2 includes a reverse bias diode 217 and a reverse bias diode 219 connected to the energy transfer circuit 11.
  • the drive circuit 2 includes the bridge circuit 131 and the energy transfer circuit 11 having the same configuration as the drive circuit 1 according to the first embodiment. Therefore, the control method of the drive circuit 2 is the same as the control method of the drive circuit 1 according to the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the same effects as the drive circuit according to the present embodiment, the drive circuit according to the first embodiment, the electronic device, and the control method of the drive circuit can be obtained.
  • a drive circuit, an electronic device, and a method for controlling the drive circuit according to the third embodiment of the present technology will be described with reference to FIG. 7.
  • the electronic device according to the present embodiment has the same configuration as the electronic device ED according to the first embodiment described above and exhibits the same function, and therefore the description thereof will be omitted.
  • the drive circuit according to the present embodiment has the same configuration example as the drive circuit 1 according to the first embodiment, and therefore, the block diagram is omitted from the drawing.
  • the components of the drive circuit of the present embodiment the components having the same actions and functions as those of the drive circuit according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the drive circuit 3 includes a control circuit 13 that controls the application of the AC voltage to the capacitive load 8.
  • the drive circuit 3 includes an inductive element 115 that forms a closed circuit 311c (an example of a first closed circuit) together with the capacitive load 8.
  • the drive circuit 3 includes a diode 311d (an example of a first diode type element) that is connected in series with the inductive element 115 between the capacitive load 8 and the inductive element 115 to form a closed circuit 311c.
  • the diode 311d is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the drive circuit 3 includes a switch element 311s (an example of a first switch element) that is connected in series with the diode 311d between the capacitive load 8 and the inductive element 115 to form a closed circuit 311c.
  • the switch element 311s is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • one terminal of the inductive element 115 is connected to one terminal of the capacitive load 8.
  • the other terminal of the inductive element 115 is connected to the drain terminal D of the switch element 311s.
  • the source terminal S of the switch element 311s is connected to the anode terminal of the diode 311d.
  • the cathode terminal of the diode 311d is connected to the other terminal of the capacitive load 8.
  • the drive circuit 3 is connected to the inductive element 115 in series and in parallel with the diode 311d and the switch element 311s to form a closed circuit 313c (an example of a second closed circuit).
  • An example of a diode type element is provided.
  • the diode 313d is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the drive circuit 3 includes a switch element 313s (an example of a second switch element) that is connected in series with the diode 313d and in parallel with the diode 311d and the switch element 311s to form a closed circuit 313c.
  • the switch element 313s is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • the cathode terminal of the diode 313d is connected to the other terminal of the inductive element 115 and the cathode terminal of the diode 311d.
  • the anode terminal of the diode 313d is connected to the drain terminal D of the switch element 313s.
  • the source terminal S of the switch element 313s is connected to the cathode terminal of the diode 311d and the other terminal of the capacitive load 8.
  • the drive circuit 3 includes an inductive element 115, a diode 311d, and a switch element 311s, and transfers the energy stored in the capacitive load 8 to the energy transfer section 311 (first energy transfer section).
  • the drive circuit 3 includes an energy transfer unit 313 (an example of a second energy transfer unit) configured by the inductive element 115, the diode 313d, and the switch element 313s to transfer the energy stored in the capacitive load 8. ..
  • the drive circuit 3 includes an energy transfer circuit 31 having an energy transfer unit 311 and an energy transfer unit 313.
  • the energy transfer unit 311 has a diode 311d that is in the forward direction from one terminal of the capacitive load 8 to the other terminal of the capacitive load 8.
  • the energy transfer unit 313 has a diode 313d that is in the forward direction from the other terminal of the capacitive load 8 toward one terminal of the capacitive load 8.
  • two terminals out of a plurality (six in this embodiment) of output terminals that output the control signal of the control signal generation unit 133 are paired with the gate terminals G of the switch element 311s and the switch element 313s, respectively. They are connected in the relationship of 1. Therefore, the control circuit 13 can independently control the on / off states of the switch element 311s and the switch element 313s.
  • the energy transfer circuit 31 turns on the switch element 311s and turns off the switch element 313s. Controlled by.
  • the energy stored in the capacitive load 8 is transferred to the inductive element 115 by the closed circuit 311c, and the DC voltage applied across the capacitive load 8 is Be stepped down.
  • the energy transfer circuit 31 causes the control circuit 13 to turn off the switch element 311s and turn on the switch element 313s. Controlled.
  • the energy stored in the capacitive load 8 is transferred to the inductive element 115 by the closed circuit 313c, and the DC voltage applied across the capacitive load 8 is Boosted.
  • the drive circuit 3 includes between the capacitive load 8 and the inductive element 115, and a positive-side DC potential (an example of a first DC potential) supply end 17a (an example of a first supply end). And a reverse bias diode 317 (an example of a first reverse bias diode type element) connected between the two.
  • the reverse bias diode 317 is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the cathode terminal of the reverse bias diode 317 is connected to the supply terminal 17a that outputs the positive DC potential, the source terminal S of the switch element 131ga, and the source terminal S of the switch element 131gb.
  • the anode terminal of the reverse bias diode 317 is connected to the drain terminal D of the switch element 311s and the cathode terminal of the diode 313d.
  • the positive DC potential is the high-level potential of the voltage generated by the voltage generation circuit 15.
  • the supply terminal 17 a is a terminal for supplying the voltage generated by the voltage generation circuit 15 to the capacitive load 8 via the control circuit 13. Therefore, a reverse bias is applied to the reverse bias diode 317 by the positive DC potential.
  • the drive circuit 3 has a reverse bias connected between the capacitive load 8 and the inductive element 115 and a supply end 17b (an example of a second supply end) of a reference DC potential (an example of a second DC potential).
  • a diode 319 (an example of a second reverse bias diode type element) is provided.
  • the reverse bias diode 319 is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the anode terminal of the reverse bias diode 319 is connected to the reference current potential supply terminal 17b, the source terminal of the switch element 131gc, and the source terminal S of the switch element 131gd.
  • the cathode terminal of the reverse bias diode 319 is connected to the anode terminal of the reverse bias diode 317, the drain terminal D of the switch element 311s, and the cathode terminal of the diode 313d.
  • the reference current potential supply end 17b is a ground terminal. Therefore, a reverse bias is applied to the reverse bias diode 317 by the reference DC potential.
  • the closed circuit 311c and the closed circuit 313c in the present embodiment are not directly connected to the supply end 17a and the supply end 17b as in the first embodiment. Therefore, the drive circuit 3 can reduce the transfer loss of energy from the capacitive load 8 to the energy transfer circuit 31 when driving the capacitive load 8. As a result, the drive circuit 3 can reduce the power consumption when driving the capacitive load 8.
  • the drive circuit 3 includes a reverse bias diode 317 and a reverse bias diode 319 connected to the energy transfer circuit 31. Accordingly, in each of the closed circuit 311c and the closed circuit 313c, between the terminals where the capacitive load 8 and the inductive element 115 are not connected to each other (that is, between the other terminals of the capacitive load 8 and the inductive element 115).
  • the drive circuit 3 has a switch element 311s composed of a P-type field effect transistor in the energy transfer unit 311.
  • the drive circuit 1 according to the first embodiment has the switch element 111s formed of the N-type field effect transistor in the energy transfer unit 111. Therefore, in the control method of the drive circuit 3 according to the present embodiment, the gate signal of the switch element 311s is different from the gate signal of the switch element 111s (see FIG. 4) in the control method of the drive circuit 1 according to the first embodiment.
  • the gate signal of the switch element 311s is a signal whose inversion timing is the same as that of the gate signal of the switch element 111s but whose voltage level is inverted. Referring to FIG.
  • the gate signal of the switch element 311s has a high level from time t0 to time t2, a low level from time t2 to time t4, and a high-level voltage waveform after time t4. Become.
  • the energy transfer unit 311 provided in the drive circuit 3 can operate similarly to the energy transfer unit 111 provided in the drive circuit 1.
  • the drive circuit 3 can be controlled similarly to the drive circuit 1.
  • the driving circuit, the electronic device, and the method for controlling the driving circuit according to the present embodiment have the same effects as the driving circuit, the electronic device, and the method for controlling the driving circuit according to the first and second embodiments. Is obtained.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams showing an example of control waveforms for explaining the present modification.
  • FIG. 8A shows an example of control waveforms when the drive circuit control method according to the present modification is applied.
  • FIG. 8B shows an example of control waveforms of a comparative example in the case where the drive circuit control method according to the present modification is not applied.
  • 8A and 8B the voltage waveform of the control signal of the drive circuit is shown in the upper stage, and the current waveform of the control signal of the drive circuit is shown in the lower stage. “Vd” shown in FIG.
  • FIG. 8A and FIG. 8B represents a voltage waveform of the driving power supply for driving the capacitive load.
  • Vr shown in FIG. 8A and FIG. 8B represents the voltage waveform of the load voltage applied to the capacitive load.
  • Ir shown in FIG. 8A and FIG. 8B represents the current waveform of the load current flowing through the capacitive load.
  • reference numerals of the drive circuit according to the first embodiment shown in FIG. 3 will be used.
  • the voltage level of the load voltage of the first time (an example of the AC voltage) is set lower than the voltage level of the load voltage of the second time and thereafter. Applied to the capacitive load.
  • the load current Ir at the time of the first drive has a current amount about three times as large as that of the load current Ir at the second time and thereafter.
  • the drive circuit consumes more power and needs to be configured with a high breakdown voltage switch element or diode.
  • the drive circuit 1 according to the present modification is configured to drive the capacitive load 8 (that is, the voltage generation circuit) before the drive circuit 1 starts to operate.
  • 15 output voltage is set to a voltage level lower than the target drive voltage for driving the capacitive load 8 (for example, 2/3 of the voltage level of the drive voltage).
  • the drive circuit 1 according to the present modification is set such that, after the operation is started, the voltage level of the drive power supply for driving the capacitive load 8 gradually approaches the target drive power supply voltage level.
  • the load voltage Vr of the capacitive load 8 reaches the target voltage level in several inversion operations (four times in this modification) from the start of the operation of the drive circuit 1. do not do.
  • the load current Ir at the time of the first drive has a current amount similar to that of the load current Ir at the second time and thereafter.
  • the drive circuit 1 can reduce the power consumption and lower the breakdown voltage of the components such as the switch element 111s and the diode 111d.
  • the electronic device according to the present embodiment has the same configuration as the electronic device ED according to the first embodiment except that it can drive a plurality of capacitive loads, and exhibits the same functions, so description thereof will be omitted. ..
  • the battery provided in the electronic device will be described using the “battery 9” provided in the electronic device ED according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the drive circuit 4 according to the fourth embodiment of the present technology.
  • the drive circuit 4 includes a voltage generation circuit 45 connected to a battery 9 (not shown in FIG. 9) and a control circuit 43 (an example of a first control circuit) to which the drive signal Sd4 is input.
  • the drive circuit 4 has a control circuit 53 (an example of a second control circuit) to which the drive signal Sd5 is input and a control circuit 63 (an example of a second control circuit) to which the drive signal Sd6 is input.
  • the drive circuit 4 includes an energy transfer circuit 41 connected to the voltage generation circuit 45 and the control circuit 43, an energy transfer circuit 51 connected to the voltage generation circuit 45 and the control circuit 53, a voltage generation circuit 45 and the control circuit 63. And an energy transfer circuit 61 connected thereto.
  • a capacitive load 84 (an example of a first capacitive load) is connected to the energy transfer circuit 41.
  • a capacitive load 85 is connected to the energy transfer circuit 51.
  • a capacitive load 86 (an example of a second capacitive load) is connected to the energy transfer circuit 61.
  • the voltage generation circuit 45 boosts the DC voltage (for example, 3.5V) input from the battery 9 and outputs the boosted DC voltage (for example, 5V to 15V) to the energy transfer circuits 41, 51, 61. There is.
  • the voltage generation circuit 45 is composed of a direct current-direct current (DC-DC) voltage conversion circuit capable of changing the output voltage within a predetermined range.
  • DC-DC direct current-direct current
  • the control circuit 43 is a circuit that controls application of an AC voltage to the capacitive load 84.
  • the control circuit 43 is configured to generate a control signal for controlling the energy transfer circuit 41 based on the drive signal Sd4 input from the outside.
  • the control circuit 53 is a circuit that controls the application of the AC voltage to the capacitive load 85.
  • the control circuit 53 is configured to generate a control signal for controlling the energy transfer circuit 51 based on the drive signal Sd5 input from the outside.
  • the control circuit 63 is a circuit that controls the application of the AC voltage to the capacitive load 86.
  • the control circuit 63 is configured to generate a control signal for controlling the energy transfer circuit 61 based on the drive signal Sd6 input from the outside. Details of the control circuits 43, 53, 63 will be described later.
  • the energy transfer circuit 41 is a circuit that transfers the energy accumulated in the capacitive load 84 to the inductive element 415 when the capacitive load 84 is driven.
  • the drive circuit 4 supplies electric power from the voltage generation circuit 45 to drive the capacitive load 84.
  • the energy transfer circuit 51 is a circuit that transfers the energy stored in the capacitive load 85 to the inductive element 415 when the capacitive load 85 is driven.
  • the drive circuit 4 supplies electric power from the voltage generation circuit 45 to drive the capacitive load 85.
  • the energy transfer circuit 61 is a circuit that transfers the energy accumulated in the capacitive load 86 to the inductive element 415 when the capacitive load 86 is driven.
  • the drive circuit 4 supplies electric power from the voltage generation circuit 45 to drive the capacitive load 86.
  • the drive circuit 4 independently charges the capacitive loads 84, 85, 86 by the energy transfer circuits 41, 51, 61 when driving the capacitive loads 84, 85, 86 independently. Electric power can be supplied from the voltage generation circuit 45 while discharging. As a result, the drive circuit 4 can achieve low power consumption. Further, the drive circuit 4 is configured such that the energy transfer circuits 41, 51, 61 share the inductive element that transfers the energy stored in the capacitive loads 84, 85, 86. A field effect transistor or a diode can be easily integrated into an IC, but a microhenry ( ⁇ H) order inductive element is extremely difficult to form into an IC. In the drive circuit 4 according to the present embodiment, the inductive element is shared by the energy transfer circuits 41, 51 and 61, so that the drive circuit 4 can be prevented from becoming large even if the inductive element is externally provided.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration example of the drive circuit 4.
  • the drive circuit 4 includes a control circuit 43 that controls the application of the AC voltage to the capacitive load 84.
  • the drive circuit 4 includes an inductive element 415 that forms a closed circuit 411c (an example of a first closed circuit) together with the capacitive load 84.
  • the drive circuit 4 includes a diode 411d (an example of a first diode-type element) that is connected in series with the inductive element 415 between the capacitive load 84 and the inductive element 415 to form a closed circuit 411c.
  • the diode 411d is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the drive circuit 4 includes a switch element 411s (an example of a first switch element) that is connected in series with the diode 411d between the capacitive load 84 and the inductive element 415 to form a closed circuit 411c.
  • the switch element 411s is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • one terminal of the inductive element 415 is connected to one terminal of the capacitive load 84 via disconnection switch elements 46a and 46b (details will be described later).
  • the other terminal of the inductive element 415 is connected to the anode terminal of the diode 411d.
  • the cathode terminal of the diode 411d is connected to the source terminal S of the switch element 411s.
  • the drain terminal D of the switch element 411s is connected to the other terminal of the capacitive load 84.
  • the capacitive load 84, the disconnection switch elements 46a and 46b, the inductive element 415, the diode 411d, and the switch element 411s establish a current path through which a current flows, thereby forming a closed circuit 411c.
  • the drive circuit 4 is connected to the inductive element 415 in series and in parallel with the diode 411d and the switch element 411s to form a closed circuit 413c (an example of a second closed circuit).
  • An example of a diode type element is provided.
  • the diode 413d is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the drive circuit 4 includes a switch element 413s (an example of a second switch element) that is connected in series with the diode 413d and in parallel with the diode 411d and the switch element 411s to form a closed circuit 413c.
  • the switch element 413s is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • the cathode terminal of the diode 413d is connected to the other terminal of the inductive element 415 and the anode terminal of the diode 411d.
  • the anode terminal of the diode 413d is connected to the drain terminal D of the switch element 413s.
  • the source terminal S of the switch element 413s is connected to the drain terminal D of the switch element 411s and the other terminal of the capacitive load 84.
  • the control circuit 43 provided in the drive circuit 4 includes a switch element group 431g (an example of a first switch element group) having a plurality (four in the present embodiment) of switch elements 431ga to 431gd. It has a bridge circuit 431 (an example of a first bridge circuit) configured and connected to both ends of the capacitive load 84. Further, the control circuit 43 includes a control signal generation unit 433 (first control signal generation unit) that generates a control signal that controls switching of the plurality of switch elements 431ga to 431gd, the switch element 411s, and the switch element 413s. ..
  • the bridge circuit 431 includes a supply end 174a (an example of a first supply potential) of a positive side DC potential (an example of a first DC potential) and a supply end 174b (a second supply of a reference DC potential) (an example of a second DC potential). It is connected between one end).
  • the positive DC potential is a high-level potential of the voltage generated by the voltage generation circuit 45.
  • the reference DC potential supply end 174b is a ground terminal.
  • the reference potential terminal of the voltage generation circuit 45 is connected to the ground terminal.
  • the voltage generated by the voltage generation circuit 45 corresponds to the potential difference between the positive DC potential and the reference DC potential. Therefore, the voltage generated by the voltage generation circuit 45 is applied to both ends of the bridge circuit 431.
  • the control circuit 43 has a capacitor 435 provided between the supply end 174a and the supply end 174b. One electrode of the capacitor 435 is connected to the supply end 174a, and the other electrode of the capacitor 435 is connected to the supply end 174b.
  • the capacitor 435 is provided to prevent fluctuations in the voltage output from the voltage generation circuit 45. As a result, a substantially constant voltage is supplied to both ends of the bridge circuit 431.
  • the bridge circuit 431 has a full-bridge circuit configuration including four switch elements 431ga to 431gd.
  • the switch element 431ga and the switch element 431gb are composed of, for example, P-type field effect transistors.
  • the switch element 431gc and the switch element 431gd are composed of, for example, N-type field effect transistors.
  • the source terminal S of the switch element 431ga is connected to the supply terminal 174a and the source terminal S of the switch element 431gb.
  • the drain terminal D of the switch element 431ga is connected to the drain terminal D of the switch element 431gc.
  • the drain terminal D of the switch element 431gb is connected to the drain terminal D of the switch element 431gd.
  • the source terminal S of the switch element 431gc and the source terminal S of the switch element 431gd are connected to the supply end 174b.
  • the drain terminal D of the switch element 431ga and the drain terminal D of the switch element 431gc are connected to one terminal of the capacitive load 84 and the source terminal S of the disconnection switch elements 46a and 46b.
  • the drain terminal D of the switch element 431ga and the drain terminal D of the switch element 431gc are connected to one terminal of the inductive element 415 via the disconnection switch elements 46a and 46b.
  • the drain terminal D of the switch element 431gb and the drain terminal D of the switch element 431gd are connected to the other terminal of the capacitive load 84, the source terminal S of the switch element 411s, and the source terminal S of the switch element 413s.
  • the switch element 431ga and the switch element 431gd are in the ON state and the switch element 431gb and the switch element 431gc are in the OFF state, one terminal of the capacitive load 84 is connected to the supply end 174a via the switch element 431ga.
  • the other terminal of the capacitive load 84 which is electrically connected, is connected to the supply end 174b via the switch element 431gd. Accordingly, when the switch elements 431ga and 431gd are in the ON state and the switch elements 431gb and 431gc are in the OFF state, the positive side DC potential is applied to one terminal of the capacitive load 84, and A negative DC potential is applied to the other terminals. As a result, the DC voltage applied across the capacitive load 84 becomes a positive voltage.
  • one terminal of the capacitive load 84 is electrically connected to the supply end 174b via the switch element 431gc. And the other terminal of the capacitive load 84 is connected to the supply end 174a via the switch element 431gb.
  • the negative DC potential is applied to one terminal of the capacitive load 84, and the capacitive load 84 is The positive DC potential is applied to the other terminals. As a result, the DC voltage applied across the capacitive load 84 becomes a negative voltage.
  • the control signal generation unit 433 has a plurality of (eight in this embodiment) output terminals that output a plurality of control signals generated based on the drive signal Sd4 input from the outside.
  • Four terminals of the plurality of output terminals of the control signal generation unit 433 are connected to the respective gate terminals G of the four switch elements 431ga to 431gd in a one-to-one relationship. Therefore, the control circuit 43 can independently control the on / off state of the four switch elements 431ga to 431gd, and apply an alternating voltage, which is a positive / negative inversion of the direct voltage, to both ends of the capacitive load 8.
  • the drive circuit 4 includes an inductive element 415, a diode 411d, and a switch element 411s, and transfers the energy stored in the capacitive load 84 (first energy transfer section 411).
  • the drive circuit 4 includes an energy transfer unit 413 (an example of a second energy transfer unit) that includes an inductive element 415, a diode 413d, and a switch element 413s and transfers the energy stored in the capacitive load 84. ..
  • the drive circuit 4 includes an energy transfer circuit 41 having an energy transfer unit 411 and an energy transfer unit 413.
  • the energy transfer unit 411 has a diode 411d that is in a forward direction from one terminal of the capacitive load 84 to the other terminal of the capacitive load 84.
  • the energy transfer unit 413 includes a diode 413d that is in a forward direction from the other terminal of the capacitive load 84 toward one terminal of the capacitive load 84.
  • two terminals out of the remaining four output terminals for outputting the control signal of the control signal generation unit 433 have a one-to-one relationship with the respective gate terminals G of the switch element 411s and the switch element 413s. Connected by. Therefore, the control circuit 43 can independently control the on / off states of the switch element 411s and the switch element 413s.
  • the energy transfer circuit 41 turns on the switch element 411s and turns off the switch element 413s. Controlled by.
  • the energy stored in the capacitive load 84 is transferred to the inductive element 415 by the closed circuit 411c, and the DC voltage applied across the capacitive load 84 is Be stepped down.
  • the energy transfer circuit 41 causes the control circuit 43 to turn off the switch element 411s and turn on the switch element 413s. Controlled.
  • a current path is established in the closed circuit 413c, so the energy stored in the capacitive load 84 is transferred to the inductive element 415 by the closed circuit 413c, and the DC voltage applied across the capacitive load 84 is Boosted.
  • the drive circuit 4 includes between the capacitive load 84 and the inductive element 415, and a supply end 174a (an example of a first supply end) of a positive side DC potential (an example of a first DC potential). And reverse bias diodes 417a and 417b (an example of a first reverse bias diode type element) connected between the two. The cathode terminals of the reverse bias diode 417a and the reverse bias diode 417b are connected to the supply end 174a from which the positive DC potential is output.
  • the anode terminal of the reverse bias diode 417a is connected to the other terminal of the inductive element 415, the anode terminal of the diode 411d and the cathode terminal of the diode 413d.
  • the anode terminal of the reverse bias diode 417b is connected to one terminal of the inductive element 415, the drain terminal D of the disconnection switch element 46a, and the source terminal S of the disconnection switch element 46b.
  • the positive DC potential is a high-level potential of the voltage generated by the voltage generation circuit 45.
  • the supply terminal 174a is a terminal for supplying the voltage generated by the voltage generation circuit 45 via the control circuit 43 to the capacitive load 84. Therefore, a reverse bias is applied to the reverse bias diodes 417a and 417b by the positive DC potential.
  • the drive circuit 4 has a reverse bias connected between the capacitive load 84 and the inductive element 415 and a supply end 174b (an example of a second supply end) of a reference DC potential (an example of a second DC potential).
  • Diodes 419a and 419b are provided.
  • the anode terminals of the reverse bias diode 419a and the reverse bias diode 419b are connected to the reference current potential supply terminal 174b.
  • the cathode terminal of the reverse bias diode 419a is connected to the other terminal of the inductive element 415, the anode terminal of the diode 411d and the cathode terminal of the diode 413d.
  • the cathode terminal of the reverse bias diode 419b is connected to one terminal of the inductive element 415, the anode terminal of the reverse bias diode 417b, the drain terminal D of the disconnection switch element 46a, and the source terminal S of the disconnection switch element 46b.
  • the supply end 174b of the reference current potential is a ground terminal. Therefore, a reverse bias is applied to the reverse bias diodes 419 and 419b by the reference DC potential.
  • the closed circuit 411c and the closed circuit 413c are not directly connected to the supply end 174a and the supply end 174b. Therefore, the drive circuit 4 does not have a path through which a current flows from the capacitive load 84 to the voltage generation circuit 45 or the reference current potential supply terminal 174b (ground terminal). Therefore, when the drive circuit 4 transfers energy from the capacitive load 84 to the energy transfer circuit 41, the energy stored in the capacitive load 84 is prevented from being discharged to the voltage generation circuit 45 or the ground terminal. It Therefore, the drive circuit 4 can reduce the transfer loss of energy from the capacitive load 84 to the energy transfer circuit 41 when driving the capacitive load 84. As a result, the drive circuit 4 can reduce the power consumption when driving the capacitive load 84.
  • the capacitive load 84 is repeatedly charged and discharged between both terminals of the capacitive load 84.
  • the voltage of 1 may deviate from the potential difference between the supply end 174a and the supply end 174b.
  • the drive circuit 4 has the reverse bias diodes 417a and 417b and the reverse bias diodes 419a and 419b connected to the energy transfer circuit 41 as described above.
  • the reverse bias diode 419a and It is electrically connected to the supply portion (ground terminal) of the reference current potential via the supply end 174b.
  • the drive circuit 4 is connected in series with the capacitive load 84 and the inductive element 415 between the capacitive load 84 and the inductive element 415 to electrically disconnect the inductive element 415 from the closed circuit 411c and the closed circuit 413c.
  • the disconnection switch elements 46a and 46b (an example of a first disconnection switch element) are provided. Each of the disconnection switch element 46a and the disconnection switch element 46b is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • the source terminal S of the disconnection switch element 46a is connected to one terminal of the capacitive load 84 and the drain terminal D of the disconnection switch element 46b.
  • the drain terminal D of the disconnection switch element 46a is connected to one terminal of the inductive element 415 and the source terminal S of the disconnection switch element 46b.
  • the gate terminals G of the disconnection switch element 46a and the disconnection switch element 46b are connected in a one-to-one relationship with the remaining (two) terminals of the plurality of output terminals that output the control signal of the control signal generation unit 433. There is. Therefore, the control circuit 43 can independently control the on / off states of the disconnection switch element 46a and the disconnection switch element 46b.
  • the inductive element 415 is shared by the energy transfer circuit 41, the energy transfer circuit 51, and the energy transfer circuit 61. Therefore, when the energy transfer circuit 41 transfers energy from the capacitive load 84 to the inductive element 415, the drive circuit 4 disconnects the switch elements (details) that are connected to the energy transfer circuits 51 and 61, respectively. Will be set to the off state. As a result, the drive circuit 4 electrically disconnects the energy transfer circuits 51 and 61 from the inductive element 415, and a problem occurs in the transfer of energy from the capacitive load 84 to the inductive element 415 by the energy transfer circuit 41. Can be prevented.
  • the control circuit 43 controls so that the disconnection switch element 46a is turned on and the disconnection switch element 46b is turned off.
  • the capacitive load 84, the disconnection switch element 46a, the inductive element 415, the diode 411d, and the switch element 411s are electrically connected, and a current path is established in the closed circuit 411c. Therefore, the energy stored in the capacitive load 84 is transferred to the inductive element 415 by the closed circuit 411c.
  • the control circuit 43 controls so that the disconnection switch element 46a is turned off and the disconnection switch element 46b is turned on.
  • the capacitive load 84, the switch element 413s, the diode 413d, the inductive element 415, and the disconnection switch element 46b are electrically connected, and a current path is established in the closed circuit 413c. Therefore, the energy stored in the capacitive load 84 is transferred to the inductive element 415 by the closed circuit 413c.
  • the drive circuit 4 includes a control circuit 53 that controls the application of the AC voltage to the capacitive load 85.
  • the drive circuit 4 is connected in series with the inductive element 415 between the capacitive load 85 and the inductive element 415 to form a closed circuit 511c (an example of a third closed circuit), that is, a diode 511d (of a third diode type element).
  • the diode 511d is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the drive circuit 4 includes a switch element 511s (an example of a third switch element) that is connected in series with the diode 511d between the capacitive load 85 and the inductive element 415 to form a closed circuit 511c.
  • the switch element 511s is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • the drive circuit 4 includes a diode 513d (an example of a fourth diode-type element) that is connected to the inductive element 415 in series and is connected in parallel to the diode 511d and the switch element 511s to form a closed circuit 513c (an example of a fourth closed circuit). I have it.
  • the diode 513d is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the drive circuit 4 includes a switch element 513s (an example of a fourth switch element) that is connected in series with the diode 513d and in parallel with the diode 511d and the switch element 511s to form a closed circuit 513c.
  • the switch element 513s is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • the control circuit 53 provided in the drive circuit 4 is composed of a switch element group 531g (an example of a second switch element group) having a plurality (four in the present embodiment) of switch elements 531ga to 531gd, and a capacitive load 85.
  • a bridge circuit 531 an example of a second bridge circuit connected to both ends of the.
  • the control circuit 53 also includes a control signal generation unit 533 (an example of a second control signal generation unit) that generates a control signal that controls switching of the plurality of switch elements 531ga to 531gd, the switch element 511s, and the switch element 513s. ing.
  • the bridge circuit 531 includes a supply end 175a (an example of a first supply potential) of a positive side DC potential (an example of a first DC potential) and a supply end 175b (a second supply of a reference DC potential) (an example of a second DC potential). It is connected between one end).
  • the positive DC potential is a high-level potential of the voltage generated by the voltage generation circuit 45.
  • the reference DC potential supply end 175b is a ground terminal.
  • the reference potential terminal of the voltage generation circuit 45 is connected to the ground terminal.
  • the voltage generated by the voltage generation circuit 45 corresponds to the potential difference between the positive DC potential and the reference DC potential. Therefore, the voltage generated by the voltage generation circuit 45 is applied to both ends of the bridge circuit 531.
  • the control circuit 53 has a capacitor 535 provided between the supply end 175a and the supply end 175b. One electrode of the capacitor 535 is connected to the supply end 175a, and the other electrode of the capacitor 535 is connected to the supply end 175b.
  • the capacitor 535 is provided to prevent fluctuations in the voltage output from the voltage generation circuit 45. As a result, a substantially constant voltage is supplied to both ends of the bridge circuit 531.
  • the configuration of the bridge circuit 531 is the same as the configuration of the bridge circuit 431, so detailed description will be omitted. That is, the bridge circuit 531 reads the switch element 431ga provided in the bridge circuit 431 as the switch element 531ga, the switch element 431gb as the switch element 531gb, the switch element 431gc as the switch element 531gc, and the switch element 431gd as the switch element 531gd.
  • the drive circuit 4 includes an inductive element 415, a diode 511d, and a switch element 511s, and transfers the energy stored in the capacitive load 85 to the energy transfer section 511 (third energy transfer section).
  • the drive circuit 4 includes an energy transfer unit 513 (an example of a fourth energy transfer unit) that includes an inductive element 415, a diode 513d, and a switch element 513s and transfers the energy stored in the capacitive load 85.
  • the drive circuit 4 includes an energy transfer circuit 51 (an example of a second energy transfer circuit) having an energy transfer unit 511 and an energy transfer unit 513.
  • the drive circuit 4 is connected between the capacitive load 85 and the inductive element 415 in series with the capacitive load 85 and the inductive element 415 to electrically disconnect the inductive element 415 from the closed circuit 511c. , 56b (an example of a second disconnection switch element).
  • Each of the disconnection switch element 56a and the disconnection switch element 56b is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • the configurations of the energy transfer circuit 51 and the disconnection switch elements 56a and 56b are the same as the configurations of the energy transfer circuit 41 and the disconnection switch elements 46a and 46b, and thus detailed description thereof will be omitted. That is, the energy transfer circuit 51 reads the switch element 411s provided in the energy transfer circuit 41 as the switch element 511s, the diode 411d as the diode 511d, the switch element 413s as the switch element 513s, and the diode 413d as the diode 513d, and the capacitance Of the case where the sexual load 84 is read as the capacitive load 85, the energy transfer unit 411 is read as the energy transfer unit 511, the energy transfer unit 413 is read as the energy transfer unit 513, and the control signal generation unit 433 is read as the control signal generation unit 533.
  • the disconnection switch element 56a has the same configuration as the disconnection switch element 46a when the capacitive load 84 is replaced with the capacitive load 85 and the control signal generation unit 433 is replaced with the control signal generation unit 533.
  • the disconnection switch element 56b has the same configuration as the disconnection switch element 46b when the capacitive load 84 is read as the capacitive load 85 and the control signal generation unit 433 is read as the control signal generation unit 533.
  • the drive circuit 4 includes a control circuit 63 that forms a closed circuit 611c (an example of a third closed circuit) together with the inductive element 415 and controls the application of the AC voltage to the capacitive load 86.
  • the drive circuit 4 includes a diode 611d (an example of a third diode type element) that is connected in series with the inductive element 415 between the capacitive load 86 and the inductive element 415 to form a closed circuit 611c.
  • the diode 611d is composed of, for example, a PN junction type diode.
  • the drive circuit 4 includes a switch element 611s (an example of a third switch element) that is connected in series with the diode 611d between the capacitive load 86 and the inductive element 415 to form a closed circuit 611c.
  • the switch element 611s is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • the drive circuit 4 includes a diode 613d (an example of a fourth diode-type element) that is connected in series with the inductive element 415 and in parallel with the diode 611d and the switch element 611s to form a closed circuit 613c (an example of a fourth closed circuit). I have it.
  • the diode 613d is formed of, for example, a PN junction type diode.
  • the drive circuit 4 includes a switch element 613s (an example of a fourth switch element) that is connected in series with the diode 613d and in parallel with the diode 611d and the switch element 611s to form a closed circuit 613c.
  • the switch element 613s is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • the control circuit 63 provided in the drive circuit 4 is configured by a switch element group 631g (an example of a second switch element group) having a plurality (four in the present embodiment) of switch elements 631ga to 631gd, and a capacitive load 86.
  • a bridge circuit 631 (an example of a second bridge circuit) connected to both ends of the.
  • the control circuit 63 also includes a control signal generation unit 633 (an example of a second control signal generation unit) that generates a control signal that controls switching of the plurality of switch elements 631ga to 631gd, the switch element 611s, and the switch element 613s. ing.
  • the bridge circuit 631 includes a supply end 176a (an example of a first supply end) of a positive DC potential (an example of a first DC potential) and a supply end 176b (a second supply of a reference DC potential) (an example of a second DC potential). It is connected between one end).
  • the positive DC potential is a high-level potential of the voltage generated by the voltage generation circuit 45.
  • the reference DC potential supply end 176b is a ground terminal.
  • the reference potential terminal of the voltage generation circuit 45 is connected to the ground terminal.
  • the voltage generated by the voltage generation circuit 45 corresponds to the potential difference between the positive DC potential and the reference DC potential. Therefore, the voltage generated by the voltage generation circuit 45 is applied to both ends of the bridge circuit 631.
  • the control circuit 63 has a capacitor 635 provided between the supply end 176a and the supply end 176b. One electrode of the capacitor 635 is connected to the supply end 176a, and the other electrode of the capacitor 635 is connected to the supply end 176b.
  • the capacitor 635 is provided to prevent fluctuations in the voltage output from the voltage generation circuit 45. As a result, a substantially constant voltage is supplied to both ends of the bridge circuit 631.
  • the configuration of the bridge circuit 631 is similar to the configuration of the bridge circuit 431, so detailed description will be omitted. That is, the bridge circuit 631 reads the switch element 431ga provided in the bridge circuit 431 as a switch element 631ga, the switch element 431gb as a switch element 631gb, the switch element 431gc as a switch element 631gc, and the switch element 431gd as a switch element 631gd.
  • the drive circuit 4 includes an inductive element 415, a diode 611d, and a switch element 611s, and transfers the energy stored in the capacitive load 86 (the third energy transfer section 611).
  • the drive circuit 4 includes an energy transfer unit 613 (an example of a fourth energy transfer unit) that includes an inductive element 415, a diode 613d, and a switch element 613s and transfers the energy stored in the capacitive load 86.
  • the drive circuit 4 includes an energy transfer circuit 61 (an example of a second energy transfer circuit) having an energy transfer unit 611 and an energy transfer unit 613.
  • the drive circuit 4 is connected between the capacitive load 86 and the inductive element 415 in series with the capacitive load 86 and the inductive element 415 to electrically disconnect the inductive element 415 from the closed circuit 611c. , 66b (an example of a second disconnection switch element).
  • Each of the disconnection switch element 66a and the disconnection switch element 66b is composed of, for example, a P-type field effect transistor.
  • the configurations of the energy transfer circuit 61 and the disconnection switch elements 66a and 66b are the same as the configurations of the energy transfer circuit 41 and the disconnection switch elements 46a and 46b, and thus detailed description thereof will be omitted. That is, the energy transfer circuit 61 replaces the switch element 411s provided in the energy transfer circuit 41 with the switch element 611s, the diode 411d with the diode 611d, the switch element 413s with the switch element 613s, and the diode 413d with the diode 613d.
  • the energy transfer unit 411 is read as the energy transfer unit 611
  • the energy transfer unit 413 is read as the energy transfer unit 613
  • the control signal generation unit 433 is read as the control signal generation unit 633. It has the same configuration as the energy transfer circuit 41.
  • the disconnection switch element 66a has the same configuration as the disconnection switch element 46a when the capacitive load 84 is read as the capacitive load 86 and the control signal generation unit 433 is read as the control signal generation unit 633.
  • the disconnection switch element 66b has the same configuration as the disconnection switch element 46b when the capacitive load 84 is read as the capacitive load 86 and the control signal generation unit 433 is read as the control signal generation unit 633.
  • the drive circuit 4 sets the disconnection switch elements 46a and 46b connected to the energy transfer circuit 41 to the off state.
  • the disconnection switch elements 66a and 66b connected to the energy transfer circuit 61 are set to the off state.
  • the drive circuit 4 electrically disconnects the energy transfer circuits 41 and 61 from the inductive element 415, and a problem occurs in the transfer of energy from the capacitive load 85 to the inductive element 415 by the energy transfer circuit 51. Can be prevented.
  • the drive circuit 4 sets the disconnection switch elements 46a and 46b connected to the energy transfer circuit 41 to the off state.
  • the disconnection switch elements 56a and 56b connected to the energy transfer circuit 51 are set to the off state.
  • the drive circuit 4 electrically disconnects the energy transfer circuits 41 and 51 from the inductive element 415, and a problem occurs in the transfer of energy from the capacitive load 86 to the inductive element 415 by the energy transfer circuit 61. Can be prevented.
  • FIG. 11 An example of voltage waveforms of control signals of the energy transfer circuit 41 and the control circuit 43 is shown.
  • the second stage in FIG. 11 illustrates an example of voltage waveforms of control signals of the energy transfer circuit 51 and the control circuit 53.
  • voltage waveforms of control signals of the energy transfer circuit 61 and the control circuit 63 are shown.
  • the passage of time is shown from left to right.
  • the control method of the energy transfer circuit 41 and the control circuit 43 provided in the drive circuit 4 as a single unit is the same as the control method of the drive circuit described in the first embodiment except for the gate signal of the switch element 411s. .. Further, the control method of the energy transfer circuit 51 and the control circuit 53 provided in the drive circuit 4 as a single unit is the same as the control method of the drive circuit described in the first embodiment except for the gate signal of the switch element 511s. Is. Further, the control method of the energy transfer circuit 61 and the control circuit 63 provided in the drive circuit 4 as a single unit is the same as the control method of the drive circuit described in the first embodiment except for the gate signal of the switch element 611s. Is.
  • the gate signal of the switch element 411s has the same inversion timing as the gate signal of the switch element 111s, but the voltage level is inverted.
  • the gate signal of the switch element 511s has the same inversion timing as the gate signal of the switch element 111s, but has a voltage level inverted.
  • the gate signal of the switch element 611s has the same inversion timing as the gate signal of the switch element 111s, but has a voltage level inverted. That is, referring to FIG. 4, the gate signals of the switch elements 411s, 511s, and 611s are at high level from time t0 to time t2, at low level from time t2 to time t4, and after time t4. Is a high-level voltage waveform.
  • the energy transfer circuits 41, 51, 61 provided in the drive circuit 4 as a single unit can operate similarly to the energy transfer circuit 11 provided in the drive circuit 1.
  • the drive circuit 4 can be controlled similarly to the drive circuit 1.
  • the drive circuit 4 includes three energy transfer circuits 41, 51, 61. Therefore, after determining the order of driving the capacitive loads 84, 85, 86, the energy accumulated in the capacitive load is transferred to the inductive element 415 based on the determined order.
  • the order in which the capacitive loads are driven will be described below assuming that the first is the capacitive load 84, the second is the capacitive load 85, and the third is the capacitive load 86.
  • the control signal for controlling the on-state and off-state of the switch elements 511s and 611s of the closed circuits 511c and 611c and the on-state and off-state of the switch element 411s of the closed circuit 411c are set.
  • the closed circuit electrically separated from the inductive element 415 is determined based on the initial phase difference with the control signal to be controlled.
  • the closed circuit 511c includes the inductive element 415, the capacitive load 85, the diode 511d connected in series to the inductive element 415 between the capacitive load 85 and the inductive element 415, and the capacitive load.
  • the closed circuit 611c includes an inductive element 415, a capacitive load 86, a diode 611d connected in series to the inductive element 415 between the capacitive load 86 and the inductive element 415, a capacitive load 85, and It is a closed circuit composed of a diode 611d and a switch element 611s connected in series between the inductive elements 415.
  • the control signal that controls the on state and the off state of the switch element 511s is a control signal output from the control signal generation unit 533.
  • the control signal for controlling the on state and the off state of the switch element 611s is a control signal output from the control signal generation unit 633. Further, the control signal for controlling the on state and the off state of the switch element 411s is a control signal output from the control signal generation unit 433.
  • the control signal of the switch element 411s has the earliest phase
  • the control signal of the switch element 511s has the earliest phase
  • the control signal of the switch element 611s has the earliest phase. Is the slowest phase. Therefore, the drive circuit 4 selects the switch element 511s, 611s that shifts from the off state to the on state after the switch element 411s and the switch elements 511s, 611s based on the initial phase difference of the switch elements 411s, 511s, 611s.
  • the inductive element 415 is electrically disconnected from the subsequent closed circuit which is the closed circuits 511c and 611c.
  • control circuit 53 outputs a control signal of a voltage level that turns off the disconnection switch elements 56a and 56b from the control signal generation unit 533.
  • control circuit 63 outputs a control signal of a voltage level for turning off the disconnection switch elements 66a and 66b from the control signal generation unit 633.
  • the switch element 411s and the switch elements 511s and 611s After disconnecting the closed circuits 511c and 611c from the inductive element 415, in the control method of the drive circuit 4, the switch element 411s and the switch elements 511s and 611s have the switch element 411s that shifts from the off state to the on state first.
  • the switch element 411s forming the preceding closed circuit which is the closed circuit 411c is changed from the off state to the on state.
  • the energy transfer circuit 41 transfers the energy stored in the capacitive load 84 to the inductive element 415, as indicated by the arrow Y4 in FIG.
  • the capacitive circuit forming the preceding closed circuit is closed via the closed circuit 411c which is the preceding closed circuit.
  • the polarity of the voltage applied to the load 84 is reversed. In this way, the drive circuit 4 according to the present embodiment can start driving the capacitive load 84 while transferring energy from the capacitive load 84 to the inductive element 415.
  • the switch element 411s shifts from the on state to the off state. This ends the discharging operation of the capacitive load 84. After that, the disconnection switch elements 46a and 46b are shifted from the on state to the off state, and the closed circuit 411c is disconnected from the inductive element 415.
  • the disconnection switch elements 56a and 56b are switched from the off state to the on state, and the closed circuit 511c is connected to the inductive element 415.
  • the switch element 511s of the closed circuit 511c which is the subsequent closed circuit, shifts from the off state to the on state.
  • the energy transfer circuit 51 starts transferring the energy accumulated in the capacitive load 85 to the inductive element 415, as indicated by the arrow Y5 in FIG.
  • the control method of the drive circuit 4 reverses the alternating voltage applied to the capacitive load 85 forming the subsequent closed circuit.
  • a polar alternating voltage is applied to the capacitive load 85.
  • the drive circuit 4 according to the present embodiment can start driving the capacitive load 85 while transferring energy from the capacitive load 85 to the inductive element 415.
  • the switch element 511s shifts from the on state to the off state. As a result, the discharging operation of the capacitive load 85 ends. After that, the disconnection switch elements 56a and 56b are shifted from the ON state to the OFF state, and the closed circuit 511c is disconnected from the inductive element 415.
  • the disconnection switch elements 66a and 66b are switched from the off state to the on state, and the closed circuit 611c is connected to the inductive element 415.
  • the switch element 611s of the closed circuit 611c which is the subsequent closed circuit, shifts from the off state to the on state.
  • the energy transfer circuit 61 starts transferring the energy stored in the capacitive load 86 to the inductive element 415, as indicated by the arrow Y6 in FIG.
  • the control method of the drive circuit 4 reverses the AC voltage applied to the capacitive load 86 forming the subsequent closed circuit.
  • a polar alternating voltage is applied to the capacitive load 86.
  • the drive circuit 4 according to the present embodiment can start driving the capacitive load 86 while transferring energy from the capacitive load 86 to the inductive element 415.
  • the switch element 611s shifts from the on state to the off state. This ends the discharging operation of the capacitive load 86. After that, the disconnection switch elements 66a and 66b are shifted from the on state to the off state, and the closed circuit 611c is disconnected from the inductive element 415.
  • the closed circuits 413c, 513c, 613c are also sequentially disconnected from the inductive element 415 by the same control method as the closed circuits 411c, 511c, 611c, and the capacitive loads 84, 85, 86 are driven.
  • the drive circuit 4 can repeat the above operation to sequentially and repeatedly drive the capacitive loads 84, 85, 86.
  • the phase difference between the control signal for controlling the on-state and off-state of the closed circuit 511c, 611c switch elements 511s, 611s and the control signal for controlling the on-state and off-state of the switch element 411s of the closed circuit 411c is the capacitive load. It becomes larger by repeatedly driving 84, 85, 86.
  • the phase difference between the control signal for controlling the on-state and off-state of the closed circuit 513c, 613c switch elements 513s, 613s and the control signal for controlling the on-state and off-state of the switch element 413s of the closed circuit 413c is It becomes larger as the capacitive loads 84, 85, 86 are repeatedly driven.
  • the switching element is applied after the AC voltage is applied a predetermined number of times to the capacitive load 84 forming the preceding closed circuit and the capacitive loads 85 and 86 forming the succeeding closed circuit.
  • the phase difference between the control signal for controlling the 411s and the control signal for controlling the switch elements 511s and 611s may be returned to the initial phase difference.
  • a control signal for controlling the switch element 413s and the switch element 513s after applying an AC voltage a predetermined number of times to the capacitive load 84 forming the preceding closed circuit and the capacitive loads 85 and 86 forming the subsequent closed circuit.
  • 613s may be returned to the initial phase difference with respect to the control signal for controlling 613s.
  • the subsequent closed circuits (closed circuits 511c and 611c) are driven before the driving of the capacitive load (in this example, the capacitive load 84) forming the preceding closed circuit (closed circuit 411c in this example) is completed. It is possible to prevent the discharge operation of the capacitive load (capacitive loads 85 and 86 in this example) constituting the above.
  • the drive circuit 4 can drive a plurality of capacitive loads 84, 85, 86. Further, the drive circuit 4 can drive the capacitive loads 84, 85, 86 (reverse the applied voltage) during the transfer of energy from the capacitive loads 84, 85, 86 to the energy transfer circuits 41, 51, 61. As a result, the drive circuit 4 can reduce power consumption. Further, the electronic device ED including the drive circuit 4 can reduce power consumption.
  • each diode and each reverse bias diode is composed of a PN junction type diode, but the present technology is not limited to this.
  • each diode and each reverse bias diode may be composed of a diode-connected transistor.
  • the power supply that drives the capacitive load is not limited to the voltage generation circuit (DC-DC conversion circuit), and may be the voltage output from the operational amplifier or the digital-analog conversion circuit (DAC).
  • DC-DC conversion circuit voltage generation circuit
  • DAC digital-analog conversion circuit
  • the voltage level may start rising after the first discharge.
  • the supply terminals 17a, 174a, 175a, 176a are terminals to which the voltages (high-level side potentials) generated by the voltage generation circuits 15, 45 are supplied.
  • the present technology is not limited to this.
  • the terminals 17a, 174a, 175a, and 176a may be terminals to which the power of the drive circuit 1 is supplied or terminals connected to the positive electrode of a capacitive element (for example, bypass capacitor) conforming to a fixed potential.
  • the supply ends 17b, 174b, 175b, 176b are ground terminals, but the present technology is not limited to this.
  • the supply ends 17b, 174b, 175b, 176b may be terminals to which a potential (negative potential) lower than the reference potential (ground potential) is supplied.
  • the supply ends 17a, 174a, 175a, 176a may be ground terminals, for example.
  • This technology can be used for electronic devices such as tactile presentation devices that have a small capacity or a high frequency circuit and can operate at high speed. Further, the present technology can be used for electronic devices (for example, smartphones, robots, game controllers, etc.) that have a small capacity (for example, about 1 ⁇ F) in which a piezoelectric actuator (pump, vibration device) can be installed.
  • a piezoelectric actuator pump, vibration device
  • IoT Internet of things
  • IoT Internet of things
  • IoT Internet of things
  • IoT Internet of things
  • IoT device 9100 which is a “thing”
  • IoT device 9003 the Internet
  • the cloud 9005 etc.
  • IoT can be used in various industries such as agriculture, homes, automobiles, manufacturing, distribution, and energy.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an IoT system 9000 to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the IoT device 9001 includes various sensors such as a temperature sensor, a humidity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a distance sensor, an image sensor, a gas sensor, and a human sensor. Further, the IoT device 9001 may include terminals such as smartphones, mobile phones, wearable terminals, and game machines.
  • the IoT device 9001 is supplied with power by an AC power supply, a DC power supply, a battery, contactless power supply, so-called energy harvesting, or the like.
  • the IoT device 9001 can communicate by wire, wireless, near field communication, or the like.
  • 3G / LTE, WiFi, IEEE802.15.4, Bluetooth (registered trademark), Zigbee (registered trademark), Z-Wave, or the like is preferably used.
  • the IoT device 9001 may switch a plurality of these communication means to communicate.
  • the IoT device 9001 may form a one-to-one, star-shaped, tree-shaped, or mesh-shaped network.
  • the IoT device 9001 may be connected to the external cloud 9005 directly or through the gateway 9002.
  • An address is assigned to the IoT device 9001 by IPv4, IPv6, 6LoWPAN, or the like.
  • the data collected from the IoT device 9001 is transmitted to other IoT devices 9003, servers 9004, clouds 9005, and the like.
  • the timing and frequency of transmitting data from the IoT device 9001 are adjusted appropriately, and the data may be transmitted after being compressed.
  • Such data may be used as it is, or may be analyzed by the computer 9008 by various means such as statistical analysis, machine learning, data mining, cluster analysis, discriminant analysis, combination analysis, and time series analysis.
  • various services such as control, warning, monitoring, visualization, automation, optimization, etc. can be provided.
  • the technology according to the present disclosure can also be applied to devices and services related to homes.
  • the IoT device 9001 in the house includes a washing machine, a dryer, a dryer, a microwave oven, a dishwasher, a refrigerator, an oven, a rice cooker, a cookware, a gas appliance, a fire alarm, a thermostat, an air conditioner, a television, a recorder, an audio, Lighting equipment, water heaters, water heaters, vacuum cleaners, fans, air purifiers, security cameras, locks, door / shutter opening / closing devices, sprinklers, toilets, thermometers, scales, blood pressure monitors, etc. are included.
  • the IoT device 9001 may include a solar cell, a fuel cell, a storage battery, a gas meter, a power meter, and a distribution board.
  • a low power consumption type communication method is desirable for the communication method of the IoT device 9001 at home.
  • the IoT device 9001 may communicate with WiFi indoors and with 3G / LTE outdoors.
  • An external server 9006 for controlling an IoT device may be installed on the cloud 9005 to control the IoT device 9001.
  • the IoT device 9001 transmits data such as the status of household equipment, temperature, humidity, power consumption, and the presence / absence of people / animals inside and outside the house.
  • the data transmitted from the home device is accumulated in the external server 9006 through the cloud 9005. New services are provided based on such data.
  • Such an IoT device 9001 can be controlled by voice by using voice recognition technology.
  • various home appliances can be visualized.
  • various sensors can determine the presence or absence of a resident and send data to an air conditioner, lighting, etc. to turn them on and off.
  • advertisements can be displayed on the display provided in various household appliances via the Internet.
  • the example of the IoT system 9000 to which the technology according to the present disclosure can be applied has been described above.
  • the technology according to the present disclosure can be suitably applied to the IoT device 9001 among the configurations described above.
  • the electronic device ED can be applied to the IoT device 9001.
  • By applying the technology according to the present disclosure to the IoT device 9001 it is possible to reduce power consumption and lengthen the battery drive time of the IoT device 9001.
  • a first control circuit for controlling the application of an alternating voltage to the first capacitive load, An inductive element forming a first closed circuit together with the first capacitive load, A first diode-type element that is connected in series to the inductive element between the first capacitive load and the inductive element to form the first closed circuit, A drive circuit comprising: a first switch element that is connected in series with the first diode-type element between the first capacitive load and the inductive element to form the first closed circuit.
  • a first reverse-bias diode-type element connected between the first capacitive load and the inductive element and between the first supply end of the first direct-current potential and applying a reverse bias by the first direct-current potential; , A second reverse bias diode type element connected between the first capacitive load and the inductive element and between the second supply end of the second DC potential and applying a reverse bias by the second DC potential.
  • the drive circuit according to (3) wherein the first closed circuit and the second closed circuit are not directly connected to the first supply end and the second supply end.
  • the first control circuit A first bridge circuit composed of a first switch element group having a plurality of switch elements and connected to both ends of the first capacitive load,
  • a first energy transfer unit configured to include the inductive element, the first diode-type element, and the first switch element, and transfer the energy stored in the first capacitive load;
  • a second energy transfer unit configured to include the inductive element, the second diode-type element, and the second switch element, the second energy transfer unit transferring the energy stored in the first capacitive load,
  • a second control circuit for controlling the application of the alternating voltage to the second capacitive load, A third diode type element that is connected in series to the inductive element between the second capacitive load and the inductive element to form the third closed circuit, A third switch element that is connected in series with the third diode type element between the second capacitive load and the inductive element to form the third closed circuit, The first capacitive load and the inductive element are connected in series between the first capacitive load and the inductive element to electrically connect the inductive element from the first closed circuit and the second closed circuit.
  • the drive circuit according to any one of (3) to (7), including a switch element.
  • a fourth diode type element that is connected to the inductive element in series and in parallel with the third diode type element and the third switch element to form a fourth closed circuit
  • the second control circuit A second bridge circuit composed of a second switch element group having a plurality of switch elements and connected to both ends of the second capacitive load,
  • a third energy transfer unit configured to include the inductive element, the third diode type element, and the third switch element, and transfer the energy stored in the second capacitive load
  • a second energy transfer circuit configured by the inductive element, the fourth diode-type element, and the fourth switch element, the fourth energy transfer unit transferring the energy stored in the second capacitive load.
  • a control signal configured to include the third switching element connected in series between the inductive element and the third diode type element to control the on state and the off state of the third switching element of the third closed circuit.
  • an initial phase difference between a control signal for controlling the on-state and the off-state of the first switch element, the one of the first switch element and the third switch element is switched from the off-state to the on-state.
  • a switch element forming a preceding closed circuit that is a closed circuit having a switch element that shifts from an off state to an on state first shifts from an off state to an on state, Inverting the polarity of the voltage applied to the capacitive load constituting the preceding closed circuit via the preceding closed circuit, An alternating voltage having an opposite polarity to the alternating voltage applied to the capacitive load forming the subsequent closed circuit is applied to the capacitive load,
  • the method of controlling a drive circuit according to any one of (14) to (16), wherein the switch element that forms the subsequent closed circuit is transitioned from an on state to an off state.
  • Active elements 117, 119, 217, 219, 317, 319, 417a, 417b, 419, 419a, 419b Reverse bias diodes 131, 431, 531, 631 Bridge circuits 131g, 431g, 531g, 631g Switch element groups 133, 433, 533 , 633 Control signal generator 135, 435, 535, 635 Capacitor 9000 System 9001 Device 9002 Gateway 9003 Device 9004 Server 9005 Cloud 9006 External server 9008 Computer 9100 Device ED Electronic equipment

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Abstract

本技術は、消費電力を低減することができる駆動回路、電子機器および駆動回路の制御方法を提供することを目的とする。駆動回路は、容量性負荷への交流電圧の印加を制御する制御回路と、容量性負荷とともに閉回路を構成する誘導性素子と、容量性負荷及び誘導性素子の間で誘導性素子に直列に接続されて閉回路を構成するダイオードと、容量性負荷及び誘導性素子の間でダイオードと直列に接続されて閉回路を構成するスイッチ素子とを備えている。

Description

駆動回路、電子機器、および、駆動回路の制御方法
 本技術は、駆動回路、電子機器、および、駆動回路の制御方法に関する。
 従来より、撮像装置やロボットにおいてレンズ等の部材を変位させるために圧電アクチュエータなどの容量性負荷が用いられている。この容量性負荷を駆動する回路として、例えば、駆動信号を非反転増幅回路により増幅して容量性負荷の正側端子に供給し、その信号を反転増幅回路により反転して容量性負荷の負側端子に供給する駆動回路が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2015-159724号公報
 上述の従来技術では、駆動回路は、例えば、ハイレベルの駆動信号により容量性負荷の正側端子に電流を供給し、ローレベルの駆動信号により、その負側端子に電流を供給することができる。しかしながら、ハイレベルの駆動信号の供給時に負側の反転増幅回路の接地端子に電流が流れて、その分、消費電力が増大するおそれがある。また、ローレベルの駆動信号の供給時に正側の非反転増幅回路の接地端子に電流が流れて、その分、消費電力が増大するおそれがある。このように上述の駆動回路では、駆動時に接地端子に電流が流れて電力効率が低下し、消費電力が増大してしまうという問題がある。
 本技術の目的は、消費電力を低減することができる駆動回路、電子機器および駆動回路の制御方法を提供することにある。
 上記目的を達成するために、本技術の一態様による駆動回路は、第一容量性負荷への交流電圧の印加を制御する第一制御回路と、前記第一容量性負荷とともに第一閉回路を構成する誘導性素子と、前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記誘導性素子に直列に接続されて前記第一閉回路を構成する第一ダイオード型素子と、前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第一ダイオード型素子と直列に接続されて前記第一閉回路を構成する第一スイッチ素子とを備える。
 また、上記目的を達成するために、本技術の一態様による電子機器は、上記本技術の一態様による駆動回路を備える。
 また、この第1の側面において、上記正側回路および上記負側回路のそれぞれは、電圧の昇圧および降圧を行うチョッパ回路を備えてもよい。これにより、チョッパ回路によって電圧が変換されるという作用をもたらす。
 また、上記目的を達成するために、本技術の一態様による駆動回路の制御方法は、第一容量性負荷に直列に接続された誘導性素子と、前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記誘導性素子に直列に接続された第一ダイオード型素子と、前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第一ダイオード型素子と直列に接続された第一スイッチ素子とで構成された第一閉回路の前記第一スイッチ素子をオフ状態からオン状態に移行し、前記第一閉回路を介して前記第一容量性負荷に印加された電圧の極性を反転し、前記第一スイッチ素子をオン状態からオフ状態に移行し、前記第一容量性負荷に印加されている電圧と同極性の交流電圧を第一制御回路から印加する。
本技術の第1実施形態による電子機器の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1実施形態による駆動回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1実施形態による駆動回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第1実施形態による駆動回路の制御方法を説明するための制御波形の一例を示す図(その1)である。 本技術の第1実施形態による駆動回路の制御方法の説明するための制御波形の一例を示す図(その2)である。 本技術の第2実施形態による駆動回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第3実施形態による駆動回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第1実施形態から第3実施形態による駆動回路に適用可能な駆動回路の制御方法の変形例を説明するための図(その1)である。 本技術の第1実施形態から第3実施形態による駆動回路に適用可能な駆動回路の制御方法の変形例を説明するための図(その2)である。 本技術の第4実施形態による駆動回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第4実施形態による駆動回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第4実施形態による駆動回路の制御方法の説明するための制御波形の一例を示す図である。 本開示に係る技術が適用され得るIoTシステム9000の概略的な構成の一例を示す図である。
 以下、本技術を実施するための形態(以下、実施形態と称する)について図1から図11を用いて説明する。
<1.第1実施形態>
[電子機器の構成例]
 まず、本実施形態による電子機器について図1を用いて説明する。本実施形態による電子機器EDは、本技術の第1実施形態による駆動回路1を備えている。図1は、本技術の第1の実施の形態における電子機器EDの一構成例を示すブロック図である。電子機器EDは、バッテリ9と、バッテリ9に接続された駆動回路1と、駆動回路1に接続された容量性負荷8とを備えている。電子機器EDとして、例えば、撮像装置、スマートフォンやロボットが想定される。
 図1に示すように、バッテリ9は、電子機器EDの電源としての機能を発揮するようになっている。バッテリ9は、電源供給ケーブルによって駆動回路1と接続されている。バッテリ9は、直流電力を生成し、生成した直流電力を駆動回路1に電源供給ケーブルを介して供給する装置である。
 駆動回路1は、複数の信号線によって駆動回路1と接続されている。駆動回路1は、外部から入力される駆動信号Sdに従って、電気エネルギーを容量性負荷8に信号線を介して供給し、容量性負荷8を駆動する回路である。容量性負荷8は、例えば、圧電アクチュエータ(不図示)を有している。圧電アクチュエータは、電気エネルギーが供給されると変形し、レンズ等の部材を変位させる素子である。なお、容量性負荷8は、圧電アクチュエータ以外の素子や回路を有してもよい。
[駆動回路の構成例]
 図2は、本技術の第1実施形態による駆動回路1の一構成例を示すブロック図である。
 図2に示すように、駆動回路1は、バッテリ9(図2では不図示)に接続された電圧生成回路15と、駆動信号Sdが入力される制御回路13(第一制御回路の一例)と、電圧生成回路15および制御回路13に接続されたエネルギー転送回路11とを有している。エネルギー転送回路11には、容量性負荷8(第一容量性負荷の一例)が接続されている。
 電圧生成回路15は、バッテリ9から入力される直流電圧(例えば3.5V)を昇圧し、昇圧した直流電圧(例えば5Vから15V)をエネルギー転送回路11に出力するようになっている。電圧生成回路15は、出力電圧を所定範囲で変更可能な直流-直流(DC-DC)電圧変換回路で構成されている。
 制御回路13は、容量性負荷8への交流電圧の印加を制御する回路である。制御回路13は、外部から入力される駆動信号Sdに基づいて、エネルギー転送回路11を制御する制御信号を生成するようになっている。制御回路13の詳細は後述する。
 エネルギー転送回路11は、容量性負荷8が駆動される際に容量性負荷8に蓄積されたエネルギーを誘導性素子(詳細は後述)に転送する回路である。駆動回路1は、電圧生成回路15から電力を供給して容量性負荷8を駆動するようになっている。詳細は後述するが、駆動回路1は、容量性負荷8を駆動する際に、エネルギー転送回路11によって容量性負荷8を充放電しながら電圧生成回路15から電力を供給できる。これにより、駆動回路1は、低消費電力化を図ることができる。
 次に、本実施形態による駆動回路1の具体的な回路構成について図3を用いて説明する。図3は、駆動回路1の一構成例を示す回路図である。
 図3に示すように、駆動回路1は、容量性負荷8への交流電圧の印加を制御する制御回路13を備えている。駆動回路1は、容量性負荷8とともに閉回路111c(第一閉回路の一例)を構成する誘導性素子115を備えている。駆動回路1は、容量性負荷8及び誘導性素子115の間で誘導性素子115に直列に接続されて閉回路111cを構成するダイオード111d(第一ダイオード型素子の一例)を備えている。ダイオード111dは、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。駆動回路1は、容量性負荷8及び誘導性素子115の間でダイオード111dと直列に接続されて閉回路115cを構成するスイッチ素子111s(第一スイッチ素子の一例)を備えている。スイッチ素子111sは、例えばN型の電界効果トランジスタで構成されている。
 より具体的には、誘導性素子115の一端子は、容量性負荷8の一端子に接続されている。誘導性素子115の他端子は、ダイオード111dのアノード端子に接続されている。ダイオード111dのカソード端子は、スイッチ素子111sのドレイン端子Dに接続されている。スイッチ素子111sのソース端子Sは、容量性負荷8の他端子に接続されている。これにより、容量性負荷8、誘導性素子115、ダイオード111dおよびスイッチ素子111sによって電流の流れる電流経路が確立され、閉回路111cが構成される。本実施形態および後述する第2から第4実施形態では、スイッチ素子などが閉状態の場合に電流の流れる電流経路が確立される回路は、当該スイッチ素子がオフ状態で電気的に当該電流経路が切断される場合があっても閉回路と規定する。
 図3に示すように、駆動回路1は、誘導性素子115に直列かつダイオード111d及びスイッチ素子111sに並列に接続されて閉回路113c(第二閉回路の一例)を構成するダイオード113d(第二ダイオード型素子の一例)を備えている。ダイオード113dは、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。駆動回路1は、ダイオード113dに直列かつダイオード111d及びスイッチ素子111sに並列に接続されて閉回路113cを構成するスイッチ素子113s(第二スイッチ素子の一例)を備えている。スイッチ素子113sは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 より具体的には、ダイオード113dのカソード端子は、誘導性素子115の他端子およびダイオード111dのアノード端子に接続されている。ダイオード113dのアノード端子は、スイッチ素子113sのドレイン端子Dに接続されている。スイッチ素子113sのソース端子Sは、スイッチ素子111sのソース端子Sおよび容量性負荷8の他端子に接続されている。これにより、容量性負荷8、スイッチ素子113s、ダイオード113dおよび誘導性素子115によって電流の流れる電流経路が確立され、閉回路113cが構成される。
 図3に示すように、駆動回路1に備えられた制御回路13は、複数(本実施形態では4個)のスイッチ素子131ga~131gdを有するスイッチ素子群131g(第一スイッチ素子群の一例)で構成されて容量性負荷8の両端に接続されたブリッジ回路131(第一ブリッジ回路の一例)を有している。また、制御回路13は、複数のスイッチ素子131ga~131gd、スイッチ素子111s及びスイッチ素子113sのスイッチングを制御する制御信号を生成する制御信号生成部133(第一制御信号生成部)を有している。
 ブリッジ回路131は、正側直流電位(第一直流電位の一例)の供給端17a(第一供給端の一例)と、基準直流電位(第二直流電位の一例)の供給端17b(第二供給端の一例)との間に接続されている。正側直流電位は、電圧生成回路15が生成した電圧のハイレベル側の電位である。基準直流電位の供給端17bはグランド端子である。電圧生成回路15の基準電位端子は当該グランド端子に接続されている。電圧生成回路15が生成する電圧は、正側直流電位と基準直流電位との電位差に相当する。このため、ブリッジ回路131の両端には、電圧生成回路15が生成した電圧が印加される。
 制御回路13は、供給端17aおよび供給端17bの間に設けられたコンデンサ135を有している。コンデンサ135の一方の電極は供給端17aに接続され、コンデンサ135の他方の電極は供給端17bに接続されている。コンデンサ135は、電圧生成回路15から出力される電圧の変動を防止するために設けられている。これにより、ブリッジ回路131の両端には、ほぼ一定の電圧が供給される。
 ブリッジ回路131は、4個のスイッチ素子131ga~131gdで構成されたフルブリッジ回路の構成を有している。スイッチ素子131gaおよびスイッチ素子131gbは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。スイッチ素子131gcおよびスイッチ素子131gdは、例えばN型の電界効果トランジスタで構成されている。
 スイッチ素子131gaのソース端子Sは、供給端17aおよびスイッチ素子131gbのソース端子Sに接続されている。スイッチ素子131gaのドレイン端子Dは、スイッチ素子131gcのドレイン端子Dに接続されている。スイッチ素子131gbのドレイン端子Dは、スイッチ素子131gdのドレイン端子Dに接続されている。スイッチ素子131gcのソース端子Sおよびスイッチ素子131gdのソース端子Sは、供給端17bに接続されている。
 スイッチ素子131gaのドレイン端子Dおよびスイッチ素子131gcのドレイン端子Dは、容量性負荷8の一端子および誘導性素子115の一端子に接続されている。スイッチ素子131gbのドレイン端子Dおよびスイッチ素子131gdのドレイン端子Dは、容量性負荷8の他端子並びにスイッチ素子111sのソース端子Sおよびスイッチ素子113sのソース端子Sに接続されている。
 このため、スイッチ素子131gaおよびスイッチ素子131gdがオン状態であり、かつスイッチ素子131gbおよびスイッチ素子131gcがオフ状態の場合には、容量性負荷8の一端子はスイッチ素子131gaを介して供給端17aに電気的に接続され、容量性負荷8の他端子はスイッチ素子131gdを介して供給端17bに接続される。これにより、スイッチ素子131ga,131gdがオン状態であり、かつスイッチ素子131gb,131gcがオフ状態の場合には、容量性負荷8の一端子には正側直流電位が印加され、容量性負荷8の他端子には負側直流電位が印加される。以下、本実施形態および後述する第2から第4実施形態において、容量性負荷に印加されている直流電圧は、一端子の方が他端子よりも高い場合を正とし、他端子の方が一端子よりも高い場合を負とする。その結果、容量性負荷8の両端に印加される直流電圧は、正の電圧となる。
 また、スイッチ素子131gaおよびスイッチ素子131gdがオフ状態であり、かつスイッチ素子131gbおよびスイッチ素子131gcがオン状態の場合には、容量性負荷8の一端子はスイッチ素子131gcを介して供給端17bに電気的に接続され、容量性負荷8の他端子はスイッチ素子131gbを介して供給端17aに接続される。これにより、スイッチ素子131ga,131gdがオフ状態であり、かつスイッチ素子131gb,131gcがオン状態の場合には、容量性負荷8の一端子には負側直流電位が印加され、容量性負荷8の他端子には正側直流電位が印加される。その結果、容量性負荷8の両端に印加される直流電圧は、負の電圧となる。
 制御信号生成部133は、外部から入力される駆動信号Sdに基づいて生成される複数の制御信号を出力する複数(本実施形態では6個)の出力端子を有している。制御信号生成部133の当該複数の出力端子のうちの4個の端子は、4個のスイッチ素子131ga~131gdのそれぞれのゲート端子Gに1対1の関係で接続されている。このため、制御回路13は、4個のスイッチ素子131ga~131gdのオン/オフ状態を独立して制御し、直流電圧の正負が反転する交流電圧を容量性負荷8の両端に印加できる。
 図3に示すように、駆動回路1は、誘導性素子115、ダイオード111d及びスイッチ素子111sで構成されて容量性負荷8に蓄積されているエネルギーを転送するエネルギー転送部111(第一エネルギー転送部の一例)を備えている。駆動回路1は、誘導性素子115、ダイオード113dおよびスイッチ素子113sで構成されて容量性負荷8に蓄積されているエネルギーを転送するエネルギー転送部113(第二エネルギー転送部の一例)を備えている。駆動回路1は、エネルギー転送部111およびエネルギー転送部113を有するエネルギー転送回路11を備えている。
 エネルギー転送部111は、容量性負荷8の一端子から容量性負荷8の他端子に向かって順方向となるダイオード111dを有している。エネルギー転送部113は、容量性負荷8の他端子から容量性負荷8の一端子に向かって順方向となるダイオード113dを有している。また、制御信号生成部133の制御信号を出力する複数の出力端子のうちの残余(2個)の端子は、スイッチ素子111sおよびスイッチ素子113sのそれぞれのゲート端子Gに1対1の関係で接続されている。このため、制御回路13は、スイッチ素子111sおよびスイッチ素子113sのオン/オフ状態を独立して制御することができる。
 このため、正の直流電圧に基づくエネルギーが容量性負荷8に蓄積されている場合、エネルギー転送回路11は、スイッチ素子111sをオン状態とし、かつスイッチ素子113sをオフ状態とするように制御回路13によって制御される。その結果、閉回路111cに電流経路が確立されるので、容量性負荷8に蓄積されたエネルギーは閉回路111cによって誘導性素子115に転送され、容量性負荷8の両端に印加された直流電圧は降圧される。
 一方、負の直流電圧に基づくエネルギーが容量性負荷8に蓄積されている場合、エネルギー転送回路11は、スイッチ素子111sをオフ状態とし、かつスイッチ素子113sをオン状態とするように制御回路13によって制御される。その結果、閉回路113cに電流経路が確立されるので、容量性負荷8に蓄積されたエネルギーは閉回路113cによって誘導性素子115に転送され、容量性負荷8の両端に印加された直流電圧は昇圧される。
 図3に示すように、駆動回路1は、容量性負荷8及び誘導性素子115の間と、正側直流電位(第一直流電位の一例)の供給端17a(第一供給端の一例)との間に接続された逆バイアスダイオード117(第一逆バイアスダイオード型素子の一例)を備えている。逆バイアスダイオード117は、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。逆バイアスダイオード117のカソード端子は、正側直流電位が出力される供給端17aに接続されている。逆バイアスダイオード117のアノード端子は、ダイオード111dのカソード端子およびスイッチ素子111sのドレイン端子Dに接続されている。正側直流電位は、電圧生成回路15が生成した電圧のハイレベル側の電位である。供給端17aは、制御回路13を介して電圧生成回路15が生成した電圧を容量性負荷8に供給するための端子である。このため、逆バイアスダイオード117には、正側直流電位によって逆バイアスが印加されるようになっている。
 駆動回路1は、容量性負荷8及び誘導性素子115の間と、基準直流電位(第二直流電位の一例)の供給端17b(第二供給端の一例)との間に接続された逆バイアスダイオード119(第二逆バイアスダイオード型素子の一例)を備えている。逆バイアスダイオード119は、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。逆バイアスダイオード119のアノード端子は、基準電流電位の供給端17bに接続されている。逆バイアスダイオード119のカソード端子は、ダイオード113dのアノード端子およびスイッチ素子113sのドレイン端子Dに接続されている。基準電流電位の供給端17bはグランド端子である。このため、逆バイアスダイオード119には、基準直流電位によって逆バイアスが印加されるようになっている。
 ところで、閉回路111c及び閉回路113cは、供給端17a及び供給端17bに直結されていない。このため、駆動回路1は、容量性負荷8から電圧生成回路15や基準電流電位の供給端17b(グランド端子)に電流が流れる経路を有していない。このため、駆動回路1は、容量性負荷8からエネルギー転送回路11にエネルギーを転送する際に、容量性負荷8に蓄積されているエネルギーが電圧生成回路15やグランド端子に放電することが防止される。このため、駆動回路1は、容量性負荷8を駆動する際に、容量性負荷8からエネルギー転送回路11へのエネルギーの転送損失を低減することができる。これにより、駆動回路1は、容量性負荷8の駆動時の消費電力の低減を図ることができる。
 しかしながら、閉回路111c,113cが電圧生成回路15の出力端子やグランド端子などの定電圧部に直結されないことによって、容量性負荷8が充放電を繰り返しているうちに容量性負荷8の両端子間の電圧が供給端17aおよび供給端17bの電位差から外れてしまう可能性がある。ところが、駆動回路1は、上述のとおり、エネルギー転送回路11に接続された逆バイアスダイオード117および逆バイアスダイオード119を有している。これにより、閉回路111cにおいて容量性負荷8および誘導性素子115が互いに接続されていない方の端子間(すなわち容量性負荷8および誘導性素子115のそれぞれの他端子間)が逆バイアスダイオード117および供給端17aを介して電圧生成回路15の出力端子に電気的に接続される。同様に、閉回路113cにおいて容量性負荷8および誘導性素子115が互いに接続されていない方の端子間(すなわち容量性負荷8および誘導性素子115のそれぞれの他端子間)が逆バイアスダイオード119および供給端17bを介し基準電流電位の供給部(グランド端子)に電気的に接続される。これにより、駆動回路1は、容量性負荷8が充放電を繰り返しても、容量性負荷8の両端子間の電圧が供給端17aおよび供給端17bの電位差から外れてしまうことが防止される。
[駆動回路の制御方法]
 次に、本実施形態による駆動回路の駆動方法について図3を参照しつつ図4および図5を用いて説明する。図4は、本実施形態による駆動回路1の制御方法を説明するための制御波形の一例を示す図である。図4中の1段目は、スイッチ素子111sのゲート端子Gに印加されるゲート信号(制御信号)の電圧波形を示し、図4中の2段目は、スイッチ素子131gbのゲート端子Gに印加されるゲート信号(制御信号)の電圧波形を示している。図4中の3段目は、スイッチ素子131gcのゲート端子Gに印加されるゲート信号(制御信号)の電圧波形を示し、図4中の4段目は、スイッチ素子113sのゲート端子Gに印加されるゲート信号(制御信号)の電圧波形を示している。図4中の5段目は、スイッチ素子131gaのゲート端子Gに印加されるゲート信号(制御信号)の電圧波形を示し、図4中の2段目は、スイッチ素子131gdのゲート端子Gに印加されるゲート信号(制御信号)の電圧波形を示している。図4では、図中左から右に向かって時の経過が示されている。図5は、図4中の四角枠αで囲んだ部分およびその前後の部分の電圧波形に基づく各スイッチ素子の状態を示している。
 図4に示すように、時刻t0において、ブリッジ回路131のスイッチ素子131gb,131gdのそれぞれのゲート信号の電圧レベルがハイレベルであり、ブリッジ回路131のスイッチ素子131ga,131gcのそれぞれのゲート信号の電圧レベルがローレベルである。このため、ブリッジ回路131のスイッチ素子131ga,131gdがオン状態であり、スイッチ素子131gb,131gcがオフ状態である。また、エネルギー転送回路11のスイッチ素子111sのゲート信号の電圧レベルがローレベルであり、エネルギー転送回路11のスイッチ素子113sのゲート信号の電圧レベルがハイレベルである。このため、エネルギー転送回路11のスイッチ素子111sおよびスイッチ素子113sはいずれもオフ状態である。このため、容量性負荷8には、正の電圧が印加される。
 時刻t0の後の時刻t1において、スイッチ素子131gaのゲート信号の電圧レベルがローレベルからハイレベルに移行し、スイッチ素子131gdのゲート信号の電圧レベルがハイレベルからローレベルに移行する。また、時刻t1において、その他のスイッチ素子131gb,131gc,111s,113sのそれぞれのゲート信号の電圧レベルは変化しない。これにより、スイッチ素子131ga,131gdはオフ状態からオン状態に移行する。一方、スイッチ素子131gb,131gcはオフ状態を維持する。このため、容量性負荷8には、正の電圧が印加された状態が維持される。
 時刻t1の後の時刻t2において、スイッチ素子111sのゲート信号の電圧レベルがローレベルからハイレベルに移行し、その他のスイッチ素子131ga~131gd,113sのそれぞれのゲート信号の電圧レベルは変化しない。これにより、スイッチ素子111sはオフ状態からオン状態に移行するので、閉回路111cの電流経路が確立される。一方、スイッチ素子113sはオフ状態を維持しているため、閉回路113cの電量経路は確立されない。さらに、スイッチ素子131ga~131gdはオフ状態を維持しているので、容量性負荷8は、供給端17a,17aから電気的に切り離された状態が維持されている。その結果、時刻t2において、容量性負荷8からエネルギー転送回路11の誘導性素子115にエネルギーの転送が開始され、容量性負荷8に印加されている電圧が降下し始める。
 時刻t2の後の時刻t3において、スイッチ素子131gbのゲート信号の電圧レベルがハイレベルからローレベルに移行し、スイッチ素子131gcのゲート信号の電圧レベルがローレベルからハイレベルに移行する。また、時刻t3において、その他のスイッチ素子131ga,131gd,111s,113sのそれぞれのゲート信号の電圧レベルは変化しない。これにより、スイッチ素子131gb,131gcはオフ状態からオン状態に移行する。一方、スイッチ素子131ga,131gdはオフ状態を維持する。このため、容量性負荷8の一端子がスイッチ素子131gcを介して供給端17bに接続され、容量性負荷8の他端子がスイッチ素子131gbを介して供給端17aに接続される。その結果、容量性負荷8には、電圧生成回路15から出力される電圧によって負の電圧が印加され、容量性負荷8に印加される電圧はさらに降下する。このように、駆動回路1は、容量性負荷8からエネルギー転送回路11にエネルギーを転送して容量性負荷8の印加電圧を降下している途中に電圧生成回路15の出力電圧を容量性負荷8に印加しても、転送中のエネルギーの逆流を発生させずに容量性負荷8を駆動できる。
 時刻t3の後の時刻t4において、スイッチ素子111sのゲート信号の電圧レベルがハイレベルからローレベルに移行し、その他のスイッチ素子131ga~131gd,113sのそれぞれのゲート信号の電圧レベルは変化しない。これにより、スイッチ素子111sはオン状態からオフ状態に移行するので、閉回路111cの電流経路が遮断される。一方、スイッチ素子113sはオフ状態を維持しているため、閉回路113cの電流経路は確立されない。さらに、スイッチ素子131gb,131gcはオン状態に維持している。このため、容量性負荷8の一端子に基準直流電位が印加され、容量性負荷8の他端子には正側直流電位が印加される。その結果、容量性負荷8の両端子間には、電圧生成回路15の出力電圧と同じ大きさの負の電圧の印加が維持される。
 時刻t4の後の時刻t5において、スイッチ素子131gbのゲート信号の電圧レベルがローレベルからハイレベルに移行し、スイッチ素子131gcのゲート信号の電圧レベルがハイレベルからローレベルに移行する。また、時刻t5において、その他のスイッチ素子131ga,131gd,111s,113sのそれぞれのゲート信号の電圧レベルは変化しない。これにより、スイッチ素子131gb,131gcはオン状態からオフ状態に移行する。一方、スイッチ素子131ga,131gdはオフ状態を維持する。このため、容量性負荷8は、供給端17a,17bから電気的に切断されるが、容量性負荷8には、電圧生成回路15の出力電圧と同じ大きさの負の電圧の印加が維持される。
 時刻t5の後の時刻t6において、スイッチ素子113sのゲート信号の電圧レベルがハイレベルからローレベルに移行し、その他のスイッチ素子131ga~131gd,111sのそれぞれのゲート信号の電圧レベルは変化しない。これにより、スイッチ素子113sはオフ状態からオン状態に移行するので、閉回路113cの電流経路が確立される。一方、スイッチ素子111sはオフ状態を維持しているため、閉回路111cの電流経路は確立されない。さらに、スイッチ素子131ga~131gdはオフ状態を維持しているので、容量性負荷8は、供給端17a,17aから電気的に切り離された状態が維持されている。その結果、時刻t6において、容量性負荷8からエネルギー転送回路11の誘導性素子115にエネルギーの転送が開始され、容量性負荷8に印加されている電圧が上昇し始める。
 時刻t6の後の時刻t7において、スイッチ素子131gaのゲート信号の電圧レベルがハイレベルからローレベルに移行し、スイッチ素子131gdのゲート信号の電圧レベルがローレベルからハイレベルに移行する。また、時刻t7において、その他のスイッチ素子131gb,131gc,111s,113sのそれぞれのゲート信号の電圧レベルは変化しない。これにより、スイッチ素子131ga,131gdはオフ状態からオン状態に移行する。一方、スイッチ素子131gb,131gcはオフ状態を維持する。このため、容量性負荷8の一端子がスイッチ素子131gaを介して供給端17aに接続され、容量性負荷8の他端子がスイッチ素子131gdを介して供給端17bに接続される。その結果、容量性負荷8には、電圧生成回路15から出力される電圧によって正の電圧が印加され、容量性負荷8に印加される電圧はさらに上昇する。このように、駆動回路1は、容量性負荷8からエネルギー転送回路11にエネルギーを転送して容量性負荷8の印加電圧が上昇している途中に、電圧生成回路15の出力電圧を容量性負荷8に印加しても、転送中のエネルギーの逆流を発生させずに容量性負荷8を駆動できる。
 時刻t7の後の時刻t8において、スイッチ素子113sのゲート信号の電圧レベルがローレベルからハイレベルに移行し、その他のスイッチ素子131ga~131gd,111sのそれぞれのゲート信号の電圧レベルは変化しない。これにより、スイッチ素子113sはオン状態からオフ状態に移行するので、閉回路113cの電流経路が遮断される。一方、スイッチ素子111sはオフ状態を維持しているため、閉回路111cの電流経路は確立されない。さらに、スイッチ素子131ga,131gdはオン状態に維持している。このため、容量性負荷8の一端子に正側直流電位が印加され、容量性負荷8の他端子には基準直流電位が印加される。その結果、容量性負荷8の両端子間には、電圧生成回路15の出力電圧と同じ大きさの正の電圧の印加が維持される。駆動回路1は、時刻t0から時刻t8までの動作を繰り返すことによって、容量性負荷8に印加する電圧を極性反転して容量性負荷8を駆動する。
 図5に示すように、エネルギー転送回路11のスイッチ素子111sがオン状態の期間は、エネルギー放電動作期間Td_onとなる。また、ブリッジ回路131のスイッチ素子131gbおよびスイッチ素子131gcがオン状態の期間は、容量性負荷8の駆動動作期間Tc_onとなる。上述のとおり、駆動回路1は、容量性負荷8からエネルギー転送回路11にエネルギーを転送中(エネルギーの放電中)に、容量性負荷8の駆動を開始できる。本実施形態では、エネルギー放電動作期間Td_onおよび容量性負荷8の駆動動作期間Tc_onが同時に動作する同時動作期間Tsが高精度に制御される必要はない。駆動回路1は、エネルギー放電動作期間Td_onに容量性負荷8の駆動動作期間Tc_onを開始すれば、容量性負荷8に印加される電圧を低電力で高速に反転できる。同時動作期間Tsの長短は、駆動回路1の低電力化や高速化にほとんど寄与しない。このように、本実施形態による駆動回路の制御方法は、容量性負荷の放電タイミングと駆動タイミングのタイミング誤差の許容を拡大することができる。
 図4中に長方形枠βで囲んで示すように、容量性負荷8のエネルギー充電動作期間においても、図5に示す容量性負荷8のエネルギー放電動作期間Td_onと同様に、当該エネルギー充電動作期間に容量性負荷8の駆動動作期間を開始すれば、容量性負荷8に印加される電圧を低電力で高速に反転できる。
 以上のように、本実施形態による駆動回路1の制御方法では、容量性負荷8に直列に接続された誘導性素子115と、容量性負荷8及び誘導性素子115の間で誘導性素子115に直列に接続されたダイオード111dと、容量性負荷8及び誘導性素子115の間でダイオード111dと直列に接続されたスイッチ素子111sとで構成された閉回路111c(図3参照)のスイッチ素子111sをオフ状態からオン状態に移行する(図4中に示す時刻t2参照)。その後、駆動回路1の制御方法では、閉回路111cを介して容量性負荷8に印加された電圧の極性を反転する(図4中に示す時刻t3参照)。その後、駆動回路1の制御方法では、スイッチ素子111sをオン状態からオフ状態に移行し(図4中に示す時刻t4参照)、容量性負荷8に印加されている電圧と同極性の交流電圧を制御回路13から印加する(図4中に示す時刻t4から時刻t5まで)。
 駆動回路1の制御方法では、制御回路13から容量性負荷8に印加されている電圧と同極性の交流電圧を容量性負荷8に印加した後(図4中に示す時刻t5)に、誘導性素子115に直列かつダイオード111d及びスイッチ素子111sに並列に接続されて閉回路113cを構成し、互いに直列に接続されたダイオード113d及びスイッチ素子113s(図3参照)のスイッチ素子113sをオフ状態からオン状態に移行する(図4中に示す時刻t6)。その後、駆動回路1の制御方法では、閉回路113cを介して容量性負荷8に印加された電圧の極性を反転する(図4中に示す時刻t7参照)。その後、駆動回路1の制御方法では、スイッチ素子113sをオン状態からオフ状態に移行し(図4中に示す時刻t8参照)、容量性負荷8に印加されている電圧と同極性の交流電圧を制御回路13から印加する(図4中に示す時刻t8以降)。
 以上説明したように、本実施形態による駆動回路1は、容量性負荷8への交流電圧の印加を制御する制御回路13を備えている。駆動回路1は、容量性負荷8とともに閉回路111cを構成する誘導性素子115と、容量性負荷8及び誘導性素子115の間で誘導性素子115に直列に接続されて閉回路111cを構成するダイオード111dと、容量性負荷8及び誘導性素子115の間でダイオード111dと直列に接続されて閉回路111cを構成するスイッチ素子111sとを備えている。
 当該構成を備えた駆動回路1は、容量性負荷8からエネルギー転送回路11へのエネルギーの転送中に容量性負荷8を駆動(印加電圧を反転)できる。これにより、駆動回路1は、消費電力を低減することができる。また、駆動回路1を備える電子機器EDは、消費電力を低減することができる。
<2.第2実施形態>
 本技術の第2実施形態による駆動回路、電子機器、および、駆動回路の制御方法について図6を用いて説明する。本実施形態による電子機器は、上記第1実施形態による電子機器EDと同様の構成を有し、同様の機能を発揮するため、説明は省略する。また、本実施形態による駆動回路は、上記第1実施形態による駆動回路1と同様の構成例を有するため、ブロック図の図示は省略する。さらに、本実施形態の駆動回路の構成要素に関し、上記第1実施形態による駆動回路と同一の作用・機能を奏する構成要素には、同一の符号を付してその説明は省略する。
[駆動回路の構成例]
 図6は、本実施形態による駆動回路2の一構成例を示す回路図である。駆動回路2は、逆バイアスダイオードの接続が駆動回路1と異なる点に特徴を有している。
 図6に示すように、駆動回路2は、上記第1実施形態による駆動回路1と同じ構成のエネルギー転送回路11および制御回路13を備えている。逆バイアスダイオード217(第一逆バイアスダイオード型素子の一例)は、容量性負荷8及び誘導性素子115の間と正側直流電位の供給端17aとの間に接続されて正側直流電位によって逆バイアスが印加されるようになっている。逆バイアスダイオード219(第二逆バイアスダイオード型素子の一例)は、容量性負荷8及び誘導性素子115の間と基準電流電位の供給端17bとの間に接続されて基準直流電位によって逆バイアスが印加されるようになっている。逆バイアスダイオード217,219は、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。
 逆バイアスダイオード217のカソード端子は、供給端17a、スイッチ素子131gaのソース端子Sおよびスイッチ素子131gbのソース端子に接続されている。逆バイアスダイオード217のアノード端子は、誘導性素子115の他端子、ダイオード111dのアノード端子、ダイオード113dのカソード端子及び逆バイアスダイオード219のカソード端子に接続されている。逆バイアスダイオード219のアノード端子は、供給端17b、スイッチ素子131gcのソース端子Sおよびスイッチ素子131gdのソース端子に接続されている。
 本実施形態における閉回路111c及び閉回路113cは、上記第1実施形態と同様に供給端17a及び供給端17bに直結されていない。このため、駆動回路2は、容量性負荷8を駆動する際に、容量性負荷8からエネルギー転送回路11へのエネルギーの転送損失を低減することができる。これにより、駆動回路1は、容量性負荷8の駆動時の消費電力の低減を図ることができる。
 また、閉回路111c,113cが電圧生成回路15の出力端子やグランド端子などの定電圧部に直結されないことによって、上記第1実施形態と同様に、容量性負荷8の両端子間の電圧が供給端17aおよび供給端17bの電位差から外れてしまう可能性がある。しかしながら、駆動回路2は、エネルギー転送回路11に接続された逆バイアスダイオード217および逆バイアスダイオード219を備えている。これにより、閉回路111cおよび閉回路113cのそれぞれにおいて、容量性負荷8および誘導性素子115が互いに接続されていない方の端子間(すなわち容量性負荷8および誘導性素子115のそれぞれの他端子間)が逆バイアスダイオード217および供給端17aを介して電圧生成回路15の出力端子に電気的に接続される。さらに、閉回路111cおよび閉回路113cのそれぞれにおいて、容量性負荷8および誘導性素子115が互いに接続されていない方の端子間(すなわち容量性負荷8および誘導性素子115のそれぞれの他端子間)が逆バイアスダイオード119および供給端17bを介し基準電流電位の供給部(グランド端子)に電気的に接続される。これにより、駆動回路2は、容量性負荷8が充放電を繰り返しても、容量性負荷8の両端子間の電圧が供給端17aおよび供給端17bの電位差から外れてしまうことが防止される。
[駆動回路の制御方法]
 駆動回路2は、上記第1実施形態による駆動回路1と同じ構成のブリッジ回路131およびエネルギー転送回路11を備えている。このため、駆動回路2の制御方法は、上記第1実施形態による駆動回路1の制御方法と同様であるため、その説明は省略する。
 以上説明したように、本実施形態による駆動回路、上記第1実施形態による駆動回路、電子機器および駆動回路の制御方法と同様の効果が得られる。
<3.第3実施形態>
 本技術の第3実施形態による駆動回路、電子機器、および、駆動回路の制御方法について図7を用いて説明する。本実施形態による電子機器は、上記規第1実施形態による電子機器EDと同様の構成を有し、同様の機能を発揮するため、説明は省略する。また、本実施形態による駆動回路は、上記第1実施形態による駆動回路1と同様の構成例を有するため、ブロック図の図示は省略する。さらに、本実施形態の駆動回路の構成要素に関し、上記第1実施形態による駆動回路と同一の作用・機能を奏する構成要素には、同一の符号を付してその説明は省略する。
[駆動回路の構成例]
 図7に示すように、本実施形態による駆動回路3は、容量性負荷8への交流電圧の印加を制御する制御回路13を備えている。駆動回路3は、容量性負荷8とともに閉回路311c(第一閉回路の一例)を構成する誘導性素子115を備えている。駆動回路3は、容量性負荷8及び誘導性素子115の間で誘導性素子115に直列に接続されて閉回路311cを構成するダイオード311d(第一ダイオード型素子の一例)を備えている。ダイオード311dは、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。駆動回路3は、容量性負荷8及び誘導性素子115の間でダイオード311dと直列に接続されて閉回路311cを構成するスイッチ素子311s(第一スイッチ素子の一例)を備えている。スイッチ素子311sは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 より具体的には、誘導性素子115の一端子は、容量性負荷8の一端子に接続されている。誘導性素子115の他端子は、スイッチ素子311sのドレイン端子Dに接続されている。スイッチ素子311sのソース端子Sは、ダイオード311dのアノード端子に接続されている。ダイオード311dのカソード端子は、容量性負荷8の他端子に接続されている。これにより、誘導性素子115、スイッチ素子311s、ダイオード311dおよび容量性負荷8によって電流の流れる電流経路が確立され、閉回路311cが構成される。
 図7に示すように、駆動回路3は、誘導性素子115に直列かつダイオード311d及びスイッチ素子311sに並列に接続されて閉回路313c(第二閉回路の一例)を構成するダイオード313d(第二ダイオード型素子の一例)を備えている。ダイオード313dは、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。駆動回路3は、ダイオード313dに直列かつダイオード311d及びスイッチ素子311sに並列に接続されて閉回路313cを構成するスイッチ素子313s(第二スイッチ素子の一例)を備えている。スイッチ素子313sは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 より具体的には、ダイオード313dのカソード端子は、誘導性素子115の他端子およびダイオード311dのカソード端子に接続されている。ダイオード313dのアノード端子は、スイッチ素子313sのドレイン端子Dに接続されている。スイッチ素子313sのソース端子Sは、ダイオード311dのカソード端子および容量性負荷8の他端子に接続されている。これにより、誘導性素子115、ダイオード313d、スイッチ素子313sおよび容量性負荷8によって電流の流れる電流経路が確立され、閉回路313cが構成される。
 図7に示すように、駆動回路3は、誘導性素子115、ダイオード311d及びスイッチ素子311sで構成されて容量性負荷8に蓄積されているエネルギーを転送するエネルギー転送部311(第一エネルギー転送部の一例)を備えている。駆動回路3は、誘導性素子115、ダイオード313dおよびスイッチ素子313sで構成されて容量性負荷8に蓄積されているエネルギーを転送するエネルギー転送部313(第二エネルギー転送部の一例)を備えている。駆動回路3は、エネルギー転送部311およびエネルギー転送部313を有するエネルギー転送回路31を備えている。
 エネルギー転送部311は、容量性負荷8の一端子から容量性負荷8の他端子に向かって順方向となるダイオード311dを有している。エネルギー転送部313は、容量性負荷8の他端子から容量性負荷8の一端子に向かって順方向となるダイオード313dを有している。また、制御信号生成部133の制御信号を出力する複数(本実施形態では6個)の出力端子のうちの2個の端子は、スイッチ素子311sおよびスイッチ素子313sのそれぞれのゲート端子Gに1対1の関係で接続されている。このため、制御回路13は、スイッチ素子311sおよびスイッチ素子313sのオン/オフ状態を独立して制御することができる。
 このため、正の直流電圧に基づくエネルギーが容量性負荷8に蓄積されている場合、エネルギー転送回路31は、スイッチ素子311sをオン状態とし、かつスイッチ素子313sをオフ状態とするように制御回路13によって制御される。その結果、閉回路311cに電流経路が確立されるので、容量性負荷8に蓄積されたエネルギーは閉回路311cによって誘導性素子115に転送され、容量性負荷8の両端に印加された直流電圧は降圧される。
 一方、負の直流電圧に基づくエネルギーが容量性負荷8に蓄積されている場合、エネルギー転送回路31は、スイッチ素子311sをオフ状態とし、かつスイッチ素子313sをオン状態とするように制御回路13によって制御される。その結果、閉回路313cに電流経路が確立されるので、容量性負荷8に蓄積されたエネルギーは閉回路313cによって誘導性素子115に転送され、容量性負荷8の両端に印加された直流電圧は昇圧される。
 図7に示すように、駆動回路3は、容量性負荷8及び誘導性素子115の間と、正側直流電位(第一直流電位の一例)の供給端17a(第一供給端の一例)との間に接続された逆バイアスダイオード317(第一逆バイアスダイオード型素子の一例)を備えている。逆バイアスダイオード317は、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。逆バイアスダイオード317のカソード端子は、正側直流電位が出力される供給端17a、スイッチ素子131gaのソース端子Sおよびスイッチ素子131gbのソース端子Sに接続されている。逆バイアスダイオード317のアノード端子は、スイッチ素子311sのドレイン端子Dおよびダイオード313dのカソード端子に接続されている。正側直流電位は、電圧生成回路15が生成した電圧のハイレベル側の電位である。供給端17aは、制御回路13を介して電圧生成回路15が生成した電圧を容量性負荷8に供給するための端子である。このため、逆バイアスダイオード317には、正側直流電位によって逆バイアスが印加されるようになっている。
 駆動回路3は、容量性負荷8及び誘導性素子115の間と、基準直流電位(第二直流電位の一例)の供給端17b(第二供給端の一例)との間に接続された逆バイアスダイオード319(第二逆バイアスダイオード型素子の一例)を備えている。逆バイアスダイオード319は、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。逆バイアスダイオード319のアノード端子は、基準電流電位の供給端17b、スイッチ素子131gcのソース端子およびスイッチ素子131gdのソース端子Sに接続されている。逆バイアスダイオード319のカソード端子は、逆バイアスダイオード317のアノード端子、スイッチ素子311sのドレイン端子Dおよびダイオード313dのカソード端子に接続されている。基準電流電位の供給端17bはグランド端子である。このため、逆バイアスダイオード317には、基準直流電位によって逆バイアスが印加されるようになっている。
 本実施形態における閉回路311c及び閉回路313cは、上記第1実施形態と同様に供給端17a及び供給端17bに直結されていない。このため、駆動回路3は、容量性負荷8を駆動する際に、容量性負荷8からエネルギー転送回路31へのエネルギーの転送損失を低減することができる。これにより、駆動回路3は、容量性負荷8の駆動時の消費電力の低減を図ることができる。
 また、閉回路311c,313cが電圧生成回路15の出力端子やグランド端子などの定電圧部に直結されないことによって、上記第1実施形態と同様に、容量性負荷8の両端子間の電圧が供給端17aおよび供給端17bの電位差から外れてしまう可能性がある。しかしながら、駆動回路3は、エネルギー転送回路31に接続された逆バイアスダイオード317および逆バイアスダイオード319を備えている。これにより、閉回路311cおよび閉回路313cのそれぞれにおいて、容量性負荷8および誘導性素子115が互いに接続されていない方の端子間(すなわち容量性負荷8および誘導性素子115のそれぞれの他端子間)が逆バイアスダイオード317および供給端17aを介して電圧生成回路15の出力端子に電気的に接続される。さらに、閉回路311cおよび閉回路313cのそれぞれにおいて、容量性負荷8および誘導性素子115が互いに接続されていない方の端子間(すなわち容量性負荷8および誘導性素子115のそれぞれの他端子間)が逆バイアスダイオード319および供給端17bを介して基準電流電位の供給部(グランド端子)に電気的に接続される。これにより、駆動回路3は、容量性負荷8が充放電を繰り返しても、容量性負荷8の両端子間の電圧が供給端17aおよび供給端17bの電位差から外れてしまうことが防止される。
[駆動回路の制御方法]
 駆動回路3は、P型の電界効果トランジスタで構成されたスイッチ素子311sをエネルギー転送部311に有している。これに対し、上記第1実施形態による駆動回路1は、N型の電界効果トランジスタで構成されたスイッチ素子111sをエネルギー転送部111に有している。このため、本実施形態による駆動回路3の制御方法は、スイッチ素子311sのゲート信号が上記第1実施形態による駆動回路1の制御方法におけるスイッチ素子111sのゲート信号(図4参照)と異なる。具体的には、スイッチ素子311sのゲート信号は、スイッチ素子111sのゲート信号と反転タイミングは同一であるが電圧レベルは逆転した信号となる。図4を参照して説明すると、スイッチ素子311sのゲート信号は、時刻t0から時刻t2までハイレベルであり、時刻t2から時刻t4までローレベルであり、時刻t4以降がハイレベルである電圧波形となる。これにより、駆動回路3に設けられたエネルギー転送部311は、駆動回路1に設けられたエネルギー転送部111と同様に動作することができる。その結果、駆動回路3は、駆動回路1と同様に制御されることができる。
 以上説明したように、本実施形態による駆動回路、電子機器および駆動回路の制御方法は、上記第1実施形態および上記第2実施形態による駆動回路、電子機器および駆動回路の制御方法と同様の効果が得られる。
(駆動回路の制御方法の変形例)
 次に、第1実施形態から第3実施形態による駆動回路に適用可能な駆動回路の制御方法の変形例について図8Aおよび図8Bを用いて説明する。図8Aおよび図8Bは、本変形例を説明するための制御波形の一例を示す図である。図8Aは、本変形例による駆動回路の制御方法を適用した場合の制御波形の一例を示している。図8Bは、本変形例による駆動回路の制御方法を適用していない場合の比較例の制御波形の一例を示している。図8A中および図8B中のそれぞれの上段には、駆動回路の制御信号の電圧波形が示され、下段には、駆動回路の制御信号の電流波形が示されている。図8A中および図8B中に示す「Vd」は、容量性負荷を駆動するための駆動電源の電圧波形を表している。図8A中および図8B中に示す「Vr」は、容量性負荷に印加される負荷電圧の電圧波形を表している。図8A中および図8B中に示す「Ir」は、容量性負荷に流れる負荷電流の電流波形を表している。なお、本変形例の説明において、図3に示す上記第1実施形態による駆動回路の参照符号を用いて説明する。
 図8A中の上段に示すように、本変形例による駆動回路1の制御方法は、1回目の負荷電圧(交流電圧の一例)の電圧レベルを2回目以降の負荷電圧の電圧レベルよりも低くして容量性負荷に印加する。
 ところで、容量性負荷に印加する電圧を反転するためには、容量性負荷にエネルギーが蓄積されている(電荷が充電されている)場合よりも容量性負荷にエネルギーが蓄積されていない(電荷が充電されていない)場合の方が大きい電流量が必要とされる。駆動回路が動作を開始する前では、容量性負荷にエネルギーが蓄積されていない。このため、駆動回路は、1回目の駆動によって容量性負荷を満充電するためには、目標とする電圧レベルの駆動電源を容量性負荷に印加するとともに満充電するために必要な電流を流す必要がある。そうすると、図8B中の上段に示すように、目標とする電圧レベルの駆動電源Vdによって、容量性負荷に印加される負荷電圧Vrは1回目の駆動時に目標の電圧レベルとなる。しかしながら、図8B中の下段に円形枠εで囲んで示すように、1回目の駆動時の負荷電流Irは、2回目以降の負荷電流Irよりも3倍程度の電流量となる。これにより、駆動回路は、消費電力が増加するとともに、高耐圧のスイッチ素子やダイオードで構成する必要が生じる。
 これに対し、図8A中に駆動電源Vdで示すように、本変形例による駆動回路1は、駆動回路1の動作開始前に、容量性負荷8を駆動するための駆動電源(すなわち電圧生成回路15の出力電圧)が容量性負荷8を駆動する目標の駆動電圧よりも低い電圧レベル(例えば当該駆動電圧の電圧レベルの2/3)に設定される。さらに、本変形例による駆動回路1は、動作開始後に、容量性負荷8を駆動するための駆動電源の電圧レベルが目標の駆動電源の電圧レベルに徐々に近づくように設定される。
 これにより、図8A中の上段に示すように、容量性負荷8の負荷電圧Vrは、駆動回路1の動作開始から数回(本変形例では4回)の反転動作において目標の電圧レベルに到達しない。しかしながら、図8A中の下段に円形枠γで囲んで示すように、1回目の駆動時の負荷電流Irは、2回目以降の負荷電流Irと同程度の電流量となる。これにより、駆動回路1は、消費電力の低減と、スイッチ素子111sやダイオード111dなどの構成部品の低耐圧化とを図ることができる。
<4.第4実施形態>
 本技術の第4実施形態による駆動回路、電子機器、および、駆動回路の制御方法について図9から図11を用いて説明する。本実施形態による電子機器は、複数の容量性負荷を駆動できる点を除いて、上記第1実施形態による電子機器EDと同様の構成を有し、同様の機能を発揮するため、説明は省略する。なお、本実施形態では、電子機器に設けられたバッテリは、上記第1実施形態による電子機器EDに設けられた「バッテリ9」を用いて説明する。
[駆動回路の構成例]
 図9は、本技術の第4実施形態による駆動回路4の一構成例を示すブロック図である。
 図9に示すように、駆動回路4は、バッテリ9(図9では不図示)に接続された電圧生成回路45と、駆動信号Sd4が入力される制御回路43(第一制御回路の一例)とを有している。駆動回路4は、駆動信号Sd5が入力される制御回路53(第二制御回路の一例)および駆動信号Sd6が入力される制御回路63(第二制御回路の一例)を有している。駆動回路4は、電圧生成回路45および制御回路43に接続されたエネルギー転送回路41と、電圧生成回路45および制御回路53に接続されたエネルギー転送回路51と、電圧生成回路45および制御回路63に接続されたエネルギー転送回路61とを有している。エネルギー転送回路41には、容量性負荷84(第一容量性負荷の一例)が接続されている。エネルギー転送回路51には、容量性負荷85(第二容量性負荷の一例)が接続されている。エネルギー転送回路61には、容量性負荷86(第二容量性負荷の一例)が接続されている。
 電圧生成回路45は、バッテリ9から入力される直流電圧(例えば3.5V)を昇圧し、昇圧した直流電圧(例えば5Vから15V)をエネルギー転送回路41,51,61に出力するようになっている。電圧生成回路45は、出力電圧を所定範囲で変更可能な直流-直流(DC-DC)電圧変換回路で構成されている。
 制御回路43は、容量性負荷84への交流電圧の印加を制御する回路である。制御回路43は、外部から入力される駆動信号Sd4に基づいて、エネルギー転送回路41を制御する制御信号を生成するようになっている。制御回路53は、容量性負荷85への交流電圧の印加を制御する回路である。制御回路53は、外部から入力される駆動信号Sd5に基づいて、エネルギー転送回路51を制御する制御信号を生成するようになっている。制御回路63は、容量性負荷86への交流電圧の印加を制御する回路である。制御回路63は、外部から入力される駆動信号Sd6に基づいて、エネルギー転送回路61を制御する制御信号を生成するようになっている。制御回路43,53,63の詳細は後述する。
 エネルギー転送回路41は、容量性負荷84が駆動される際に容量性負荷84に蓄積されたエネルギーを誘導性素子415に転送する回路である。駆動回路4は、電圧生成回路45から電力を供給して容量性負荷84を駆動するようになっている。エネルギー転送回路51は、容量性負荷85が駆動される際に容量性負荷85に蓄積されたエネルギーを誘導性素子415に転送する回路である。駆動回路4は、電圧生成回路45から電力を供給して容量性負荷85を駆動するようになっている。エネルギー転送回路61は、容量性負荷86が駆動される際に容量性負荷86に蓄積されたエネルギーを誘導性素子415に転送する回路である。駆動回路4は、電圧生成回路45から電力を供給して容量性負荷86を駆動するようになっている。詳細は後述するが、駆動回路4は、容量性負荷84,85,86を独立して駆動する際に、エネルギー転送回路41,51,61によって容量性負荷84,85,86を独立して充放電しながら電圧生成回路45から電力を供給できる。これにより、駆動回路4は、低消費電力化を図ることができる。また、駆動回路4は、容量性負荷84,85,86に蓄積されたエネルギーを転送する誘導性素子をエネルギー転送回路41,51,61で共有するように構成されている。電界効果トランジスタやダイオードはIC化することが容易であるが、マイクロヘンリー(μH)オーダーの誘導性素子は、IC化することが極めて困難である。本実施形態による駆動回路4では、誘導性素子をエネルギー転送回路41,51,61で共有することにより、誘導性素子を外付けで設けても駆動回路4の大型化を防止できる。
 次に、本実施形態による駆動回路4の具体的な回路構成について図10を用いて説明する。図10は、駆動回路4の一構成例を示す回路図である。
 図10に示すように、駆動回路4は、容量性負荷84への交流電圧の印加を制御する制御回路43を備えている。駆動回路4は、容量性負荷84とともに閉回路411c(第一閉回路の一例)を構成する誘導性素子415を備えている。駆動回路4は、容量性負荷84及び誘導性素子415の間で誘導性素子415に直列に接続されて閉回路411cを構成するダイオード411d(第一ダイオード型素子の一例)を備えている。ダイオード411dは、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。駆動回路4は、容量性負荷84及び誘導性素子415の間でダイオード411dと直列に接続されて閉回路411cを構成するスイッチ素子411s(第一スイッチ素子の一例)を備えている。スイッチ素子411sは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 より具体的には、誘導性素子415の一端子は、切断スイッチ素子46a,46b(詳細は後述)を介して容量性負荷84の一端子に接続されている。誘導性素子415の他端子は、ダイオード411dのアノード端子に接続されている。ダイオード411dのカソード端子は、スイッチ素子411sのソース端子Sに接続されている。スイッチ素子411sのドレイン端子Dは、容量性負荷84の他端子に接続されている。これにより、容量性負荷84、切断スイッチ素子46a,46b誘導性素子415、ダイオード411dおよびスイッチ素子411sによって電流の流れる電流経路が確立され、閉回路411cが構成される。
 図10に示すように、駆動回路4は、誘導性素子415に直列かつダイオード411d及びスイッチ素子411sに並列に接続されて閉回路413c(第二閉回路の一例)を構成するダイオード413d(第二ダイオード型素子の一例)を備えている。ダイオード413dは、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。駆動回路4は、ダイオード413dに直列かつダイオード411d及びスイッチ素子411sに並列に接続されて閉回路413cを構成するスイッチ素子413s(第二スイッチ素子の一例)を備えている。スイッチ素子413sは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 より具体的には、ダイオード413dのカソード端子は、誘導性素子415の他端子およびダイオード411dのアノード端子に接続されている。ダイオード413dのアノード端子は、スイッチ素子413sのドレイン端子Dに接続されている。スイッチ素子413sのソース端子Sは、スイッチ素子411sのドレイン端子Dおよび容量性負荷84の他端子に接続されている。これにより、容量性負荷84、スイッチ素子413s、ダイオード413d、誘導性素子415および切断スイッチ素子46a,46bによって電流の流れる電流経路が確立され、閉回路413cが構成される。
 図10に示すように、駆動回路4に備えられた制御回路43は、複数(本実施形態では4個)のスイッチ素子431ga~431gdを有するスイッチ素子群431g(第一スイッチ素子群の一例)で構成されて容量性負荷84の両端に接続されたブリッジ回路431(第一ブリッジ回路の一例)を有している。また、制御回路43は、複数のスイッチ素子431ga~431gd、スイッチ素子411s及びスイッチ素子413sのスイッチングを制御する制御信号を生成する制御信号生成部433(第一制御信号生成部)を有している。
 ブリッジ回路431は、正側直流電位(第一直流電位の一例)の供給端174a(第一供給端の一例)と、基準直流電位(第二直流電位の一例)の供給端174b(第二供給端の一例)との間に接続されている。正側直流電位は、電圧生成回路45が生成した電圧のハイレベル側の電位である。基準直流電位の供給端174bはグランド端子である。電圧生成回路45の基準電位端子は当該グランド端子に接続されている。電圧生成回路45が生成する電圧は、正側直流電位と基準直流電位との電位差に相当する。このため、ブリッジ回路431の両端には、電圧生成回路45が生成した電圧が印加される。
 制御回路43は、供給端174aおよび供給端174bの間に設けられたコンデンサ435を有している。コンデンサ435の一方の電極は供給端174aに接続され、コンデンサ435の他方の電極は供給端174bに接続されている。コンデンサ435は、電圧生成回路45から出力される電圧の変動を防止するために設けられている。これにより、ブリッジ回路431の両端には、ほぼ一定の電圧が供給される。
 ブリッジ回路431は、4個のスイッチ素子431ga~431gdで構成されたフルブリッジ回路の構成を有している。スイッチ素子431gaおよびスイッチ素子431gbは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。スイッチ素子431gcおよびスイッチ素子431gdは、例えばN型の電界効果トランジスタで構成されている。
 スイッチ素子431gaのソース端子Sは、供給端174aおよびスイッチ素子431gbのソース端子Sに接続されている。スイッチ素子431gaのドレイン端子Dは、スイッチ素子431gcのドレイン端子Dに接続されている。スイッチ素子431gbのドレイン端子Dは、スイッチ素子431gdのドレイン端子Dに接続されている。スイッチ素子431gcのソース端子Sおよびスイッチ素子431gdのソース端子Sは、供給端174bに接続されている。
 スイッチ素子431gaのドレイン端子Dおよびスイッチ素子431gcのドレイン端子Dは、容量性負荷84の一端子および切断スイッチ素子46a,46bのソース端子Sに接続されている。スイッチ素子431gaのドレイン端子Dおよびスイッチ素子431gcのドレイン端子Dは、切断スイッチ素子46a,46bを介して誘導性素子415の一端子に接続されている。スイッチ素子431gbのドレイン端子Dおよびスイッチ素子431gdのドレイン端子Dは、容量性負荷84の他端子並びにスイッチ素子411sのソース端子Sおよびスイッチ素子413sのソース端子Sに接続されている。
 このため、スイッチ素子431gaおよびスイッチ素子431gdがオン状態であり、かつスイッチ素子431gbおよびスイッチ素子431gcがオフ状態の場合には、容量性負荷84の一端子はスイッチ素子431gaを介して供給端174aに電気的に接続され、容量性負荷84の他端子はスイッチ素子431gdを介して供給端174bに接続される。これにより、スイッチ素子431ga,431gdがオン状態であり、かつスイッチ素子431gb,431gcがオフ状態の場合には、容量性負荷84の一端子には正側直流電位が印加され、容量性負荷84の他端子には負側直流電位が印加される。その結果、容量性負荷84の両端に印加される直流電圧は、正の電圧となる。
 また、スイッチ素子431gaおよびスイッチ素子431gdがオフ状態であり、かつスイッチ素子431gbおよびスイッチ素子431gcがオン状態の場合には、容量性負荷84の一端子はスイッチ素子431gcを介して供給端174bに電気的に接続され、容量性負荷84の他端子はスイッチ素子431gbを介して供給端174aに接続される。これにより、スイッチ素子431ga,431gdがオフ状態であり、かつスイッチ素子431gb,431gcがオン状態の場合には、容量性負荷84の一端子には負側直流電位が印加され、容量性負荷84の他端子には正側直流電位が印加される。その結果、容量性負荷84の両端に印加される直流電圧は、負の電圧となる。
 制御信号生成部433は、外部から入力される駆動信号Sd4に基づいて生成される複数の制御信号を出力する複数(本実施形態では8個)の出力端子を有している。制御信号生成部433の当該複数の出力端子のうちの4個の端子は、4個のスイッチ素子431ga~431gdのそれぞれのゲート端子Gに1対1の関係で接続されている。このため、制御回路43は、4個のスイッチ素子431ga~431gdのオン/オフ状態を独立して制御し、直流電圧の正負が反転する交流電圧を容量性負荷8の両端に印加できる。
 図10に示すように、駆動回路4は、誘導性素子415、ダイオード411d及びスイッチ素子411sで構成されて容量性負荷84に蓄積されているエネルギーを転送するエネルギー転送部411(第一エネルギー転送部の一例)を備えている。駆動回路4は、誘導性素子415、ダイオード413dおよびスイッチ素子413sで構成されて容量性負荷84に蓄積されているエネルギーを転送するエネルギー転送部413(第二エネルギー転送部の一例)を備えている。駆動回路4は、エネルギー転送部411およびエネルギー転送部413を有するエネルギー転送回路41を備えている。
 エネルギー転送部411は、容量性負荷84の一端子から容量性負荷84の他端子に向かって順方向となるダイオード411dを有している。エネルギー転送部413は、容量性負荷84の他端子から容量性負荷84の一端子に向かって順方向となるダイオード413dを有している。また、制御信号生成部433の制御信号を出力する複数の出力端子の残余の4個のうちの2個の端子は、スイッチ素子411sおよびスイッチ素子413sのそれぞれのゲート端子Gに1対1の関係で接続されている。このため、制御回路43は、スイッチ素子411sおよびスイッチ素子413sのオン/オフ状態を独立して制御することができる。
 このため、正の直流電圧に基づくエネルギーが容量性負荷84に蓄積されている場合、エネルギー転送回路41は、スイッチ素子411sをオン状態とし、かつスイッチ素子413sをオフ状態とするように制御回路43によって制御される。その結果、閉回路411cに電流経路が確立されるので、容量性負荷84に蓄積されたエネルギーは閉回路411cによって誘導性素子415に転送され、容量性負荷84の両端に印加された直流電圧は降圧される。
 一方、負の直流電圧に基づくエネルギーが容量性負荷84に蓄積されている場合、エネルギー転送回路41は、スイッチ素子411sをオフ状態とし、かつスイッチ素子413sをオン状態とするように制御回路43によって制御される。その結果、閉回路413cに電流経路が確立されるので、容量性負荷84に蓄積されたエネルギーは閉回路413cによって誘導性素子415に転送され、容量性負荷84の両端に印加された直流電圧は昇圧される。
 図10に示すように、駆動回路4は、容量性負荷84及び誘導性素子415の間と、正側直流電位(第一直流電位の一例)の供給端174a(第一供給端の一例)との間に接続された逆バイアスダイオード417a,417b(第一逆バイアスダイオード型素子の一例)を備えている。逆バイアスダイオード417aおよび逆バイアスダイオード417bのそれぞれのカソード端子は、正側直流電位が出力される供給端174aに接続されている。逆バイアスダイオード417aのアノード端子は、誘導性素子415の他端子、ダイオード411dのアノード端子およびダイオード413dのカソード端子に接続されている。逆バイアスダイオード417bのアノード端子は、誘導性素子415の一端子、切断スイッチ素子46aのドレイン端子Dおよび切断スイッチ素子46bのソース端子Sに接続されている。正側直流電位は、電圧生成回路45が生成した電圧のハイレベル側の電位である。供給端174aは、制御回路43を介して電圧生成回路45が生成した電圧を容量性負荷84に供給するための端子である。このため、逆バイアスダイオード417a,417bには、正側直流電位によって逆バイアスが印加されるようになっている。
 駆動回路4は、容量性負荷84及び誘導性素子415の間と、基準直流電位(第二直流電位の一例)の供給端174b(第二供給端の一例)との間に接続された逆バイアスダイオード419a,419b(第二逆バイアスダイオード型素子の一例)を備えている。逆バイアスダイオード419aおよび逆バイアスダイオード419bのそれぞれのアノード端子は、基準電流電位の供給端174bに接続されている。逆バイアスダイオード419aのカソード端子は、誘導性素子415の他端子、ダイオード411dのアノード端子およびダイオード413dのカソード端子に接続されている。逆バイアスダイオード419bのカソード端子は、誘導性素子415の一端子、逆バイアスダイオード417bのアノード端子、切断スイッチ素子46aのドレイン端子Dおよび切断スイッチ素子46bのソース端子Sに接続されている。基準電流電位の供給端174bはグランド端子である。このため、逆バイアスダイオード419,419bには、基準直流電位によって逆バイアスが印加されるようになっている。
 ところで、閉回路411c及び閉回路413cは、供給端174a及び供給端174bに直結されていない。このため、駆動回路4は、容量性負荷84から電圧生成回路45や基準電流電位の供給端174b(グランド端子)に電流が流れる経路を有していない。このため、駆動回路4は、容量性負荷84からエネルギー転送回路41にエネルギーを転送する際に、容量性負荷84に蓄積されているエネルギーが電圧生成回路45やグランド端子に放電することが防止される。このため、駆動回路4は、容量性負荷84を駆動する際に、容量性負荷84からエネルギー転送回路41へのエネルギーの転送損失を低減することができる。これにより、駆動回路4は、容量性負荷84の駆動時の消費電力の低減を図ることができる。
 しかしながら、閉回路411c,413cが電圧生成回路45の出力端子やグランド端子などの定電圧部に直結されないことによって、容量性負荷84が充放電を繰り返しているうちに容量性負荷84の両端子間の電圧が供給端174aおよび供給端174bの電位差から外れてしまう可能性がある。ところが、駆動回路4は、上述のとおり、エネルギー転送回路41に接続された逆バイアスダイオード417a,417bおよび逆バイアスダイオード419a,419bを有している。これにより、閉回路411cにおいて容量性負荷84および誘導性素子415が切断スイッチ素子46a,46bを介して互いに接続されていない方の端子間(すなわち容量性負荷84および誘導性素子415のそれぞれの他端子間)が逆バイアスダイオード417aおよび供給端174aを介して電圧生成回路45の出力端子に電気的に接続される。同様に、閉回路413cにおいて容量性負荷84および誘導性素子415が互いに接続されていない方の端子間(すなわち容量性負荷84および誘導性素子415のそれぞれの他端子間)が逆バイアスダイオード419aおよび供給端174bを介し基準電流電位の供給部(グランド端子)に電気的に接続される。これにより、駆動回路4は、容量性負荷84が充放電を繰り返しても、容量性負荷84の両端子間の電圧が供給端174aおよび供給端174bの電位差から外れてしまうことが防止される。
 駆動回路4は、容量性負荷84及び誘導性素子415の間で容量性負荷84及び誘導性素子415に直列に接続されて閉回路411c及び閉回路413cから誘導性素子415を電気的に切断する切断スイッチ素子46a,46b(第一切断スイッチ素子の一例)を備えている。切断スイッチ素子46aおよび切断スイッチ素子46bはいずれも、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。切断スイッチ素子46aのソース端子Sは、容量性負荷84の一端子および切断スイッチ素子46bのドレイン端子Dに接続されている。切断スイッチ素子46aのドレイン端子Dは、誘導性素子415の一端子および切断スイッチ素子46bのソース端子Sに接続されている。切断スイッチ素子46aおよび切断スイッチ素子46bのそれぞれのゲート端子Gは、制御信号生成部433の制御信号を出力する複数の出力端子の残余(2個)の端子に1対1の関係で接続されている。このため、制御回路43は、切断スイッチ素子46aおよび切断スイッチ素子46bのオン/オフ状態を独立して制御することができる。
 上述のとおり、誘導性素子415は、エネルギー転送回路41、エネルギー転送回路51およびエネルギー転送回路61で共有されている。このため、駆動回路4は、エネルギー転送回路41によって容量性負荷84からエネルギーを誘導性素子415に転送している場合には、エネルギー転送回路51,61のそれぞれに接続された切断スイッチ素子(詳細は後述)を全てオフ状態に設定する。これにより、駆動回路4は、エネルギー転送回路51,61を誘導性素子415から電気的に切り離し、エネルギー転送回路41による容量性負荷84から誘導性素子415へのエネルギーの転送に不具合が発生することを防止できる。
 正の直流電圧に基づくエネルギーが容量性負荷84に蓄積されている場合、制御回路43は、切断スイッチ素子46aがオン状態となり、切断スイッチ素子46bがオフ状態となるように制御する。これにより、容量性負荷84、切断スイッチ素子46a、誘導性素子415、ダイオード411dおよびスイッチ素子411sが電気的に接続され、閉回路411cに電流経路が確立される。このため、容量性負荷84に蓄積されたエネルギーは閉回路411cによって誘導性素子415に転送される。負の直流電圧に基づくエネルギーが容量性負荷84に蓄積されている場合、制御回路43は、切断スイッチ素子46aがオフ状態となり、切断スイッチ素子46bがオン状態となるように制御する。これにより、容量性負荷84、スイッチ素子413s、ダイオード413d、誘導性素子415および切断スイッチ素子46bが電気的に接続され、閉回路413cに電流経路が確立される。このため、容量性負荷84に蓄積されたエネルギーは閉回路413cによって誘導性素子415に転送される。
 次に、駆動回路4に備えられたエネルギー転送回路51および制御回路53について説明する。
 図10に示すように、駆動回路4は、容量性負荷85への交流電圧の印加を制御する制御回路53を備えている。駆動回路4は、容量性負荷85及び誘導性素子415の間で誘導性素子415に直列に接続されて閉回路511c(第三閉回路の一例)を構成するダイオード511d(第三ダイオード型素子の一例)を備えている。ダイオード511dは、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。駆動回路4は、容量性負荷85及び誘導性素子415の間でダイオード511dと直列に接続されて閉回路511cを構成するスイッチ素子511s(第三スイッチ素子の一例)を備えている。スイッチ素子511sは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 駆動回路4は、誘導性素子415に直列かつダイオード511d及びスイッチ素子511sに並列に接続されて閉回路513c(第四閉回路の一例)を構成するダイオード513d(第四ダイオード型素子の一例)を備えている。ダイオード513dは、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。駆動回路4は、ダイオード513dに直列かつダイオード511d及びスイッチ素子511sに並列に接続されて閉回路513cを構成するスイッチ素子513s(第四スイッチ素子の一例)を備えている。スイッチ素子513sは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 駆動回路4に設けられた制御回路53は、複数(本実施形態では4個)のスイッチ素子531ga~531gdを有するスイッチ素子群531g(第二スイッチ素子群の一例)で構成されて容量性負荷85の両端に接続されたブリッジ回路531(第二ブリッジ回路の一例)を有している。また、制御回路53は、複数のスイッチ素子531ga~531gd、スイッチ素子511s及びスイッチ素子513sのスイッチングを制御する制御信号を生成する制御信号生成部533(第二制御信号生成部の一例)を有している。
 ブリッジ回路531は、正側直流電位(第一直流電位の一例)の供給端175a(第一供給端の一例)と、基準直流電位(第二直流電位の一例)の供給端175b(第二供給端の一例)との間に接続されている。正側直流電位は、電圧生成回路45が生成した電圧のハイレベル側の電位である。基準直流電位の供給端175bはグランド端子である。電圧生成回路45の基準電位端子は当該グランド端子に接続されている。電圧生成回路45が生成する電圧は、正側直流電位と基準直流電位との電位差に相当する。このため、ブリッジ回路531の両端には、電圧生成回路45が生成した電圧が印加される。
 制御回路53は、供給端175aおよび供給端175bの間に設けられたコンデンサ535を有している。コンデンサ535の一方の電極は供給端175aに接続され、コンデンサ535の他方の電極は供給端175bに接続されている。コンデンサ535は、電圧生成回路45から出力される電圧の変動を防止するために設けられている。これにより、ブリッジ回路531の両端には、ほぼ一定の電圧が供給される。
 ブリッジ回路531の構成は、ブリッジ回路431の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。すなわち、ブリッジ回路531は、ブリッジ回路431に設けられたスイッチ素子431gaをスイッチ素子531gaと、スイッチ素子431gbをスイッチ素子531gbと、スイッチ素子431gcをスイッチ素子531gcと、スイッチ素子431gdをスイッチ素子531gdと読み替え、供給端174aを供給端175aと、供給端174bを供給端175bと読み替え、容量性負荷84を容量性負荷85と読み替え、制御信号生成部433を制御信号生成部533と読み替えた場合のブリッジ回路431と同様の構成を有している。
 図10に示すように、駆動回路4は、誘導性素子415、ダイオード511d及びスイッチ素子511sで構成されて容量性負荷85に蓄積されているエネルギーを転送するエネルギー転送部511(第三エネルギー転送部の一例)を備えている。駆動回路4は、誘導性素子415、ダイオード513d及びスイッチ素子513sで構成されて容量性負荷85に蓄積されたエネルギーを転送するエネルギー転送部513(第四エネルギー転送部の一例)備えている。駆動回路4は、エネルギー転送部511およびエネルギー転送部513を有するエネルギー転送回路51(第二エネルギー転送回路の一例)を備えている。
 駆動回路4は、容量性負荷85及び誘導性素子415の間で容量性負荷85及び誘導性素子415に直列に接続されて閉回路511cから誘導性素子415を電気的に切断する切断スイッチ素子56a,56b(第二切断スイッチ素子の一例)を備えている。切断スイッチ素子56aおよび切断スイッチ素子56bはいずれも、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 エネルギー転送回路51および切断スイッチ素子56a,56bの構成は、エネルギー転送回路41および切断スイッチ素子46a,46bの構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。すなわち、エネルギー転送回路51は、エネルギー転送回路41に設けられたスイッチ素子411sをスイッチ素子511sと、ダイオード411dをダイオード511dと、スイッチ素子413sをスイッチ素子513sと、ダイオード413dをダイオード513dと読み替え、容量性負荷84を容量性負荷85と読み替え、エネルギー転送部411をエネルギー転送部511と、エネルギー転送部413をエネルギー転送部513と読み替え、制御信号生成部433を制御信号生成部533と読み替えた場合のエネルギー転送回路41と同様の構成を有している。また、切断スイッチ素子56aは、容量性負荷84を容量性負荷85と読み替え、制御信号生成部433を制御信号生成部533と読み替えた場合の切断スイッチ素子46aと同様の構成を有している。切断スイッチ素子56bは、容量性負荷84を容量性負荷85と読み替え、制御信号生成部433を制御信号生成部533と読み替えた場合の切断スイッチ素子46bと同様の構成を有している。
 次に、駆動回路4に備えられたエネルギー転送回路61および制御回路63について説明する。
 図10に示すように、駆動回路4は、誘導性素子415とともに閉回路611c(第三閉回路の一例)を構成し容量性負荷86への交流電圧の印加を制御する制御回路63を備えている。駆動回路4は、容量性負荷86及び誘導性素子415の間で誘導性素子415に直列に接続されて閉回路611cを構成するダイオード611d(第三ダイオード型素子の一例)を備えている。ダイオード611dは、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。駆動回路4は、容量性負荷86及び誘導性素子415の間でダイオード611dと直列に接続されて閉回路611cを構成するスイッチ素子611s(第三スイッチ素子の一例)を備えている。スイッチ素子611sは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 駆動回路4は、誘導性素子415に直列かつダイオード611d及びスイッチ素子611sに並列に接続されて閉回路613c(第四閉回路の一例)を構成するダイオード613d(第四ダイオード型素子の一例)を備えている。ダイオード613dは、例えばPN接合型ダイオードで構成されている。駆動回路4は、ダイオード613dに直列かつダイオード611d及びスイッチ素子611sに並列に接続されて閉回路613cを構成するスイッチ素子613s(第四スイッチ素子の一例)を備えている。スイッチ素子613sは、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 駆動回路4に設けられた制御回路63は、複数(本実施形態では4個)のスイッチ素子631ga~631gdを有するスイッチ素子群631g(第二スイッチ素子群の一例)で構成されて容量性負荷86の両端に接続されたブリッジ回路631(第二ブリッジ回路の一例)を有している。また、制御回路63は、複数のスイッチ素子631ga~631gd、スイッチ素子611s及びスイッチ素子613sのスイッチングを制御する制御信号を生成する制御信号生成部633(第二制御信号生成部の一例)を有している。
 ブリッジ回路631は、正側直流電位(第一直流電位の一例)の供給端176a(第一供給端の一例)と、基準直流電位(第二直流電位の一例)の供給端176b(第二供給端の一例)との間に接続されている。正側直流電位は、電圧生成回路45が生成した電圧のハイレベル側の電位である。基準直流電位の供給端176bはグランド端子である。電圧生成回路45の基準電位端子は当該グランド端子に接続されている。電圧生成回路45が生成する電圧は、正側直流電位と基準直流電位との電位差に相当する。このため、ブリッジ回路631の両端には、電圧生成回路45が生成した電圧が印加される。
 制御回路63は、供給端176aおよび供給端176bの間に設けられたコンデンサ635を有している。コンデンサ635の一方の電極は供給端176aに接続され、コンデンサ635の他方の電極は供給端176bに接続されている。コンデンサ635は、電圧生成回路45から出力される電圧の変動を防止するために設けられている。これにより、ブリッジ回路631の両端には、ほぼ一定の電圧が供給される。
 ブリッジ回路631の構成は、ブリッジ回路431の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。すなわち、ブリッジ回路631は、ブリッジ回路431に設けられたスイッチ素子431gaをスイッチ素子631gaと、スイッチ素子431gbをスイッチ素子631gbと、スイッチ素子431gcをスイッチ素子631gcと、スイッチ素子431gdをスイッチ素子631gdと読み替え、供給端174aを供給端176aと、供給端174bを供給端176bと読み替え、容量性負荷84を容量性負荷86と読み替え、制御信号生成部433を制御信号生成部633と読み替えた場合のブリッジ回路431と同様の構成を有している。
 図10に示すように、駆動回路4は、誘導性素子415、ダイオード611d及びスイッチ素子611sで構成されて容量性負荷86に蓄積されているエネルギーを転送するエネルギー転送部611(第三エネルギー転送部の一例)を備えている。駆動回路4は、誘導性素子415、ダイオード613d及びスイッチ素子613sで構成されて容量性負荷86に蓄積されたエネルギーを転送するエネルギー転送部613(第四エネルギー転送部の一例)備えている。駆動回路4は、エネルギー転送部611およびエネルギー転送部613を有するエネルギー転送回路61(第二エネルギー転送回路の一例)を備えている。
 駆動回路4は、容量性負荷86及び誘導性素子415の間で容量性負荷86及び誘導性素子415に直列に接続されて閉回路611cから誘導性素子415を電気的に切断する切断スイッチ素子66a,66b(第二切断スイッチ素子の一例)を備えている。切断スイッチ素子66aおよび切断スイッチ素子66bはいずれも、例えばP型の電界効果トランジスタで構成されている。
 エネルギー転送回路61および切断スイッチ素子66a,66bの構成は、エネルギー転送回路41および切断スイッチ素子46a,46bの構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。すなわち、エネルギー転送回路61は、エネルギー転送回路41に設けられたスイッチ素子411sをスイッチ素子611sと、ダイオード411dをダイオード611dと、スイッチ素子413sをスイッチ素子613sと、ダイオード413dをダイオード613dと読み替え、容量性負荷84を容量性負荷86と読み替え、エネルギー転送部411をエネルギー転送部611と、エネルギー転送部413をエネルギー転送部613と読み替え、制御信号生成部433を制御信号生成部633と読み替えた場合のエネルギー転送回路41と同様の構成を有している。また、切断スイッチ素子66aは、容量性負荷84を容量性負荷86と読み替え、制御信号生成部433を制御信号生成部633と読み替えた場合の切断スイッチ素子46aと同様の構成を有している。切断スイッチ素子66bは、容量性負荷84を容量性負荷86と読み替え、制御信号生成部433を制御信号生成部633と読み替えた場合の切断スイッチ素子46bと同様の構成を有している。
 駆動回路4は、エネルギー転送回路51によって容量性負荷85からエネルギーを誘導性素子415に転送している場合には、エネルギー転送回路41に接続された切断スイッチ素子46a,46bをオフ状態に設定し、エネルギー転送回路61に接続された切断スイッチ素子66a,66bをオフ状態に設定する。これにより、駆動回路4は、エネルギー転送回路41,61を誘導性素子415から電気的に切り離し、エネルギー転送回路51による容量性負荷85から誘導性素子415へのエネルギーの転送に不具合が発生することを防止できる。
 駆動回路4は、エネルギー転送回路61によって容量性負荷86からエネルギーを誘導性素子415に転送している場合には、エネルギー転送回路41に接続された切断スイッチ素子46a,46bをオフ状態に設定し、エネルギー転送回路51に接続された切断スイッチ素子56a,56bをオフ状態に設定する。これにより、駆動回路4は、エネルギー転送回路41,51を誘導性素子415から電気的に切り離し、エネルギー転送回路61による容量性負荷86から誘導性素子415へのエネルギーの転送に不具合が発生することを防止できる。
[駆動回路の制御方法]
 次に、本実施形態による駆動回路の制御方法について図10を参照しつつ図11を用いて説明する。図11中の1段目には、エネルギー転送回路41および制御回路43の制御信号の電圧波形の一例が図示されている。図11中の2段目には、エネルギー転送回路51および制御回路53の制御信号の電圧波形の一例が図示されている。図11中の3段目には、エネルギー転送回路61および制御回路63の制御信号の電圧波形が図示されている。図11において、左から右に向かって時の経過が表されている。
 駆動回路4に設けられたエネルギー転送回路41および制御回路43の単体としての制御方法は、スイッチ素子411sのゲート信号を除いて、上記第1実施形態において説明した駆動回路の制御方法と同様である。また、駆動回路4に設けられたエネルギー転送回路51および制御回路53の単体としての制御方法は、スイッチ素子511sのゲート信号を除いて、上記第1実施形態において説明した駆動回路の制御方法と同様である。さらに、駆動回路4に設けられたエネルギー転送回路61および制御回路63の単体としての制御方法は、スイッチ素子611sのゲート信号を除いて、上記第1実施形態において説明した駆動回路の制御方法と同様である。
 具体的には、スイッチ素子411sのゲート信号は、スイッチ素子111sのゲート信号と反転タイミングは同一であるが電圧レベルは逆転した信号となる。同様に、スイッチ素子511sのゲート信号は、スイッチ素子111sのゲート信号と反転タイミングは同一であるが電圧レベルは逆転した信号となる。同様に、スイッチ素子611sのゲート信号は、スイッチ素子111sのゲート信号と反転タイミングは同一であるが電圧レベルは逆転した信号となる。すなわち、図4を参照して説明すると、スイッチ素子411s,511s,611sのそれぞれのゲート信号は、時刻t0から時刻t2までハイレベルであり、時刻t2から時刻t4までローレベルであり、時刻t4以降がハイレベルである電圧波形となる。これにより、駆動回路4に設けられたエネルギー転送回路41,51,61は単体として、駆動回路1に設けられたエネルギー転送回路11と同様に動作することができる。その結果、駆動回路4は、駆動回路1と同様に制御されることができる。
 駆動回路4は、3個のエネルギー転送回路41,51,61を備えている。このため、容量性負荷84,85,86を駆動する順番を決定した後に、決定した順番に基づいて容量性負荷に蓄積されたエネルギーを誘導性素子415に転送するようになっている。ここで、容量性負荷の駆動する順序を1番目が容量性負荷84とし、2番目が容量性負荷85とし、3番目が容量性負荷86として、以下説明する。
 本実施形態による駆動回路4の制御方法では、閉回路511c,611cのスイッチ素子511s,611sのオン状態及びオフ状態を制御する制御信号と、閉回路411cのスイッチ素子411sのオン状態及びオフ状態を制御する制御信号との初期位相差に基づいて誘導性素子415から電気的に切り離す閉回路を決定する。上述のとおり、閉回路511cは、誘導性素子415と、容量性負荷85と、容量性負荷85及び誘導性素子415の間で誘導性素子415に直列に接続されたダイオード511dと、容量性負荷85及び誘導性素子415の間でダイオード511dと直列に接続されたスイッチ素子511sとで構成される閉回路である。また、閉回路611cは、誘導性素子415と、容量性負荷86と、容量性負荷86及び誘導性素子415の間で誘導性素子415に直列に接続されたダイオード611dと、容量性負荷85及び誘導性素子415の間でダイオード611dと直列に接続されたスイッチ素子611sとで構成される閉回路である。また、スイッチ素子511sのオン状態及びオフ状態を制御する制御信号は、制御信号生成部533から出力される制御信号である。また、スイッチ素子611sのオン状態及びオフ状態を制御する制御信号は、制御信号生成部633から出力される制御信号である。さらに、スイッチ素子411sのオン状態及びオフ状態を制御する制御信号は、制御信号生成部433から出力される制御信号である。
 図11中の矢印Y1,Y2,Y3で示すように、本例では、スイッチ素子411sの制御信号の位相が最も早く、次にスイッチ素子511sの制御信号の位相が早く、スイッチ素子611sの制御信号の位相が最も遅い。このため、駆動回路4は、スイッチ素子411s,511s,611sの初期位相差に基づいて、スイッチ素子411s及びスイッチ素子511s,611sのうちの後にオフ状態からオン状態に移行するスイッチ素子511s,611sを有する閉回路511c,611cである後続閉回路から誘導性素子415を電気的に切り離す。具体的には、制御回路53は、制御信号生成部533から切断スイッチ素子56a,56bをオフ状態にする電圧レベルの制御信号を出力する。同様に、制御回路63は、制御信号生成部633から切断スイッチ素子66a,66bをオフ状態にする電圧レベルの制御信号を出力する。
 誘導性素子415から閉回路511c,611cを切り離した後に、駆動回路4の制御方法では、スイッチ素子411s及びスイッチ素子511s,611sのうちの先にオフ状態からオン状態に移行するスイッチ素子411sを有する閉回路411cである先行閉回路を構成するスイッチ素子411sをオフ状態からオン状態に移行する。これにより、図11中の矢印Y4で示すように、エネルギー転送回路41は、容量性負荷84に蓄積されていたエネルギーを誘導性素子415に転送する。
 容量性負荷84に蓄積されていたエネルギーを誘導性素子415に転送を開始した後に、駆動回路4の制御方法では、先行閉回路である閉回路411cを介して当該先行閉回路を構成する容量性負荷84に印加された電圧の極性を反転する。このように、本実施形態による駆動回路4は、容量性負荷84から誘導性素子415にエネルギーを転送中に容量性負荷84の駆動を開始できる。
 容量性負荷84に印加されている電圧の絶対値が電圧生成回路45から出力された電圧と同じ大きさになると、スイッチ素子411sをオン状態からオフ状態に移行する。これにより、容量性負荷84の放電動作が終了する。その後、切断スイッチ素子46a,46bをオン状態からオフ状態に移行して、閉回路411cを誘導性素子415から切り離す。
 閉回路411cを誘導性素子415から切り離した後に、切断スイッチ素子56a,56bをオフ状態からオン状態に移行して、閉回路511cを誘導性素子415に接続する。次に、後続閉回路である閉回路511cのスイッチ素子511sをオフ状態からオン状態に移行する。これにより、図11中の矢印Y5で示すように、エネルギー転送回路51は、容量性負荷85に蓄積されていたエネルギーの誘導性素子415への転送を開始する。
 容量性負荷85に蓄積されていたエネルギーを誘導性素子415に転送を開始した後に、駆動回路4の制御方法では、後続閉回路を構成する容量性負荷85に印加されている交流電圧とは逆極性の交流電圧を容量性負荷85に印加する。このように、本実施形態による駆動回路4は、容量性負荷85から誘導性素子415にエネルギーを転送中に容量性負荷85の駆動を開始できる。
 容量性負荷85に印加されている電圧の絶対値が電圧生成回路45から出力された電圧と同じ大きさになると、スイッチ素子511sをオン状態からオフ状態に移行する。これにより、容量性負荷85の放電動作が終了する。その後、切断スイッチ素子56a,56bをオン状態からオフ状態に移行して、閉回路511cを誘導性素子415から切り離す。
 閉回路511cを誘導性素子415から切り離した後に、切断スイッチ素子66a,66bをオフ状態からオン状態に移行して、閉回路611cを誘導性素子415に接続する。次に、後続閉回路である閉回路611cのスイッチ素子611sをオフ状態からオン状態に移行する。これにより、図11中の矢印Y6で示すように、エネルギー転送回路61は、容量性負荷86に蓄積されていたエネルギーの誘導性素子415への転送を開始する。
 容量性負荷86に蓄積されていたエネルギーを誘導性素子415に転送を開始した後に、駆動回路4の制御方法では、後続閉回路を構成する容量性負荷86に印加されている交流電圧とは逆極性の交流電圧を容量性負荷86に印加する。このように、本実施形態による駆動回路4は、容量性負荷86から誘導性素子415にエネルギーを転送中に容量性負荷86の駆動を開始できる。
 容量性負荷86に印加されている電圧の絶対値が電圧生成回路45から出力された電圧と同じ大きさになると、スイッチ素子611sをオン状態からオフ状態に移行する。これにより、容量性負荷86の放電動作が終了する。その後、切断スイッチ素子66a,66bをオン状態からオフ状態に移行して、閉回路611cを誘導性素子415から切り離す。
 図示は省略するが、閉回路413c,513c,613cも閉回路411c,511c,611cと同様の制御方法によって誘導性素子415から順次切り離され、容量性負荷84,85,86が駆動される。駆動回路4は、以上の動作を繰り返し、容量性負荷84,85,86を順次繰り返し駆動することができる。
 閉回路511c,611cスイッチ素子511s,611sのオン状態及びオフ状態を制御する制御信号と、閉回路411cのスイッチ素子411sのオン状態及びオフ状態を制御する制御信号との位相差は、容量性負荷84,85,86を繰り返し駆動することに従って大きくなっている。同様に、閉回路513c,613cスイッチ素子513s,613sのオン状態及びオフ状態を制御する制御信号と、閉回路413cのスイッチ素子413sのオン状態及びオフ状態を制御する制御信号との位相差は、容量性負荷84,85,86を繰り返し駆動することに従って大きくなっている。
 そこで、本実施形態による駆動回路の制御方法では、先行閉回路を構成する容量性負荷84及び後続閉回路を構成する容量性負荷85,86に所定回数の交流電圧を印加したのちに、スイッチ素子411sを制御する制御信号とスイッチ素子511s,611sを制御する制御信号との位相差を初期位相差に戻すようになっていてもよい。同様に、先行閉回路を構成する容量性負荷84及び後続閉回路を構成する容量性負荷85,86に所定回数の交流電圧を印加したのちに、スイッチ素子413sを制御する制御信号とスイッチ素子513s,613sを制御する制御信号との位相差を初期位相差に戻すようになっていてもよい。これにより、先行閉回路(本例では閉回路411c)を構成する容量性負荷(本例では容量性負荷84)の駆動が終了する前に、後続閉回路(本例では閉回路511c,611c)を構成する容量性負荷(本例では容量性負荷85,86)の放電動作が開始されることを防止できる。
 以上説明したように、本実施形態による駆動回路4は、複数の容量性負荷84,85,86を駆動することができる。また、駆動回路4は、容量性負荷84,85,86からエネルギー転送回路41,51,61へのエネルギーの転送中に容量性負荷84,85,86を駆動(印加電圧を反転)できる。これにより、駆動回路4は、消費電力を低減することができる。また、駆動回路4を備える電子機器EDは、消費電力を低減することができる。
 本技術は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
 上記第1から第4実施形態では、各ダイオードおよび各逆バイアスダイオードは、PN接合型ダイオードで構成されているが、本技術はこれに限られない。例えば、各ダイオードおよび各逆バイアスダイオードは、ダイオード接続されたトランジスタで構成されていてもよい。
 容量性負荷を駆動する電源は、電圧生成回路(DC-DC変換回路)に限られず、オペアンプやデジタル-アナログ変換回路(DAC)が出力する電圧でもよい。
 上記変形例において、1回目の放電を行った後に電圧レベルの上昇を開始してもよい。
 上記第1実施形態から第4実施形態では、供給端17a,174a,175a,176aは、電圧生成回路15,45で生成された電圧(ハイレベル側の電位)が供給される端子であるが、本技術はこれに限られない。例えば、17a,174a,175a,176aは、駆動回路1の電源が供給される端子、あるいは固定電位に準ずる容量素子(例えばバイパスコンデンサ)の正側の電極に接続された端子であってもよい。また、上記第1実施形態から第4実施形態では、供給端17b,174b,175b,176bは、グランド端子であるが、本技術はこれに限られない。例えば、供給端17b,174b,175b,176bは、基準電位(グランドの電位)よりも低い電位(負極の電位)が供給される端子であってもよい。この場合、供給端17a,174a,175a,176aは、例えばグランド端子であってもよい。
 本技術は、容量が小さい、あるいは周波数が高い回路であって高速動作が可能な触感提示デバイスなどの電子機器に使用できる。また、本技術は、圧電アクチュエーター(ポンプ、振動デバイス)を設置可能な容量が小さい(例えば1μF程度)電子機器(例えばスマートフォン、ロボット、ゲームコントローラーなど)に使用できる。
 <5.応用例>
本開示に係る技術は、いわゆる「物のインターネット」であるIoT(Internet of things)と呼ばれる技術へ応用可能である。IoTとは、「物」であるIoTデバイス9100が、他のIoTデバイス9003、インターネット、クラウド9005などに接続され、情報交換することにより相互に制御する仕組みである。IoTは、農業、家、自動車、製造、流通、エネルギー、など様々な産業に利用できる。
 図12は、本開示に係る技術が適用され得るIoTシステム9000の概略的な構成の一例を示す図である。
 IoTデバイス9001には、温度センサー、湿度センサー、照度センサー、加速度センサー、距離センサー、画像センサー、ガスセンサー、人感センサーなどの各種センサーなどが含まれる。また、IoTデバイス9001には、スマートフォン、携帯電話、ウェアラブル端末、ゲーム機器などの端末を含めてもよい。IoTデバイス9001は、AC電源、DC電源、電池、非接触給電、いわゆるエナジーハーベストなどにより給電される。IoTデバイス9001は、有線、無線、近接無線通信などにより通信することができる。通信方式は3G/LTE、WiFi、IEEE802.15.4、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、Z-Waveなどが好適に用いられる。IoTデバイス9001は、これらの通信手段の複数を切り替えて通信してもよい。
 IoTデバイス9001は、1対1、星状、ツリー状、メッシュ状のネットワークを形成してもよい。IoTデバイス9001は、直接に、またはゲートウエイ9002を通して、外部のクラウド9005に接続してもよい。IoTデバイス9001には、IPv4、IPv6、6LoWPANなどによって、アドレスが付与される。IoTデバイス9001から収集されたデータは、他のIoTデバイス9003、サーバ9004、クラウド9005などに送信される。IoTデバイス9001からデータを送信するタイミングや頻度は好適に調整され、データを圧縮して送信してもよい。このようなデータはそのまま利用してもよく、統計解析、機械学習、データマイニング、クラスタ分析、判別分析、組み合わせ分析、時系列分析など様々な手段でデータをコンピュータ9008で分析してもよい。このようなデータを利用することにより、コントロール、警告、監視、可視化、自動化、最適化、など様々なサービスを提供することができる。
 本開示に係る技術は、家に関するデバイス、サービスにも応用可能である。家におけるIoTデバイス9001には、洗濯機、乾燥機、ドライヤ、電子レンジ、食洗機、冷蔵庫、オーブン、炊飯器、調理器具、ガス器具、火災報知器、サーモスタット、エアコン、テレビ、レコーダ、オーディオ、照明機器、温水器、給湯器、掃除機、扇風機、空気清浄器、セキュリティカメラ、錠、扉・シャッター開閉装置、スプリンクラー、トイレ、温度計、体重計、血圧計などが含まれる。さらにIoTデバイス9001には、太陽電池、燃料電池、蓄電池、ガスメータ、電力メータ、分電盤を含んでもよい。
 家におけるIoTデバイス9001の通信方式は、低消費電力タイプの通信方式が望ましい。また、IoTデバイス9001は屋内ではWiFi、屋外では3G/LTEにより通信するようにしてもよい。クラウド9005上にIoTデバイス制御用の外部サーバ9006を設置し、IoTデバイス9001を制御してもよい。IoTデバイス9001は、家庭機器の状況、温度、湿度、電力使用量、家屋内外の人・動物の存否などのデータを送信する。家庭機器から送信されたデータは、クラウド9005を通じて、外部サーバ9006に蓄積される。このようなデータに基づき、新たなサービスが提供される。このようなIoTデバイス9001は、音声認識技術を利用することにより、音声によりコントロールすることができる。
 また各種家庭機器からテレビに情報を直接送付することにより、各種家庭機器の状態を可視化することができる。さらには、各種センサーが居住者の有無を判断し、データを空調機、照明などに送付することで、それらの電源をオン・オフすることができる。さらには、各種家庭機器に供えられたディスプレイにインターネットを通じて広告を表示することができる。
 以上、本開示に係る技術が適用され得るIoTシステム9000の一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、IoTデバイス9001に好適に適用され得る。具体的には、電子機器EDをIoTデバイス9001に適用することができる。IoTデバイス9001に本開示に係る技術を適用することにより、消費電力を削減して、IoTデバイス9001のバッテリの駆動時間を長くすることができる。
 なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
 なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)
 第一容量性負荷への交流電圧の印加を制御する第一制御回路と、
 前記第一容量性負荷とともに第一閉回路を構成する誘導性素子と、
 前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記誘導性素子に直列に接続されて前記第一閉回路を構成する第一ダイオード型素子と、
 前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第一ダイオード型素子と直列に接続されて前記第一閉回路を構成する第一スイッチ素子と
 を備える駆動回路。
(2)
 前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間と第一直流電位の第一供給端との間に接続されて前記第一直流電位によって逆バイアスが印加される第一逆バイアスダイオード型素子と、
 前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間と第二直流電位の第二供給端との間に接続されて前記第二直流電位によって逆バイアスが印加される第二逆バイアスダイオード型素子を備える
 前記(1)に記載の駆動回路。
(3)
 前記誘導性素子に直列かつ前記第一ダイオード型素子及び前記第一スイッチ素子に並列に接続されて第二閉回路を構成する第二ダイオード型素子と、
 前記第二ダイオード型素子に直列かつ前記第一ダイオード型素子及び前記第一スイッチ素子に並列に接続されて前記第一閉回路を構成する第二スイッチ素子と
 を備える
 前記(2)に記載の駆動回路。
(4)
 前記第一閉回路及び前記第二閉回路は、前記第一供給端及び前記第二供給端に直結されていない
 前記(3)に記載の駆動回路。
(5)
 前記第一制御回路は、
 複数のスイッチ素子を有する第一スイッチ素子群で構成されて前記第一容量性負荷の両端に接続された第一ブリッジ回路と、
 前記複数のスイッチ素子、前記第一スイッチ素子及び前記第二スイッチ素子のスイッチングを制御する制御信号を生成する第一制御信号生成部と
 を有する
 前記(3)又は(4)に記載の駆動回路。
(6)
 前記誘導性素子、前記第一ダイオード型素子及び前記第一スイッチ素子で構成され、前記第一容量性負荷に蓄積されているエネルギーを転送する第一エネルギー転送部と、
 前記誘導性素子、前記第二ダイオード型素子及び前記第二スイッチ素子で構成され、前記第一容量性負荷に蓄積されているエネルギーを転送する第二エネルギー転送部と
 を有するエネルギー転送回路を備える
 前記(5)に記載の駆動回路。
(7)
 前記第一スイッチ素子、前記第二スイッチ素子及び前記第一スイッチ素子群に設けられた前記複数のスイッチ素子は、電界効果トランジスタで構成されている
 前記(5)又は(6)に記載の駆動回路。
(8)
 第二容量性負荷への交流電圧の印加を制御する第二制御回路と、
 前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記誘導性素子に直列に接続されて前記第三閉回路を構成する第三ダイオード型素子と、
 前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第三ダイオード型素子と直列に接続されて前記第三閉回路を構成する第三スイッチ素子と、
 前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子に直列に接続されて前記第一閉回路及び前記第二閉回路から前記誘導性素子を電気的に切断する第一切断スイッチ素子と、
 前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子に直列に接続されて前記第三閉回路から前記誘導性素子を電気的に切断する第二切断スイッチ素子と
 を備える前記(3)から(7)までのいずれか一項に記載の駆動回路。
(9)
 前記誘導性素子に直列かつ前記第三ダイオード型素子及び前記第三スイッチ素子に並列に接続されて第四閉回路を構成する第四ダイオード型素子と、
 前記第四ダイオード型素子に直列かつ前記第三ダイオード型素子及び前記第三スイッチ素子に並列に接続されて前記第四閉回路を構成する第四スイッチ素子と
 を備える
 前記(8)に記載の駆動回路。
(10)
 前記第二制御回路は、
 複数のスイッチ素子を有する第二スイッチ素子群で構成されて前記第二容量性負荷の両端に接続された第二ブリッジ回路と、
 前記第三スイッチ素子、前記第四スイッチ素子及び前記第二スイッチ素子群のスイッチングを制御する制御信号を生成する第二制御信号生成部と
 を有する
 前記(9)に記載の駆動回路。
(11)
 前記誘導性素子、前記第三ダイオード型素子及び前記第三スイッチ素子で構成され、前記第二容量性負荷に蓄積されているエネルギーを転送する第三エネルギー転送部と、
 前記誘導性素子、前記第四ダイオード型素子及び前記第四スイッチ素子で構成され、前記第二容量性負荷に蓄積されたエネルギーを転送する第四エネルギー転送部と
 を有する第二エネルギー転送回路を備える
 前記(9)又は(10)に記載の駆動回路。
(12)
 前記第三スイッチ素子、前記第四スイッチ素子及び前記第二スイッチ素子群に設けられた前記複数のスイッチ素子は、電界効果トランジスタで構成されている
 前記(10)又は(11)に記載の駆動回路。
(13)
 前記(1)から(12)までのいずれか一項に記載の駆動回路を備える電子機器。
(14)
 第一容量性負荷に直列に接続された誘導性素子と、前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記誘導性素子に直列に接続された第一ダイオード型素子と、前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第一ダイオード型素子と直列に接続された第一スイッチ素子とで構成された第一閉回路の前記第一スイッチ素子をオフ状態からオン状態に移行し、
 前記第一閉回路を介して前記第一容量性負荷に印加された電圧の極性を反転し、
 前記第一スイッチ素子をオン状態からオフ状態に移行し、
 前記第一容量性負荷に印加されている電圧と同極性の交流電圧を第一制御回路から印加する
 駆動回路の制御方法。
(15)
 前記第一制御回路から前記同極性の交流電圧を前記第一容量性負荷に印加した後に、
 前記誘導性素子に直列かつ前記第一ダイオード型素子及び前記第一スイッチ素子に並列に接続されて第二閉回路を構成し、互いに直列に接続された第二ダイオード型素子及び第二スイッチ素子の前記第二スイッチ素子をオフ状態からオン状態に移行し、
 前記第二閉回路を介して前記第一容量性負荷に印加された電圧の極性を反転し、
 前記第二スイッチ素子をオン状態からオフ状態に移行し、
 前記第一容量性負荷に印加されている電圧と同極性の交流電圧を前記第一制御回路から印加する
 前記(14)に記載の駆動回路の制御方法。
(16)
 前記第一制御回路は、1回目の交流電圧の電圧レベルを2回目以降の交流電圧の電圧レベルよりも低くして前記第一容量性負荷に印加する
 前記(14)又は(15)に記載の駆動回路の制御方法。
(17)
 前記誘導性素子と、第二容量性負荷と、前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記誘導性素子に直列に接続された第三ダイオード型素子と、前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第三ダイオード型素子と直列に接続された第三スイッチ素子とで構成されて第三閉回路の前記第三スイッチ素子のオン状態及びオフ状態を制御する制御信号と、前記第一スイッチ素子のオン状態及びオフ状態を制御する制御信号との初期位相差に基づいて、前記第一スイッチ素子及び前記第三スイッチ素子のうちの後にオフ状態からオン状態に移行するスイッチ素子を有する閉回路である後続閉回路から前記誘導性素子を電気的に切り離し、
 前記第一スイッチ素子及び前記第三スイッチ素子のうちの先にオフ状態からオン状態に移行するスイッチ素子を有する閉回路である先行閉回路を構成するスイッチ素子をオフ状態からオン状態に移行し、
 前記先行閉回路を介して前記先行閉回路を構成する容量性負荷に印加された電圧の極性を反転し、
 前記後続閉回路を構成する容量性負荷に印加されている交流電圧とは逆極性の交流電圧を該容量性負荷に印加し、
 前記後続閉回路を構成する前記スイッチ素子をオン状態からオフ状態に移行する
 前記(14)から(16)までのいずれか一項に記載の駆動回路の制御方法。
(18)
 前記先行閉回路を構成する容量性負荷及び前記後続閉回路を構成する容量性負荷に所定回数の交流電圧を印加したのちに、前記第一スイッチ素子を制御する前記制御信号と前記第三スイッチ素子を制御する前記制御信号との位相差を前記初期位相差に戻す
 前記(17)に記載の駆動回路の制御方法。
1,2,3,4 駆動回路
8,84,85,86 容量性負荷
9 バッテリ
11,31,41,51,61 エネルギー転送回路
13,43,53,63 制御回路
15,45 電圧生成回路
17a,17b,174a,174b,175a,175b,176a,176b 供給端
46a,46b,56a,56b,66a,66b 切断スイッチ素子
111,113,311,313,411,413,511,513,611,613 エネルギー転送部
111c,113c,311c,313c,411c,413c,415c,511c,513c,611c,613c 閉回路
111d,113d,311d,313d,411d,413d,511d,513d,611d,613d ダイオード
111s,113s,131ga,131gb,131gc,131gd,311s,313s,411s,413s,431ga,431gb,431gc,431gd,511s,513s,531ga,531gb,531gc,531gd,611s,613s,631ga,631gb,631gc,631gd スイッチ素子
115,415 誘導性素子
117,119,217,219,317,319,417a,417b,419,419a,419b 逆バイアスダイオード
131,431,531,631 ブリッジ回路
131g,431g,531g,631g スイッチ素子群
133,433,533,633 制御信号生成部
135,435,535,635 コンデンサ
9000 システム
9001 デバイス
9002 ゲートウエイ
9003 デバイス
9004 サーバ
9005 クラウド
9006 外部サーバ
9008 コンピュータ
9100 デバイス
ED 電子機器

Claims (18)

  1.  第一容量性負荷への交流電圧の印加を制御する第一制御回路と、
     前記第一容量性負荷とともに第一閉回路を構成する誘導性素子と、
     前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記誘導性素子に直列に接続されて前記第一閉回路を構成する第一ダイオード型素子と、
     前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第一ダイオード型素子と直列に接続されて前記第一閉回路を構成する第一スイッチ素子と
     を備える駆動回路。
  2.  前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間と第一直流電位の第一供給端との間に接続されて前記第一直流電位によって逆バイアスが印加される第一逆バイアスダイオード型素子と、
     前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間と第二直流電位の第二供給端との間に接続されて前記第二直流電位によって逆バイアスが印加される第二逆バイアスダイオード型素子を備える
     請求項1に記載の駆動回路。
  3.  前記誘導性素子に直列かつ前記第一ダイオード型素子及び前記第一スイッチ素子に並列に接続されて第二閉回路を構成する第二ダイオード型素子と、
     前記第二ダイオード型素子に直列かつ前記第一ダイオード型素子及び前記第一スイッチ素子に並列に接続されて前記第一閉回路を構成する第二スイッチ素子と
     を備える
     請求項2に記載の駆動回路。
  4.  前記第一閉回路及び前記第二閉回路は、前記第一供給端及び前記第二供給端に直結されていない
     請求項3に記載の駆動回路。
  5.  前記第一制御回路は、
     複数のスイッチ素子を有する第一スイッチ素子群で構成されて前記第一容量性負荷の両端に接続された第一ブリッジ回路と、
     前記複数のスイッチ素子、前記第一スイッチ素子及び前記第二スイッチ素子のスイッチングを制御する制御信号を生成する第一制御信号生成部と
     を有する
     請求項3に記載の駆動回路。
  6.  前記誘導性素子、前記第一ダイオード型素子及び前記第一スイッチ素子で構成され、前記第一容量性負荷に蓄積されているエネルギーを転送する第一エネルギー転送部と、
     前記誘導性素子、前記第二ダイオード型素子及び前記第二スイッチ素子で構成され、前記第一容量性負荷に蓄積されているエネルギーを転送する第二エネルギー転送部と
     を有するエネルギー転送回路を備える
     請求項5に記載の駆動回路。
  7.  前記第一スイッチ素子、前記第二スイッチ素子及び前記第一スイッチ素子群に設けられた前記複数のスイッチ素子は、電界効果トランジスタで構成されている
     請求項5に記載の駆動回路。
  8.  第二容量性負荷への交流電圧の印加を制御する第二制御回路と、
     前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記誘導性素子に直列に接続されて第三閉回路を構成する第三ダイオード型素子と、
     前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第三ダイオード型素子と直列に接続されて前記第三閉回路を構成する第三スイッチ素子と、
     前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子に直列に接続されて前記第一閉回路及び前記第二閉回路から前記誘導性素子を電気的に切断する第一切断スイッチ素子と、
     前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子に直列に接続されて前記第三閉回路から前記誘導性素子を電気的に切断する第二切断スイッチ素子と
     を備える請求項3に記載の駆動回路。
  9.  前記誘導性素子に直列かつ前記第三ダイオード型素子及び前記第三スイッチ素子に並列に接続されて第四閉回路を構成する第四ダイオード型素子と、
     前記第四ダイオード型素子に直列かつ前記第三ダイオード型素子及び前記第三スイッチ素子に並列に接続されて前記第四閉回路を構成する第四スイッチ素子と
     を備える
     請求項8に記載の駆動回路。
  10.  前記第二制御回路は、
     複数のスイッチ素子を有する第二スイッチ素子群で構成されて前記第二容量性負荷の両端に接続された第二ブリッジ回路と、
     前記第三スイッチ素子、前記第四スイッチ素子及び前記第二スイッチ素子群のスイッチングを制御する制御信号を生成する第二制御信号生成部と
     を有する
     請求項9に記載の駆動回路。
  11.  前記誘導性素子、前記第三ダイオード型素子及び前記第三スイッチ素子で構成され、前記第二容量性負荷に蓄積されているエネルギーを転送する第三エネルギー転送部と、
     前記誘導性素子、前記第四ダイオード型素子及び前記第四スイッチ素子で構成され、前記第二容量性負荷に蓄積されたエネルギーを転送する第四エネルギー転送部と
     を有する第二エネルギー転送回路を備える
     請求項9に記載の駆動回路。
  12.  前記第三スイッチ素子、前記第四スイッチ素子及び前記第二スイッチ素子群に設けられた前記複数のスイッチ素子は、電界効果トランジスタで構成されている
     請求項10に記載の駆動回路。
  13.  請求項1に記載の駆動回路を備える電子機器。
  14.  第一容量性負荷に直列に接続された誘導性素子と、前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記誘導性素子に直列に接続された第一ダイオード型素子と、前記第一容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第一ダイオード型素子と直列に接続された第一スイッチ素子とで構成された第一閉回路の前記第一スイッチ素子をオフ状態からオン状態に移行し、
     前記第一閉回路を介して前記第一容量性負荷に印加された電圧の極性を反転し、
     前記第一スイッチ素子をオン状態からオフ状態に移行し、
     前記第一容量性負荷に印加されている電圧と同極性の交流電圧を第一制御回路から印加する
     駆動回路の制御方法。
  15.  前記第一制御回路から前記同極性の交流電圧を前記第一容量性負荷に印加した後に、
     前記誘導性素子に直列かつ前記第一ダイオード型素子及び前記第一スイッチ素子に並列に接続されて第二閉回路を構成し、互いに直列に接続された第二ダイオード型素子及び第二スイッチ素子の前記第二スイッチ素子をオフ状態からオン状態に移行し、
     前記第二閉回路を介して前記第一容量性負荷に印加された電圧の極性を反転し、
     前記第二スイッチ素子をオン状態からオフ状態に移行し、
     前記第一容量性負荷に印加されている電圧と同極性の交流電圧を前記第一制御回路から印加する
     請求項14に記載の駆動回路の制御方法。
  16.  前記第一制御回路は、1回目の交流電圧の電圧レベルを2回目以降の交流電圧の電圧レベルよりも低くして前記第一容量性負荷に印加する
     請求項14に記載の駆動回路の制御方法。
  17.  前記誘導性素子と、第二容量性負荷と、前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記誘導性素子に直列に接続された第三ダイオード型素子と、前記第二容量性負荷及び前記誘導性素子の間で前記第三ダイオード型素子と直列に接続された第三スイッチ素子とで構成されて第三閉回路の前記第三スイッチ素子のオン状態及びオフ状態を制御する制御信号と、前記第一スイッチ素子のオン状態及びオフ状態を制御する制御信号との初期位相差に基づいて、前記第一スイッチ素子及び前記第三スイッチ素子のうちの後にオフ状態からオン状態に移行するスイッチ素子を有する閉回路である後続閉回路から前記誘導性素子を電気的に切り離し、
     前記第一スイッチ素子及び前記第三スイッチ素子のうちの先にオフ状態からオン状態に移行するスイッチ素子を有する閉回路である先行閉回路を構成するスイッチ素子をオフ状態からオン状態に移行し、
     前記先行閉回路を介して前記先行閉回路を構成する容量性負荷に印加された電圧の極性を反転し、
     前記後続閉回路を構成する容量性負荷に印加されている交流電圧とは逆極性の交流電圧を該容量性負荷に印加し、
     前記後続閉回路を構成する前記スイッチ素子をオン状態からオフ状態に移行する
     請求項14に記載の駆動回路の制御方法。
  18.  前記先行閉回路を構成する容量性負荷及び前記後続閉回路を構成する容量性負荷に所定回数の交流電圧を印加したのちに、前記第一スイッチ素子を制御する前記制御信号と前記第三スイッチ素子を制御する前記制御信号との位相差を前記初期位相差に戻す
     請求項17に記載の駆動回路の制御方法。
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