• ベストアンサー

圧電素子駆動回路について

圧電素子をFETスイッチング回路で駆動させようとしていますが、圧電素子を繋ぐと電圧低下が発生して、うまく駆動できません。 使用しているFETは2SK1880 電源電圧は180V、電源とドレイン間に1.5Mohmの抵抗を挿入 入力はFGより10Vのパルス信号を入力 パルス幅は6msで周波数は4Hz 圧電素子はドレイン端子とGND間に接続しており、その容量は25nFあります。 そもそもこの回路良いのかも分かっていません。 アドバイスをお願いします。

  • 科学
  • 回答数1
  • ありがとう数1

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • tance
  • ベストアンサー率57% (402/704)
回答No.1

1.5MΩが大きすぎますね。(FGからは普段10Vで6msecだけ0Vのパルス が来ると仮定しています) 素子の電圧が上昇するときはこの1.5MΩ経由で素子(25nF)を充電 するわけです。1.5Mと25nFの時定数が37.5msecですから、6msecの 時間内には14.8%しか充電できません。 仮に、6msecの間に90%くらい充電したいなら、時定数を2.6msec以下に しなくてはなりません。これを実現するには1.5MΩを100kΩにすれば OKです。FETへの負担はこれによってはほとんど増えません。 定常ドレイン電流は1.8mAですから、2SK1880にとっては無負荷に 等しいです。(むしろFETがONのときに25nFを放電するパルス電流 の方が問題です。

関連するQ&A

  • 圧電素子の駆動方法が分からなくて困っています

    圧電素子にファンクションジェネレータで正弦波の電圧を印加して振動させようと思っているのですが,うまく振動しません.増幅回路を使って駆動させればよいとは思うものの,電子回路に関して初心者なため困っています. 増幅回路についてのアドバイスと,一般的な圧電素子の駆動方法を知っている方がいましたら一言お願いします. ちなみに私が使っている圧電素子はRSのEB-T-320という製品です.

  • 圧電素子の駆動回路

    お世話になっております。 圧電素子の駆動回路についてお教え下さい。 AC350V、3Aを100us出力する制御を20Hz周期で行いたいと考えております。 私が現在考えている回路としては昇圧トランスを用いて駆動する方法です。 しかし、この場合、 ・上記の信号を出力するためには大型の昇圧トランスが必要となる。 ・上記の仕様を満たす昇圧トランスがなかなか見つからない。 などの問題があるため、トランス以外に圧電素子を駆動する回路を検討しております。 圧電素子を駆動する良い回路があれば教えてください。 以上、何卒よろしくお願い致します。 皆様。さっそくご回答頂きありがとうございます。 lumiheart様 ⇒圧電アクチュエータです。 既に駆動用の基板が存在するのですが20年以上前の基板で 多くの部品がディスコンになってしまい、 代替基板を設計する必要があるためです。 (設計した者はすでに退職してしまい資料が残っていません・・・) tigers様 ⇒失礼致しました。AC350Vの周波数は500kHzを予定しています。 kazu_i様 ⇒確認してみます。 JO様 ⇒上記にもありますように、現行基板の代替品を製作しますので、 専用のドライバもIC形が良いと考えています。 ohkawa様 ⇒一度、メーカーに問い合わせてみたいと思います。 tigers様 kazu_i様 追記ありがとうございます。 >出力として何Wくらいが必要ですか? ⇒信号を出力している間(100us)はkWオーダーは必要と考えています。 それ以外は駆動する必要はないので0Wとなります。

  • 圧電素子をコンセントに繋いでも動かないのはなぜ?

    圧電素子はファンクションジェネレータ、ピエゾドライバーを使って0~100Vの交流電圧をかけると振動します。 そこで家庭用電源から電圧をかけても振動するのではないかと思い実際に試してみました。 しかし結果はまったく動かず、しばらくしてピンク色の煙があがり、火を上げたのでそこでやめました。 圧電素子の駆動電圧は家庭用電源の電圧である100Vで適していて、かつ周波数も50Hzであれば振動することができると考えました。 圧電素子はNECトーキン製を使用しました。NECトーキンの資料によると、理論上は振動可能です。 私の考えでは100V~-100Vの電圧をかけることで分極が連続して起きているのではないかと思います。 どなたか正解を知っている方がいらっしゃいましたら何卒ご教授願います。

  • 圧電素子のインピーダンス

    圧電素子を駆動させて超音波を発振しようとしています。40V程度の電圧を素子に印加しているのですが、同じ特性の別の素子で発振された音波を受波すると出力される電圧はせいぜい10mV程度です。インピーダンスのマッチングを行っていないために高い電圧を印加しても実際に素子のドライブに使われている電力が小さいのではないかと考え、素子の駆動周波数においての電圧波形と電流波形の位相のずれを調べてみたのですが、駆動周波数では位相が一致していました。この場合この周波数における等価回路を書くとしたら単純に抵抗だけと考えて差し支えないのでしょうか。また位相が一致しているということは素子に印加した分の電力はすべて素子のドライブに使われていると考えてよいでしょうか。 ご存知の方がおられましたらご回答お願い致します。

  • 圧電素子の電力でオペアンプやトランジスタは動きます

    こんばんわ。 圧電素子を10枚程並列に繋いで100均のLEDナツメ球の整流回路を使い、 これまた100均のUSB充電器の昇圧回路を使って5Vとし、 テスト的に2本の充電池に充電した床発電をやった事があり じわじわですが、充電の確認が出来ました。 圧電素子ですが、電圧は取れたとしても電流がほとんど無いと言う話しですが 上記の場合、並列に繋ぎ電流を少しでも補えたと言う事でしょうか? また、その電力を使ってオペアンプもしくわトランジスタを駆動する事は難しいでしょうか? とあるサイトでの実験で、 圧電素子を整流し、1uF~100uFくらいのコンデンサーを繋ぎメロディICを駆動させていました。 2sc1815等で簡単な増幅回路を同じように動作させるのは難しいでしょうか? お暇な時で結構ですので、宜しくお願い致します。

  • 圧電素子の特性実験について

    圧電素子の特性を調べる実験をしています。 圧電素子に外力を与えた時に発生する電圧と電流を個別に測ることはできました。 電圧:デジタルオシロスコープで測定。 電流:抵抗をつなぎ、抵抗にかかる電圧降下をオシロではかり、電流を測定。 しかし、圧電素子に外力を与えた時の電圧と電流を同時に測れなくて困っています。 現在のやり方として圧電素子に抵抗とオシロをつないで、CH1を回路全体、CH2を電圧降下で測定しようとしたのですが、同時に測ることが出来ませんでした。 圧電素子の知識がないので、なぜ同時に測れないのか?どうすれば電圧と電流を同時に測ることができるのか教えていただきたいです。 よろしくお願いします。

  • 圧電素子のノイズ

    圧電素子(特にケーシング等はされていない)を2個用いて,1個を送信に,もう1個を受信用として2つの素子を正対させ,送信側の素子にある周波数の正弦電圧信号を入力します.この時2つの素子間の距離が数ミリの場合,受信側素子の出力電圧を測定すると,最大で500mV程度(28.2Vの入力に対して)のノイズが観測されます.この程度のノイズが生じると伝播してきた音波による出力電圧を判別することが出来ないために,このノイズを何とかしたいと考えています.ノイズを低減する方法等ご存知の方がおられましたらぜひアドバイスをお願いします. 個人的には,素子とつながっているリード線をシールド線にする.または圧電素子をケースに入れて使用するのが効果的なのではと考えています.

  • 圧電素子にかける入力電圧

    圧電素子(ピエゾ素子)に電圧を掛け、変位センサを用いて振動する圧電素子の変位を取ろうと考えています。変位は渦電流変位センサを用いて測定します。ここで書籍などで圧電素子に掛ける入力電圧はsin波またはステップ入力と書かれているんですがなぜ、sin波としなければならないのでしょうか?

  • 圧電素子(ピエゾ素子)のインピーダンス整合について

    今回、初めて質問をさせていただきます。 現在、研究で圧電素子を駆動させて超音波を発生させようとしています。 しかしながら、私は電気回路や素子に関する知識が全く無いので、手当たり次第に情報を集めていたのですが、先日今更ながらに素子を効率的に駆動させる為には、インピーダンス整合(マッチング)を行わなければならないと知りました。 そこで、圧電素子と交流駆動電源間にインピーダンス整合を行う装置やコネクタを取り付けたいと考えているのですが、インピーダンス整合やインピーダンスマッチングで検索をしても、回路の造り方や理論の説明をしてくださっているサイトはあるのですが、装置そのものを製造、販売されているサイトを見つけることが出来ませんでした。 インピーダンス整合の機能を有した装置、コネクタ等をご存知の方、型番や販売メーカー、もしくはその調べ方などを教えて下さい。 よろしくお願いします。

  • FETの駆動電圧

    回路設計初心者なので、詳しい方教えてください。 FETのデータシートで、駆動電圧が、2.5Vのと4Vの物がありますが、良くわかりません。 FETのゲートを動かす電圧と考えてよいのでしょうか? 社内の昔作った回路図では、3.3VのマイコンでFETを動かしている物があるのですが、 そのFETは2.5Vの駆動電圧の物を使ってました。 今回、5V動作のマイコンでFETを駆動したいのですが、 5Vの場合は、4V駆動のFETを使えばよいのでしょうか? また、2.5Vの電圧の物でも、5Vのマイコンで動作させることが出来るのでしょうか? ポイントを教えていただけると嬉しいです。