圧電素子の駆動回路

Question

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。

Accepted Answer

毎度ＪＯです。
>>AC350V、3Aを100us出力する制御を20Hz周期

本件の場合、トランスでのドライブでは無く、ＦＥＴによるスイッチングが一般的です
この程度のドライブであれば、一般的なスイッチング電源では普通に使われています
Vds 600V  Id 20A程度のＦＥＴで実現出来るでしょう、
ディユーティーも1/500なので、平均出力２ｗ程度ですので放熱も楽に設計出来そうです

但し、この回路を設計するには其れなりの技術とノウハウが必要となります
仮にネットで参考となる回路が有ったとしても、そのまま流用出来る物ではありません

専門の業者に設計を依頼すれば１００万円以上の物件になります
量産品であれば、ロットの数によっては安価な物になりますが、
１点物ですと設計費が全て乗ってしまうので高価な物となります

専用のドライバーが販売されているなら、それを購入した方が安価で確実では有りませんか？

Answer

既に十分な回答が出ているようですので、僅かな参考情報にしかなりませんが

回答(4)さんのご指摘のとおり、FETを用いたスイッチング回路を利用する
ことが最も合理的と思います。この際にも、トランスに類する巻線部品を
利用する場合が多いはずです。
小容量の単純なコイルであれば市販品がありますが、高圧・大容量の場合は
都度設計になります。FETを用いたスイッチング回路を設計するということ
は、巻線部品の設計も必要であることを意味します。

お問い合わせの発端である昇圧トランスを用いて駆動する方法について、
トランスの入手だけが問題なのであれば、トランスのメーカーに仕様書を
提示して設計・製作してもらう方法があります。

トランス　設計　製作をキーワードとして検索すれば沢山のメーカーが
ヒットします。

Answer

目的は回路を作るため又は圧電素子を使った装置を作ることですか？
回路を作るためであれば、まずトラ技の「パワーエレクトロニクス回路、ＳＰ　NO９８）」当たりを購入して勉強してください。
ここで、回路のズバリを調べるのは無理と思う。（ノウハウがあるため）
装置を作るためであったら、超音波装置の専門メーカである、本多電子、カイジョー、超音波工業などに相談してみては。
本多電子が、パルス駆動タイプのＡＭＰを作っています。

圧電アクチェータ駆動装置で検索すると、ＮＦ回路ブロックがAs-904という駆動回路を販売しています。
出力１５０Vp-p、５０ｍAだそうです。少し容量が不足しているかもしれませんが参考まで。

Answer

＞AC350V3Aを100us出力
何Hzで？　20kHzでも２波分しかないですよ。

質問に記載されてる内容から見ると、設計に何が必要か判ってるようには見えず
1kW級の内作は無理かと思います。

素直に既製品を買いましょう。

＞AC350Vの周波数は500kHzを予定しています。

それは尚更難しそうですね。
500kHzだとFETでのスイチング駆動は無理じゃないかなあPWM化もきつそうですし
リニアアンプ出力だと効率悪いんだけど出力として何Wくらいが必要ですか？

Answer

本件の”圧電素子”とは圧電アクチュエータとか人工筋肉とかの類でしょうか？
圧電アクチュエータ
http://www.ceratech.co.jp/product/01_04_01.html
人工筋肉
http://www.eamex.co.jp/denshi_hp/denshi_idex.htm

メーカから専用のドライバが出てるようですが？
それらは使えないの？　
予算上の問題？

圧電素子の駆動回路について