[发明专利]压电致动器驱动电路以及压电致动器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电致动器驱动电路，特别是涉及一种对具备多个分极部、多个分极部中的至少一个被施加驱动电压的压电致动器进行驱动的压电致动器驱动电路以及具备该压电致动器驱动电路的压电致动装置。

背景技术

驻波型超声波马达(压电马达)等压电致动器通常在一体的压电元件内形成有多个分极部，对这些分极部中的一个或者多个分极部施加来自高压电源的电压脉冲，从而驱动压电致动器。在对多个分极部中的一个施加电压脉冲的致动器中，在使致动器正转(正方向驱动)以及使致动器反转(反方向驱动)的情况下，对不同的分极部施加电压脉冲。另外，在对多个分极部施加电压脉冲的致动器中，施加到各分极部的电压脉冲的波形的相位互不相同，在使致动器正转(正方向驱动)以及使致动器反转(反方向驱动)的情况下，变更各电压脉冲波形的相位关系。

在日本专利4406952号公报(专利文献1)中记载有振动致动器。在该振动致动器中，对振子输入两个交流信号，改变这些交流信号中的至少一个的电压或者相位，由此控制振子的椭圆运动轨迹中的轴的倾斜。

专利文献1：日本专利4406952号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在记载于日本专利4406952号公报中的振动致动器的驱动装置中，存在难以高效率地驱动致动器的问题。另外，在该振动致动器的驱动装置中，存在依赖于驱动速度而易于产生振荡等难以顺利地控制致动器这种问题。

本发明的目的在于提供一种能够高效率地驱动压电致动器或者能够顺利地驱动压电致动器的压电致动器驱动电路以及具备该压电致动器驱动电路的压电致动装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明是一种压电致动器驱动电路，对压电致动器进行驱动，该压电致动器具备多个分极部，多个分极部中的至少一个被施加驱动电压，该压电致动器驱动电路的特征在于，具有：电压源；高压侧开关元件，其连接在分极部与电压源之间，根据控制信号被切换为导通状态或非导通状态；低压侧开关元件，其连接在分极部和接地电位之间，根据控制信号被切换为导通状态或非导通状态；以及开关元件控制电路，其对高压侧开关元件和低压侧开关元件进行控制，周期性地切换电压施加期间、浮动期间以及接地期间，由此将电压脉冲施加到分极部，驱动压电致动器，其中，在电压施加期间仅将高压侧开关元件设为导通状态来将电压源连接到分极部，在浮动期间将高压侧开关元件和低压侧开关元件均设为非导通状态来从电压源和接地电位断开分极部，在接地期间仅将低压侧开关元件设为导通状态来将分极部连接到接地电位。

在具有这种结构的本发明中，电压源经由高压侧开关元件与分极部相连接。另一方面，分极部经由低压侧开关元件与接地电位相连接。开关元件控制电路周期性地切换仅将高压侧开关元件设为导通状态来将电压源连接到分极部的电压施加期间、将高压侧开关元件和低压侧开关元件均设为非导通状态来使分极部与电压源和接地电位断开的浮动期间以及仅将低压侧开关元件设为导通状态来将分极部连接到接地电位的接地期间，由此将电压脉冲施加到分极部。

根据具有这种结构的本发明，在电压施加期间与接地期间之间设置有浮动期间，因此施加到分极部的电压的变化变得平滑，从而能够高效率或者顺利地驱动压电致动器。

在本发明中，优选压电致动器构成为对多个分极部分别施加电压，开关元件控制电路对多个分极部分别施加相位不同的电压脉冲。

根据具有这种结构的本发明，对压电致动器的多个分极部分别施加相位不同的电压脉冲，因此与仅对一个分极部施加电压脉冲的情况相比，能够高效率或者顺利地驱动压电致动器。

在本发明中，优选开关元件控制电路将所包含的浮动期间的长度不同的电压脉冲施加到各分极部。

根据具有这种结构的本发明，将所包含的浮动期间的长度不同的电压脉冲施加到各分极部，因此能够配合作为驱动对象的压电致动器进行适当的驱动。

在本发明中，优选开关元件控制电路对各分极部施加浮动期间的长度相同且在驱动压电致动器的过程中浮动期间的长度发生变化的电压脉冲。

根据具有这种结构的本发明，将在驱动压电致动器的过程中浮动期间的长度发生变化的电压脉冲施加到各分极部，因此能够配合作为驱动对象的压电致动器的状态进行适当的驱动。