JPH04125083A - 圧電アクチュエータの駆動装置 - Google Patents
圧電アクチュエータの駆動装置Info
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- JPH04125083A JPH04125083A JP2244685A JP24468590A JPH04125083A JP H04125083 A JPH04125083 A JP H04125083A JP 2244685 A JP2244685 A JP 2244685A JP 24468590 A JP24468590 A JP 24468590A JP H04125083 A JPH04125083 A JP H04125083A
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- charging
- piezoelectric actuator
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
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- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、圧電アクチュエータの充放電を行う駆動装置
に関する。
に関する。
(従来技術)
圧電アクチュエータは、誘電体である圧電素子とこれを
挟む2つの電極から構成された、一種のコンデンサであ
る。圧電アクチュエータの軸線方向変形は圧電アクチュ
エータに蓄積された電荷に比例する。従って、圧電アク
チュエータの出力変位は、圧電アクチュエータを充放電
することにより行われる。
挟む2つの電極から構成された、一種のコンデンサであ
る。圧電アクチュエータの軸線方向変形は圧電アクチュ
エータに蓄積された電荷に比例する。従って、圧電アク
チュエータの出力変位は、圧電アクチュエータを充放電
することにより行われる。
圧電アクチュエータの充放電を行う駆動装置として、第
3図に示すフライバック方式の装置が知られている。図
示の装置は、端子31、トランジスタ32及び例えばフ
ェライトコアからなる昇圧コイル33を備えた昇圧回路
と、ダイオード34を備え圧電アクチュエータ35を充
電する方向にのみ電流を流す充電回路と、グランドされ
た抵抗36を備えた放電回路とによって構成されている
。
3図に示すフライバック方式の装置が知られている。図
示の装置は、端子31、トランジスタ32及び例えばフ
ェライトコアからなる昇圧コイル33を備えた昇圧回路
と、ダイオード34を備え圧電アクチュエータ35を充
電する方向にのみ電流を流す充電回路と、グランドされ
た抵抗36を備えた放電回路とによって構成されている
。
充電操作では、端子31に周波数及びデユーティが略一
定のパルスを印加してトランジスタ32を導通させ、図
示のように実線矢印方向に直流電流を流して圧電アクチ
ュエータを充電する。放電操作では、充電の停止により
グランドされた抵抗36を介して図示のように破線矢印
方向に圧電アクチュエータを放電させる。
定のパルスを印加してトランジスタ32を導通させ、図
示のように実線矢印方向に直流電流を流して圧電アクチ
ュエータを充電する。放電操作では、充電の停止により
グランドされた抵抗36を介して図示のように破線矢印
方向に圧電アクチュエータを放電させる。
(発明が解決しようとする課題)
しかし、上述の従来の圧電アクチュエータの駆動装置で
は、充電中の圧電アクチュエータの実際の充電電圧とは
無関係に、周波数及びデユーティが一定のパルスを使用
して充電操作を行うため、すなわちソフトスタートでな
いため、充電始動時にトランジスタに直流大電流I、が
流れてトランジスタが破損し易いという問題があった。
は、充電中の圧電アクチュエータの実際の充電電圧とは
無関係に、周波数及びデユーティが一定のパルスを使用
して充電操作を行うため、すなわちソフトスタートでな
いため、充電始動時にトランジスタに直流大電流I、が
流れてトランジスタが破損し易いという問題があった。
また、充電中の圧電アクチュエータの実際の充電電圧と
は無関係に、周波数及びデユーティが一定のパルスを使
用して充電操作を行うため、更に充電中も常には放電回
路の抵抗を介して放電しているため、充電効率すなわち
駆動効率が悪いという問題があった。
は無関係に、周波数及びデユーティが一定のパルスを使
用して充電操作を行うため、更に充電中も常には放電回
路の抵抗を介して放電しているため、充電効率すなわち
駆動効率が悪いという問題があった。
したがって、本発明の目的は、充電のソフトスタートが
可能で且つ充電効率の良い、圧電アクチュエータの駆動
装置を提供することにある。
可能で且つ充電効率の良い、圧電アクチュエータの駆動
装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段)
すなわち、本発明によれば、周波数が略一定のパルス入
力を受けて直流電圧を昇圧するための昇圧回路と、該昇
圧回路で昇圧した電圧で圧電アクチュエータを充電する
ための充電回路とを備えた圧電アクチュエータの駆動装
置において、上記圧電アクチュエータの充電電圧を検出
するための電圧測定回路と、該電圧測定回路が検出した
圧電アクチュエータの充電電圧に応じて上記入力パルス
のデユーティを変化させるためのデユーティ可変駆動回
路とを備えていることを特徴とする圧電アクチュエータ
の駆動装置を提供する。
力を受けて直流電圧を昇圧するための昇圧回路と、該昇
圧回路で昇圧した電圧で圧電アクチュエータを充電する
ための充電回路とを備えた圧電アクチュエータの駆動装
置において、上記圧電アクチュエータの充電電圧を検出
するための電圧測定回路と、該電圧測定回路が検出した
圧電アクチュエータの充電電圧に応じて上記入力パルス
のデユーティを変化させるためのデユーティ可変駆動回
路とを備えていることを特徴とする圧電アクチュエータ
の駆動装置を提供する。
(実施例)
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明による圧電アクチュエータの駆動装置
の一実施例の構成を概略的に示す図である。図示の駆動
装置の構成のうち、昇圧回路、充電回路は第3図に示す
従来の装置と基本的には同じであり、第3図の構成要素
と同様な構成要素には同じ参照番号が付されている。図
示の駆動装置が第3図に示す従来の装置と構成的に大き
く相違する点は、圧電アクチュエータ35の充電電圧を
検出するための電圧測定回路1と、該電圧測定回路が検
出した圧電アクチュエータの充電電圧に応じて上記入力
パルスのデユーティを変化させるためのデユーティ可変
駆動回路2を備えていることである。
の一実施例の構成を概略的に示す図である。図示の駆動
装置の構成のうち、昇圧回路、充電回路は第3図に示す
従来の装置と基本的には同じであり、第3図の構成要素
と同様な構成要素には同じ参照番号が付されている。図
示の駆動装置が第3図に示す従来の装置と構成的に大き
く相違する点は、圧電アクチュエータ35の充電電圧を
検出するための電圧測定回路1と、該電圧測定回路が検
出した圧電アクチュエータの充電電圧に応じて上記入力
パルスのデユーティを変化させるためのデユーティ可変
駆動回路2を備えていることである。
図示の駆動装置の充電回路にはダイオード34と圧電ア
クチュエータ35との間に充電用リレー3が付設されて
おり、圧電アクチュエータ35の充電中、充電用リレー
3は接続状態におかれる。
クチュエータ35との間に充電用リレー3が付設されて
おり、圧電アクチュエータ35の充電中、充電用リレー
3は接続状態におかれる。
図示の駆動装置は更に、圧電アクチュエータ35の両端
に並列に接続された抵抗4及び5を備えている。2つの
抵抗4及び5の間には放電用リレー6が付設され、更に
ツェナーダイオード7が抵抗5と並列に接続されている
。従って、放電用リレー6を瞬時接続状態にすれば圧電
アクチュエータ35は放電し、圧電アクチュエータ35
の充電電圧は2つの抵抗4及び5によって分圧される。
に並列に接続された抵抗4及び5を備えている。2つの
抵抗4及び5の間には放電用リレー6が付設され、更に
ツェナーダイオード7が抵抗5と並列に接続されている
。従って、放電用リレー6を瞬時接続状態にすれば圧電
アクチュエータ35は放電し、圧電アクチュエータ35
の充電電圧は2つの抵抗4及び5によって分圧される。
例えば、抵抗4の抵抗値を20MΩに抵抗5の抵抗値を
68にΩに設定すれば、圧電アクチュエータの充電電圧
を約1/300に分圧することができる。圧電アクチュ
エータの充電電圧最大値をIKVとすると、分圧される
最大電圧は約3.3Vということになる。
68にΩに設定すれば、圧電アクチュエータの充電電圧
を約1/300に分圧することができる。圧電アクチュ
エータの充電電圧最大値をIKVとすると、分圧される
最大電圧は約3.3Vということになる。
2つの抵抗4及び5で分圧された電圧は、デユーティ可
変駆動回路2に入力される。デユーティ可変駆動回路2
は入力電圧から圧電アクチュエータ35の充電電圧を検
知し、検知した充電電圧に応じて適当なデユーティを有
するパルスをトランジスタ32に出力する。上述のよう
に、抵抗5には、例えば5vツエナーダイオード7が並
列に接続されているので、デユーティ可変駆動回路2は
5V以上の電圧が入力することがない。
変駆動回路2に入力される。デユーティ可変駆動回路2
は入力電圧から圧電アクチュエータ35の充電電圧を検
知し、検知した充電電圧に応じて適当なデユーティを有
するパルスをトランジスタ32に出力する。上述のよう
に、抵抗5には、例えば5vツエナーダイオード7が並
列に接続されているので、デユーティ可変駆動回路2は
5V以上の電圧が入力することがない。
一般に、充電操作ではパルスの周波数又は周期を一定に
するが、この場合、充電電圧の上昇に応じてデユーティ
すなわちパルス幅の周期に対する割合を変化させて充電
操作を行った方か、充電電圧の変化と無関係にデユーテ
ィを一定にして充電操作を行うより、充電効率が向上す
る。
するが、この場合、充電電圧の上昇に応じてデユーティ
すなわちパルス幅の周期に対する割合を変化させて充電
操作を行った方か、充電電圧の変化と無関係にデユーテ
ィを一定にして充電操作を行うより、充電効率が向上す
る。
第2図に、充電電圧の上昇に応じてデユーティを漸増さ
せながら充電操作を行うときの充電電圧■と充電用パル
ス幅(時間)Tの関係を例示する。
せながら充電操作を行うときの充電電圧■と充電用パル
ス幅(時間)Tの関係を例示する。
本実施例では、乾電池を用い、容量66nFの圧電アク
チュエータを、周波数6.25 kHzにて充電した。
チュエータを、周波数6.25 kHzにて充電した。
その結果、パルス幅Tを充電電圧Vの上昇に応じて段階
的に増加させて充電操作を行った方が、デユーティを一
定にして充電する従来の方法に比して、充電効率が著し
く向上することを確認した。
的に増加させて充電操作を行った方が、デユーティを一
定にして充電する従来の方法に比して、充電効率が著し
く向上することを確認した。
(効果)
以上説明したように、本発明の圧電アクチュエータの駆
動装置では、圧電アクチュエータの充電電圧の上昇に応
じてデユーティを変化させながら充電操作を行うことが
できるので、充電効率を最適にすることができる。従っ
て、乾電池のように消費電力の限られた電源を使用して
充電する場合に好適である。更に、小さなパルス幅から
始めることが可能になるので、いわゆるソフトスタート
が可能になり、充電開始時に直流大電流が流れてトラン
ジスタが破損するような危険を回避することができ、装
置の信頼性が著しく向上する。
動装置では、圧電アクチュエータの充電電圧の上昇に応
じてデユーティを変化させながら充電操作を行うことが
できるので、充電効率を最適にすることができる。従っ
て、乾電池のように消費電力の限られた電源を使用して
充電する場合に好適である。更に、小さなパルス幅から
始めることが可能になるので、いわゆるソフトスタート
が可能になり、充電開始時に直流大電流が流れてトラン
ジスタが破損するような危険を回避することができ、装
置の信頼性が著しく向上する。
第1図において充放電リレー3.6を設けたが、これは
本実の必要要素ではなく、乾電池使用等での低電力消費
化を目的としている。よって用途によってはリレーを削
除しても良い。
本実の必要要素ではなく、乾電池使用等での低電力消費
化を目的としている。よって用途によってはリレーを削
除しても良い。
また5Vツエナーダイオード7は保護用であり、必要に
応じて削除しても良(、あるいは更に他の部品を追加し
ても良い。
応じて削除しても良(、あるいは更に他の部品を追加し
ても良い。
第1図は、本発明による圧電アクチュエータの駆動装置
の実施例の構成を示す概略図であり、第2図は、充電電
圧の上昇に応じてデユーティを漸増させながら充電操作
を行うときの充電電圧と充電用パルス幅の関係を示す図
であり、第3図は、従来の圧電アクチュエータの駆動装
置の構成を示す概略図である。 1・・・電圧測定回路、 2・・・デユーティ可変駆動回路、 31・・・端子、 32・・・トランジスタ、 33・・・昇圧コイル、 34・・・ダイオード、 35・・・圧電アクチュエータ、 36・・・抵抗。 第2図 T 第6図
の実施例の構成を示す概略図であり、第2図は、充電電
圧の上昇に応じてデユーティを漸増させながら充電操作
を行うときの充電電圧と充電用パルス幅の関係を示す図
であり、第3図は、従来の圧電アクチュエータの駆動装
置の構成を示す概略図である。 1・・・電圧測定回路、 2・・・デユーティ可変駆動回路、 31・・・端子、 32・・・トランジスタ、 33・・・昇圧コイル、 34・・・ダイオード、 35・・・圧電アクチュエータ、 36・・・抵抗。 第2図 T 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 周波数が略一定のパルス入力を受けて直流電圧を昇圧す
るための昇圧回路と、該昇圧回路で昇圧した電圧で圧電
アクチュエータを充電するための充電回路とを備えた圧
電アクチュエータの駆動装置において、 上記圧電アクチュエータの充電電圧を検出するための電
圧測定回路と、該電圧測定回路が検出した圧電アクチュ
エータの充電電圧に応じて上記入力パルスのデューティ
を変化させるためのデューティ可変駆動回路とを備えて
いることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2244685A JPH04125083A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 圧電アクチュエータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2244685A JPH04125083A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 圧電アクチュエータの駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04125083A true JPH04125083A (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=17122421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2244685A Pending JPH04125083A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 圧電アクチュエータの駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04125083A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19944733A1 (de) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP2244685A patent/JPH04125083A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19944733A1 (de) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes |
US6563252B2 (en) | 1999-09-17 | 2003-05-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit and method for driving at least one capacitive actuator |
DE19944733B4 (de) * | 1999-09-17 | 2007-01-04 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes |
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