JPH0132647B2 - - Google Patents
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- JPH0132647B2 JPH0132647B2 JP5813981A JP5813981A JPH0132647B2 JP H0132647 B2 JPH0132647 B2 JP H0132647B2 JP 5813981 A JP5813981 A JP 5813981A JP 5813981 A JP5813981 A JP 5813981A JP H0132647 B2 JPH0132647 B2 JP H0132647B2
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Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
本発明はチタン酸バリウムを主成分とした強誘
電性磁器組成物よりなる非線形セラミツクコンデ
ンサに関するもので、誘導性素子との結合により
高電圧パルスを発生させることを特徴としたもの
である。 従来からパルス発生器として誘導性素子とペロ
ブスカイト形構造を有する非線形コンデンサとか
らなる構造のものが知られている。このペロブス
カイト形誘電体素子はチタン酸バリウム、チタン
酸鉛などの多結晶固溶体が有効であることが知ら
れている。しかし高いパルス電圧が再現性よく得
られない。またパルス電圧のバラツキが大きいな
どの欠点を有しており、かつまた室温より少し温
度が高くなるとパルス電圧が急激に低下するなど
の致命的な欠点があり実用上問題があつた。 本発明は高いパルス電圧が再現性よく、またパ
ルス電圧のバラツキが少なく、かつ広い温度範囲
で高いパルス電圧を有する非線形セラミツクコン
デンサを提供するものである。 すなわち、ペロブスカイト形結晶構造を有する
チタン酸バリウム固溶体にジルコニウムを含有さ
せ、アルカリ金属の化合物を微量添加することに
より、広い温度範囲で高いパルス電圧を再現性よ
く得られることを見い出したものである。 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。 出発原料としてBaCO3、TiO2、ZrO2、アルカ
リ金属炭酸塩を第１表に示す配合比でもつて計量
し、アセトン、メノウ玉石と共にポリエチレンポ
ツトで約16時間湿式混合し、濾過、乾燥して調整
原料を得た。これを1120℃で２時間仮焼しアセト
ン中でボールミル粉砕を16時間行ない、濾過、乾
燥した原料に有機結合材を約3.0重量％添加して
顆粒状として、1ton／cm2の圧力にて直径16.0mm
φ、厚み0.65mmの円板状に成形する。次いで1400
℃にて２時間焼成して得られた磁器に12.0mmφの
銀電極を塗布し、800℃にて30分間焼付けして非
線形セラミツクコンデンサ用の素子を得る。この
ようにして得られたコンデンサ素子につき、誘電
率、tanδ、絶縁抵抗（IR）パルス電圧の各電気
特性を測定し、その結果を第１表に示した。
電性磁器組成物よりなる非線形セラミツクコンデ
ンサに関するもので、誘導性素子との結合により
高電圧パルスを発生させることを特徴としたもの
である。 従来からパルス発生器として誘導性素子とペロ
ブスカイト形構造を有する非線形コンデンサとか
らなる構造のものが知られている。このペロブス
カイト形誘電体素子はチタン酸バリウム、チタン
酸鉛などの多結晶固溶体が有効であることが知ら
れている。しかし高いパルス電圧が再現性よく得
られない。またパルス電圧のバラツキが大きいな
どの欠点を有しており、かつまた室温より少し温
度が高くなるとパルス電圧が急激に低下するなど
の致命的な欠点があり実用上問題があつた。 本発明は高いパルス電圧が再現性よく、またパ
ルス電圧のバラツキが少なく、かつ広い温度範囲
で高いパルス電圧を有する非線形セラミツクコン
デンサを提供するものである。 すなわち、ペロブスカイト形結晶構造を有する
チタン酸バリウム固溶体にジルコニウムを含有さ
せ、アルカリ金属の化合物を微量添加することに
より、広い温度範囲で高いパルス電圧を再現性よ
く得られることを見い出したものである。 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。 出発原料としてBaCO3、TiO2、ZrO2、アルカ
リ金属炭酸塩を第１表に示す配合比でもつて計量
し、アセトン、メノウ玉石と共にポリエチレンポ
ツトで約16時間湿式混合し、濾過、乾燥して調整
原料を得た。これを1120℃で２時間仮焼しアセト
ン中でボールミル粉砕を16時間行ない、濾過、乾
燥した原料に有機結合材を約3.0重量％添加して
顆粒状として、1ton／cm2の圧力にて直径16.0mm
φ、厚み0.65mmの円板状に成形する。次いで1400
℃にて２時間焼成して得られた磁器に12.0mmφの
銀電極を塗布し、800℃にて30分間焼付けして非
線形セラミツクコンデンサ用の素子を得る。この
ようにして得られたコンデンサ素子につき、誘電
率、tanδ、絶縁抵抗（IR）パルス電圧の各電気
特性を測定し、その結果を第１表に示した。
【表】
【表】
第１表において、試料番号11〜13、15、17〜
19、21〜23、25〜27、29〜38は本発明の範囲内を
示し、試料番号１〜10、14、16、20、24、28、
39、40は本発明の範囲外を示した。 なお、第１表に示した電気特性の測定に際し、
容量（誘電率）、tanδは周波数1KHz、1Vrmsで測
定し、絶縁抵抗（IR）は100VDCを30秒間印加後
の値である。またパルス電圧は第４図の回路によ
り測定したものである。 実施例において、出発原料にアルカリ金属の炭
酸塩を用いたが、アルカリ金属の他の化合物であ
つても同様の結果を期待することができ、アルカ
リ金属の酸化物の添加量は0.5重量％を越えると
パルス電圧が低く、パルス電圧は螢光灯点灯装置
の最良条件下で約400Vあれば点灯が可能であり、
特許請求の範囲の限定条件とした。またアルカリ
金属化合物を添加しない組成物においても0.01＜
ｘ＜0.14の範囲でZrを固溶する系は良好な特性を
得られるが、アルカリ金属化合物を添加すること
により、さらに安定で良好な特性の磁器が得られ
る。 チタン酸バリウム固溶体（ABO3）において
Ａ／Ｂ比が1.0近傍が最もパルス電圧が高く望ま
しいが、Ｂ過剰の場合焼成温度を低下できるのは
通常のセラミツクコンデンサと同様であり、逆に
Ａ過剰の場合磁器体の結晶粒径は少し小さくなり
磁器体の機械的強度を増大させることができる。 本発明は上述のようにＡ／Ｂ比は1.0に限定す
るものではない。本発明の特徴はジルコニウムを
１〜14モル％固溶させた組成にアルカリ金属の化
合物を添加することにより、その優れた温度特性
を損うことなく、パルス電圧を増大させる点にあ
る。 本発明はBa（Ti1−ｘ、Zrx）O3の多結晶固溶
体について説明したが、ペロブスカイト形結晶構
造を有する本組成においては、Baの一部にPb、
Sr、Caなど、またZrの一部にSnなどの固溶体成
分を置換しても同様な効果が期待できることは明
白である。 このようにして製作された本発明の非線形セラ
ミツクコンデンサを第１図のように誘導性素子１
と直列結合すると、第２図ロに示すようにパルス
波形が観測される。２は負荷抵抗、４は商用周波
数電源で、第２図イは商用周波数電圧波形図であ
る。 すなわち、本発明に係る非線形セラミツクコン
デンサは第３図に示すごとく良好な角形ヒステリ
シスを有し、電圧E0，−E0近傍で自発分極量であ
るD0の電荷が急変して充電電流が流れるが、電
圧がE0を越えてEsになると電荷量は飽和し、充
電電流は流れなくなる。この充電電流のスイツチ
ング作用のために誘導性素子より逆起電力に相応
する第２図ロのごとくパルス電圧が得られる。 第４図は本発明の非線形セラミツクコンデンサ
を用いた螢光灯の無接点起動用パルス発生器の回
路の実施例を示し、１は誘導性素子、３は本発明
に係る非線形セラミツク、４は商用周波数電源、
５は螢光灯、５1，５2は螢光灯フイラメント、６
はスイツチング回路で、スイツチング回路６によ
り第５図イに示すように非線形セラミツクコンデ
ンサに印加される電圧を調整すると、第５図ロに
示すように極めて高いパルス電圧を誘起し得るも
のである。 交流波形において、第５図イのEsのａ点にて
スイツチング回路６はOFFとなり、−Esの電圧に
なる前にｂ点にてスイツチング回路６はONにな
るようにすると、第４図の誘導性素子１と非線形
セラミツクコンデンサによる誘起電圧（Ｌdi／dt） は第５図ロに示すように極めて高いパルス電圧を
発生させ得る。 第５図イにおいてＣ点でスイツチング回路を
ONした場合、負方向にパルスを発生するため、
ｂ点にてONする必要がある。また第５図ロの波
形が第４図の螢光灯の回路に印加された場合、破
線部分（ｂ−ａ間）は誘導性素子１と螢光灯５の
フイラメント５1，５2のインピーダンスとなり、
螢光灯５のフイラメント５1，５2が加熱され、第
５図ロのａ点のパルスにて放電が誘起され点灯す
るものである。 なお、パルス電圧および誘電率の温度特性は第
６図、第７図に示すごとく、従来の非線形セラミ
ツクコンデンサは高温度領域において高いパルス
電圧が得られず、また上限温度が30℃までと使用
温度範囲が狭く実用に耐えないものであつた。本
発明はこの上限温度を60〜80℃と拡大したもの
で、著しく使用用途の拡大ができるものである。 本発明に係る磁器組成を有する非線形セラミツ
クコンデンサは、従来から用いられている螢光灯
の点灯用に限らず、高圧パルスを必要とする、た
とえば都市ガス、プロパンガスの点火装置、水銀
灯、ナトリウムランプなどの放電灯の点灯起動回
路およびその他パルス発生器などの広い用途が考
えられ有益なものである。
19、21〜23、25〜27、29〜38は本発明の範囲内を
示し、試料番号１〜10、14、16、20、24、28、
39、40は本発明の範囲外を示した。 なお、第１表に示した電気特性の測定に際し、
容量（誘電率）、tanδは周波数1KHz、1Vrmsで測
定し、絶縁抵抗（IR）は100VDCを30秒間印加後
の値である。またパルス電圧は第４図の回路によ
り測定したものである。 実施例において、出発原料にアルカリ金属の炭
酸塩を用いたが、アルカリ金属の他の化合物であ
つても同様の結果を期待することができ、アルカ
リ金属の酸化物の添加量は0.5重量％を越えると
パルス電圧が低く、パルス電圧は螢光灯点灯装置
の最良条件下で約400Vあれば点灯が可能であり、
特許請求の範囲の限定条件とした。またアルカリ
金属化合物を添加しない組成物においても0.01＜
ｘ＜0.14の範囲でZrを固溶する系は良好な特性を
得られるが、アルカリ金属化合物を添加すること
により、さらに安定で良好な特性の磁器が得られ
る。 チタン酸バリウム固溶体（ABO3）において
Ａ／Ｂ比が1.0近傍が最もパルス電圧が高く望ま
しいが、Ｂ過剰の場合焼成温度を低下できるのは
通常のセラミツクコンデンサと同様であり、逆に
Ａ過剰の場合磁器体の結晶粒径は少し小さくなり
磁器体の機械的強度を増大させることができる。 本発明は上述のようにＡ／Ｂ比は1.0に限定す
るものではない。本発明の特徴はジルコニウムを
１〜14モル％固溶させた組成にアルカリ金属の化
合物を添加することにより、その優れた温度特性
を損うことなく、パルス電圧を増大させる点にあ
る。 本発明はBa（Ti1−ｘ、Zrx）O3の多結晶固溶
体について説明したが、ペロブスカイト形結晶構
造を有する本組成においては、Baの一部にPb、
Sr、Caなど、またZrの一部にSnなどの固溶体成
分を置換しても同様な効果が期待できることは明
白である。 このようにして製作された本発明の非線形セラ
ミツクコンデンサを第１図のように誘導性素子１
と直列結合すると、第２図ロに示すようにパルス
波形が観測される。２は負荷抵抗、４は商用周波
数電源で、第２図イは商用周波数電圧波形図であ
る。 すなわち、本発明に係る非線形セラミツクコン
デンサは第３図に示すごとく良好な角形ヒステリ
シスを有し、電圧E0，−E0近傍で自発分極量であ
るD0の電荷が急変して充電電流が流れるが、電
圧がE0を越えてEsになると電荷量は飽和し、充
電電流は流れなくなる。この充電電流のスイツチ
ング作用のために誘導性素子より逆起電力に相応
する第２図ロのごとくパルス電圧が得られる。 第４図は本発明の非線形セラミツクコンデンサ
を用いた螢光灯の無接点起動用パルス発生器の回
路の実施例を示し、１は誘導性素子、３は本発明
に係る非線形セラミツク、４は商用周波数電源、
５は螢光灯、５1，５2は螢光灯フイラメント、６
はスイツチング回路で、スイツチング回路６によ
り第５図イに示すように非線形セラミツクコンデ
ンサに印加される電圧を調整すると、第５図ロに
示すように極めて高いパルス電圧を誘起し得るも
のである。 交流波形において、第５図イのEsのａ点にて
スイツチング回路６はOFFとなり、−Esの電圧に
なる前にｂ点にてスイツチング回路６はONにな
るようにすると、第４図の誘導性素子１と非線形
セラミツクコンデンサによる誘起電圧（Ｌdi／dt） は第５図ロに示すように極めて高いパルス電圧を
発生させ得る。 第５図イにおいてＣ点でスイツチング回路を
ONした場合、負方向にパルスを発生するため、
ｂ点にてONする必要がある。また第５図ロの波
形が第４図の螢光灯の回路に印加された場合、破
線部分（ｂ−ａ間）は誘導性素子１と螢光灯５の
フイラメント５1，５2のインピーダンスとなり、
螢光灯５のフイラメント５1，５2が加熱され、第
５図ロのａ点のパルスにて放電が誘起され点灯す
るものである。 なお、パルス電圧および誘電率の温度特性は第
６図、第７図に示すごとく、従来の非線形セラミ
ツクコンデンサは高温度領域において高いパルス
電圧が得られず、また上限温度が30℃までと使用
温度範囲が狭く実用に耐えないものであつた。本
発明はこの上限温度を60〜80℃と拡大したもの
で、著しく使用用途の拡大ができるものである。 本発明に係る磁器組成を有する非線形セラミツ
クコンデンサは、従来から用いられている螢光灯
の点灯用に限らず、高圧パルスを必要とする、た
とえば都市ガス、プロパンガスの点火装置、水銀
灯、ナトリウムランプなどの放電灯の点灯起動回
路およびその他パルス発生器などの広い用途が考
えられ有益なものである。
第１図は本発明の非線形セラミツクコンデンサ
のパルス波形測定回路、第２図は第１図における
波形図を示し、イは商用周波数電圧波形図、ロは
本発明の非線形セラミツクコンデンサの両端にか
かる電圧波形図、第３図は本発明の非線形セラミ
ツクコンデンサのヒステリシス特性図、第４図は
本発明の非線形セラミツクコンデンサを用いた螢
光灯の無接点起動用パルス発生器の一実施例の回
路図、第５図は第４図の回路により印加されるパ
ルス電圧波形図で、イは本発明の非線形セラミツ
クコンデンサに印加される電圧波形、ロは誘導性
素子により誘起された電圧波形、第６図は誘導性
素子により誘起された非線形セラミツクコンデン
サのパルス電圧の温度特性図、第７図は非線形セ
ラミツクコンデンサの誘電率の温度特性図であ
る。
のパルス波形測定回路、第２図は第１図における
波形図を示し、イは商用周波数電圧波形図、ロは
本発明の非線形セラミツクコンデンサの両端にか
かる電圧波形図、第３図は本発明の非線形セラミ
ツクコンデンサのヒステリシス特性図、第４図は
本発明の非線形セラミツクコンデンサを用いた螢
光灯の無接点起動用パルス発生器の一実施例の回
路図、第５図は第４図の回路により印加されるパ
ルス電圧波形図で、イは本発明の非線形セラミツ
クコンデンサに印加される電圧波形、ロは誘導性
素子により誘起された電圧波形、第６図は誘導性
素子により誘起された非線形セラミツクコンデン
サのパルス電圧の温度特性図、第７図は非線形セ
ラミツクコンデンサの誘電率の温度特性図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 多結晶体よりなり、その組成がBa（Ti1−ｘ、
Zrx）O3にアルカリ金属化合物のうち少なくとも
一種を酸化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、
Cs2O）に換算して0.5重量％以下を含有してなる
ことを特徴とする非線形セラミツクコンデンサ。 ただし、ｘ＝0.01〜0.14 ２ パルス発生器の起動用素子として用いること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非線形
セラミツクコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5813981A JPS57172716A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Nonlinear ceramic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5813981A JPS57172716A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Nonlinear ceramic capacitor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57172716A JPS57172716A (en) | 1982-10-23 |
| JPH0132647B2 true JPH0132647B2 (ja) | 1989-07-10 |
Family
ID=13075649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5813981A Granted JPS57172716A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Nonlinear ceramic capacitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57172716A (ja) |
-
1981
- 1981-04-16 JP JP5813981A patent/JPS57172716A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57172716A (en) | 1982-10-23 |
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