JP3067425B2 - 圧電素子駆動回路 - Google Patents
圧電素子駆動回路Info
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Description
し、アクチュエータとして用いられる圧電素子を駆動す
る回路に関する。
として、一般にPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等の圧
電素子が用いられている。
報に記載の如く、DC−DCコンバータの出力する電源
電圧をLC共振回路により昇圧することにより、圧電素
子の充電時には電源電圧以上の正電圧を印加し、圧電素
子の放電時にはゼロ電位以下の負側電圧を印加する圧電
素子駆動回路がある。
源電圧が高い値に変動した場合、圧電素子の放電時に印
加される負側電圧つまり負側へのアンダーシュートが負
側に大きな値となる。
負側に大きくなるほど分極劣化が激しくなり、上記電源
電圧の変動により圧電素子の劣化が速くなるという問題
があった。
電源電圧の上昇に応じて放電用インダクタに流れる電流
を制限する放電電流制限回路を設けることにより、圧電
素子の負側電圧が負側に増大することを抑制して圧電素
子の劣化を防止する圧電素子駆動回路を提供することを
目的とする。
路は、充電用インダクタと圧電素子の静電容量とにより
構成される第1の共振回路を用いて電源の電圧を越える
高電圧を上記圧電素子に印加して充電を行ない、放電用
インダクタと上記圧電素子の静電容量とにより構成され
る第2の共振回路を用いて上記圧電素子に負側電圧を印
加して放電を行なう圧電素子駆動回路において、上記電
源の正側出力端子にアノードを接続されたダイオードと
上記ダイオードのカソードに一端を接続された抵抗と、
上記抵抗の他端に一端を接続され、他端を上記電源の負
側出力端子に接続されると共に上記放電用インダクタに
電磁結合されたインダクタとにより構成される放電電流
制限回路を有する。
した場合、放電電流制限回路に流れる電流が増大し、放
電用インダクタに流れる放電電流の制限量が大となるた
め、圧電素子の負側電圧が負側に増大することが抑制さ
れる。
示す。
ており、このバッテリーの出力電圧ViがDC−DCコ
ンバータ11に供給される。
コンバータ11はトランスと、トランスの1次コイルに
端子10よりの電流を断続して流すスイッチング素子
と、トランスの2次コイルに誘起される電流を全波整流
するダイオードとより構成されており、上記DC−DC
コンバータ11の出力によって電源用コンデンサC2が
充電され、安定化される。
は充電用インダクタ12及びこれに直列接続されたサイ
リスタ13を通して容量性の圧電素子14の一端に接続
され、圧電素子14の他端はDC−DCコンバータ11
の負側出力端子に接続されている。また、圧電素子12
の両端間はサイリスタ15及びこれに直列接続された放
電用インダクタ16を通して接続されている。
れた図示しない点弧回路によってスイッチング制御され
る構成とされており、一方がオンのときは他方がオフと
され、かつ、交互にオンとオフを繰り返すようにスイッ
チング制御される。
ンデンサC2の充電電荷が充電用インダクタ12及びサ
イリスタ13を通して圧電素子14に印加される。すな
わち、サイリスタ13がオンの時には図示の向きに電流
I1 が流れ、共振により容量性負荷である圧電素子14
に電源電圧V0 より高い電圧VP が蓄えられる。
と、圧電素子14の充電負荷がサイリスタ15及び放電
用インダクタ16を通して放電される。従って、サイリ
スタ15がオンのときは、図示の向きに放電電流I2 が
サイリスタ15及び放電用インダクタに流れ、オーバー
シュートにより圧電素子14の端子電圧VP は負電圧ま
で低下する。
16と電磁結合されており、インダクタ20の一端はD
C−DCコンバータ11の負側出力端子に接続され、他
端は電流制限用の抵抗21を介して逆流防止用のダイオ
ード22のカソードに接続されている。ダイオード22
のアノードはDC−DCコンバータ11の正側出力端子
に接続されている。このインダクタ20と抵抗21とダ
イオード22とで放電電流制限回路が構成されている。
れてない場合は、DC−DCコンバータ11の出力電圧
V0 が所定値の場合、圧電素子14の両端電圧は図2の
前半に示す如く例えば充電時に500Vで放電時に−1
00Vとなる。ここで出力電圧V0 が変動により高くな
ると、図2の後半に示す如く圧電素子14の両端電圧は
例えば充電時に700Vで放電時に−300Vとなる。
合は、DC−DCコンバータ11からダイオード22,
抵抗21を通してインダクタ20に電流I3 が流れる。
電流I3 は抵抗21の抵抗値をR0 とするとI3 =V0
/R0 で表わされる。放電用インダクタ16に放電電流
I2 が流れるとき放電用インダクタ16と電磁結合した
インダクタ20に電流I3 が流れているために放電用イ
ンダクタ16は飽和しやすくなり、この飽和によって電
流I2 が制限され、圧電素子に印加される負側電圧が抑
制される。
力電圧V0 が所定値の場合、圧電素子14の両端電圧は
図3の前半に示す如く、例えば充電時に500Vで放電
時に−100Vとなる。このときは電流I3 による負側
電圧の抑制はなされてない。次に出力電圧V0 が変動に
より高くなると、図3の後半に示す如く圧電素子14の
両端電圧例えば充電時に700Vとなるが、電圧V0 の
上昇により電流I3 が増大して放電電流I2 が制限され
るために、放電時の圧電素子14の両端電圧は−100
Vに抑制される。これによって圧電素子14の分極劣化
が防止される。また、インダクタ20の巻回数を選定す
ることによりこのインダクタ20に流れる電流I3 を小
さくすることが可能であり、回路構成が簡単で信頼性が
高くコストも低くて済む。
によれば、電源電圧の上昇に応じて放電用インダクタに
流れる電流を制限する放電電流制限回路を設けることに
より、圧電素子の負側電圧が負側に増大することを抑制
して圧電素子の劣化を防止でき、実用上きわめて有用で
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 充電用インダクタと圧電素子の静電容量
とにより構成される第1の共振回路を用いて電源の電圧
を越える高電圧を上記圧電素子に印加して充電を行な
い、放電用インダクタと上記圧電素子の静電容量とによ
り構成される第2の共振回路を用いて上記圧電素子に負
側電圧を印加して放電を行なう圧電素子駆動回路におい
て、 上記電源の正側出力端子にアノードを接続されたダイオ
ードと上記ダイオードのカソードに一端を接続された抵
抗と、上記抵抗の他端に一端を接続され、他端を上記電
源の負側出力端子に接続されると共に上記放電用インダ
クタに電磁結合されたインダクタとにより構成される放
電電流制限回路を有することを特徴とする圧電素子駆動
回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4301329A JP3067425B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 圧電素子駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4301329A JP3067425B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 圧電素子駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06151993A JPH06151993A (ja) | 1994-05-31 |
JP3067425B2 true JP3067425B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=17895552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4301329A Expired - Lifetime JP3067425B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 圧電素子駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3067425B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP4301329A patent/JP3067425B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06151993A (ja) | 1994-05-31 |
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