(57)【要約】【課題】容量性負荷のための簡単な又は低廉な駆動回路を提供する。【解決手段】駆動回路は、直流電源と、制御信号を供給する制御ユニットと、入力端子、出力端子及び制御端子を各々含む第１スイッチ及び第２スイッチより成るパワースイッチトポロジーであって、入力端子は電源に各々接続され、制御端子は制御ユニットに接続されてそこから制御信号を受信し、出力端子はノードに接続されるようなパワースイッチトポロジーと、そのノードと電源との間で容量性負荷に直列に接続されたインダクタンスとを備え、制御信号がスイッチを交互に導通するように制御して、ノードがパルス信号を出力するようにさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、
制御信号を供給するための制御ユニットと、
入力端子、出力端子及び制御端子を各々含む第１スイッチ及び第２スイッチより成るパワースイッチトポロジーであって、入力端子は電源に各々接続され、制御端子は制御ユニットに接続されてそこから制御信号を受信し、出力端子はノードに接続されるようなパワースイッチトポロジーと、
前記ノードと電源との間で容量性負荷に直列に接続されたインダクタンスと、
を備え、前記制御信号が前記スイッチを交互に導通するように制御して、前記ノードがパルス信号を出力するようにさせる、駆動回路。
【請求項２】
前記制御信号は、ＰＷＭ信号である、請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記容量性負荷と並列に接続されたキャパシタを更に備え、前記容量性負荷及びキャパシタの等価キャパシタがインダクタンスに一致する、請求項１又は２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記容量性負荷と直列に接続されたキャパシタを更に含む、請求項１又は２に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記容量性負荷は、圧電モータを含む、請求項１から４のいずれかに記載の駆動回路。
【請求項６】
前記圧電モータは、共通電極と、スイッチに各々直列に接続された２つの個別電極とを有する圧電素子を含む、請求項５に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記容量性負荷は、少なくとも２つの圧電モータを含む、請求項１から６のいずれかに記載の駆動回路。
【請求項８】
前記圧電モータは並列に接続され、そして各圧電モータは、各スイッチに直列に接続される、請求項７に記載の駆動回路。
【請求項９】
各圧電モータは、各キャパシタと並列に接続され、前記圧電モータ及びキャパシタの等価キャパシタが前記インダクタンスに一致する、請求項８に記載の駆動回路。
【請求項１０】
前記圧電モータは、単一キャパシタと並列に接続される、請求項８に記載の駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路に係り、より詳細には、圧電モータ、等の容量性負荷のための駆動回路に係る。
【背景技術】
【０００２】
既知の形式の圧電モータは、圧電材料のスラブを備え、その片面には共通電極をそしてその反対面には２つの個別電極を有している。共通電極が個別電極の一方と導通すると、圧電モータは、一方向に移動する。共通電極が他方の個別電極と導通すると、圧電モータは、逆方向に移動する。
【０００３】
図６は、圧電モータの共通電極と個別電極の１つとの間に接続された従来の駆動回路を示している。この駆動回路は、直流電源ＤＣと、２つの半ブリッジ回路ＨＢ１、ＨＢ２と、直列接続されたインダクタンスＬ及び圧電モータＭとを備えている。各半ブリッジ回路は、ＰＷＭ信号により制御される２つのスイッチを含む。１つの半サイクルにおいて、スイッチＳ１及びＳ４が導通するように制御されると共に、スイッチＳ２及びＳ３が非導通であるように制御され、電流が圧電モータＭを通してノードｎ１からノードｎ２の方向に流れる。他の半サイクルにおいて、スイッチＳ１及びＳ４が非導通であるように制御されると共に、スイッチＳ２及びＳ３が導通するように制御され、電流が圧電モータＭを通してノードｎ２からノードｎ１の方向に流れる。圧電モータＭは、これに交流電流が流れたときに一方向に移動することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した既知の駆動回路は、一方向のみのモータの移動に対応する２つのスイッチを各々含む２つの半ブリッジ回路を必要とする。２つの方向にモータを移動するには、２つのスイッチを含む少なくとも１つの付加的な半ブリッジ回路が必要となり、高価なものとなる。
【０００５】
そこで、容量性負荷のための簡単な又は低廉な駆動回路が要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明は、その１つの態様において、直流電源と、制御信号を供給するための制御ユニットと、入力端子、出力端子及び制御端子を各々含む第１スイッチ及び第２スイッチより成るパワースイッチトポロジーであって、入力端子は電源に各々接続され、制御端子は制御ユニットに接続されてそこから制御信号を受信し、出力端子はノードに接続されるようなパワースイッチトポロジーと、前記ノードと電源との間で容量性負荷に直列に接続されたインダクタンスとを備え、前記制御信号が前記スイッチを交互に導通するように制御して、前記ノードがパルス信号を出力するようにさせる、駆動回路を提供する。
【０００７】
好ましくは、制御信号は、ＰＷＭ信号である。
【０００８】
好ましくは、容量性負荷と並列にキャパシタが接続され、容量性負荷及びキャパシタの等価キャパシタがインダクタンスに一致する。
【０００９】
或いは又、容量性負荷と直列に接続されたキャパシタを含む。
【００１０】
好ましくは、容量性負荷は、圧電モータを含む。
【００１１】
好ましくは、圧電モータは、共通電極と、スイッチに各々直列に接続された２つの個別電極とを有する圧電素子を含む。
【００１２】
好ましくは、容量性負荷は、少なくとも２つの圧電モータを含む。
【００１３】
好ましくは、圧電モータは並列に接続され、そして各圧電モータは、各スイッチに直列に接続される。
【００１４】
好ましくは、各圧電モータは、各キャパシタと並列に接続され、圧電モータ及びキャパシタの等価キャパシタがインダクタンスに一致する。
【００１５】
或いは又、圧電モータは、単一キャパシタと並列に接続される。
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を一例として説明する。２つ以上の図面に現れる同一の構造体、要素又は部品は、一般的に、それらが現れる全ての図面において同じ参照番号で示される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態による駆動回路の回路図である。
【図２】圧電モータの等価回路を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態による駆動回路の回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による駆動回路の回路図である。
【図５】本発明の第４の実施形態による駆動回路の回路図である。
【図６】圧電モータのための従来の駆動回路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第１の実施形態による駆動回路が図１に示されている。この駆動回路は、直流電源１１と、パワースイッチトポロジー１２と、インダクタンス１３と、制御ユニット１４と、容量性負荷１５とを備えている。パワースイッチトポロジー１２は、第１スイッチ３０及び第２スイッチ４０を有する。各スイッチ３０、４０は、入力端子３１、４１と、出力端子３２、４２と、制御端子３３、４３とを有する。入力端子３１、４１は、電源１１の２つの電源端子に各々接続される。制御端子３３、４３は、制御ユニット１４に接続されて、そこから制御信号を受け取る。出力端子３２、４２は、インダクタ１３の一端に接続されたノードｎ３に接続され、インダクタ１３の他端は、容量性負荷１５に接続され、この容量性負荷は、更に、電源１１の電源端子の一方に接続される。制御ユニット１４は、例えば、ＰＷＭ信号のような制御信号を供給／付与するように構成され、これら制御信号は、スイッチ３０、４０の制御端子３３、４３へ送信されて、スイッチ３０、４０の一方を交互に導通し、ノードｎ３がパルス信号を出力するようにさせる。インダクタンス１３及び容量性負荷１５は、ノードｎ３からのパルス信号出力がインダクタンス１３及び容量性負荷１５を通過するときに、ＬＣ共振を発生する。
【００１９】
スイッチ３０、４０は、トランジスタ、金属−酸化物−半導体の電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、又はＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスタ）でよい。制御ユニット１４は、所定のプログラムに基づき制御信号を与えるマイクロプロセッサでよい。
【００２０】
容量性負荷１５は、例えば、移動電話やパーソナルデジタルアシスタントのような映像捕獲機能をもつポータブル電子装置に使用されてそのレンズモジュールを駆動するための圧電モータでよい。
【００２１】
図２は、圧電モータの等価回路図である。このモータは、圧電素子のようなスラブを備え、これは、その片面に共通電極２１を、そしてその反対面に２つの個別電極２２、２３を有している。２つのスイッチ２４及び２５が、各々、個別電極２２、２３に直列に接続されて、制御信号により交互に導通するように制御され、これにより、電極２２及び２３のどちらが共通電極２１と導通するかを選択する。共通電極２１が個別電極２２、２３の一方と導通するときには、圧電モータが第１方向に移動することができる。共通電極２１が個別電極２２、２３の他方と導通するときには、圧電モータが、第１方向とは逆の第２方向に移動することができる。従って、２つのスイッチ２４、２５は、圧電モータの動作方向を決定するので、方向スイッチと称される。
【００２２】
本発明の第１の実施形態の駆動回路では、圧電モータを制御するのに、４つのスイッチ３０、４０、２４、２５しか必要とされない。
【００２３】
図３は、本発明の第２の実施形態による駆動回路を示す。図３の駆動回路では、キャパシタＣ１が、容量性負荷１５と並列に接続される。キャパシタＣ１及び容量性負荷１５の等価キャパシタがインダクタンス１３と一致して、ＬＣ共振回路を同調させる。
【００２４】
図４は、本発明の第３の実施形態による駆動回路を示す。この駆動回路では、ノードｎ３からの信号出力の直流成分を阻止するために容量性負荷１５と直列にＤＣブロッキングキャパシタＣ２が接続される。
【００２５】
図５は、本発明の第４の実施形態による駆動回路を示す。第４の実施形態による駆動回路では、容量性負荷１５が、並列に接続された複数の圧電モータで構成される。好ましくは、各圧電モータは、その圧電モータを動作するかどうか制御するのに使用されるラインスイッチと直列に接続される。このラインスイッチは、多数の並列モータに駆動信号を同時に供給しながら個々のモータを選択的に動作できるようにする。この駆動回路では、パワースイッチトポロジー１２を複数の圧電モータにより共有することができ、その結果、コストが更に減少される。好ましくは、各圧電モータは、キャパシタと並列に接続され、圧電モータ及びその対応キャパシタの等価キャパシタがインダクタンスと一致して、ＬＣ共振回路を形成するようにする。或いは又、圧電モータは、それらが同じパラメータを有する場合には、共有キャパシタと並列に接続されてもよい。
【００２６】
本発明の説明及び特許請求の範囲において、動詞「備える(comprise)」、「含む(include)」、「収容する(contain)」及び「有する(have)」並びにその変化は、各々、そこに述べたアイテムの存在を特定するために包括的な意味で使用され、付加的なアイテムの存在を除外するものではない。
【００２７】
本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。
【符号の説明】
【００２８】
１１：直流電源
１２：パワースイッチトポロジー
１３：インダクタンス
１４：制御装置
１５：容量性負荷
２１：共通電極
２２、２３：個別の電極
２４、２５：スイッチ
３０：第１スイッチ
３１、４１：入力端子
３２、４２：出力端子
３３、４３：制御端子
４０：第２スイッチ
Ｃ１：キャパシタ
Ｃ２：ＤＣブロッキングキャパシタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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