JPH0419687B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0419687B2 JPH0419687B2 JP56058138A JP5813881A JPH0419687B2 JP H0419687 B2 JPH0419687 B2 JP H0419687B2 JP 56058138 A JP56058138 A JP 56058138A JP 5813881 A JP5813881 A JP 5813881A JP H0419687 B2 JPH0419687 B2 JP H0419687B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic capacitor
- present
- pulse voltage
- voltage
- nonlinear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- 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パルス発生器の起動用非
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、V2O5、Ta2O5、Cr2O3のうち少なくとも一種
を0.5重量％以下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および
V2O5、Ta2O5、Cr2O3を第１表に示す配合比でも
つて計量し、水、メノウ玉石とともにポリエチレ
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、
水中でボールミル粉砕を16時間行ない、濾化、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パルス発生器の起動用非
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、V2O5、Ta2O5、Cr2O3のうち少なくとも一種
を0.5重量％以下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および
V2O5、Ta2O5、Cr2O3を第１表に示す配合比でも
つて計量し、水、メノウ玉石とともにポリエチレ
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、
水中でボールミル粉砕を16時間行ない、濾化、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】
第１表において試料番号３〜６、８〜10、12〜
15、17〜20、23〜25は本発明の範囲内を示し、試
料番号１、２、７、11、16、21、22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V2O5、Ta2O5、
Cr2O3の酸化物を用いたが、炭酸塩、沸化物など
の化合物であつても同様の結果を期待することが
でき、V2O5、Ta2O5、Cr2O3の添加量は1.0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V2O5、Ta2O5、Cr2O3を添加しない組成
物においても１〜14モル％固溶する系は良好な特
性を得られるが、Ta、Cr、Ｖの化合物を少なく
とも一種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Ta、Cr、Ｖ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図に示すように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、プロパンガスの点灯装置、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。
15、17〜20、23〜25は本発明の範囲内を示し、試
料番号１、２、７、11、16、21、22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V2O5、Ta2O5、
Cr2O3の酸化物を用いたが、炭酸塩、沸化物など
の化合物であつても同様の結果を期待することが
でき、V2O5、Ta2O5、Cr2O3の添加量は1.0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V2O5、Ta2O5、Cr2O3を添加しない組成
物においても１〜14モル％固溶する系は良好な特
性を得られるが、Ta、Cr、Ｖの化合物を少なく
とも一種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Ta、Cr、Ｖ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図に示すように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、プロパンガスの点灯装置、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)
- １ 多結晶体よりなり、その組成がBa（Ti1-x、
Zrx）O3にバナジウム、タンタル、クロムの化合
物のうち少なくとも一種を酸化物に換算して1.0
重量％以下を含有してなることを特徴とするパル
ス発生器の起動用非線形セラミツクコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5813881A JPS57172715A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Nonlinear ceramic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5813881A JPS57172715A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Nonlinear ceramic capacitor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57172715A JPS57172715A (en) | 1982-10-23 |
| JPH0419687B2 true JPH0419687B2 (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=13075620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5813881A Granted JPS57172715A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Nonlinear ceramic capacitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57172715A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51143895A (en) * | 1975-06-06 | 1976-12-10 | Tdk Corp | Dielectric ceramic composition |
| JPS5316899A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-16 | Nichicon Capacitor Ltd | Highhdielectriccconstant ceramic composition |
| JPS6054722B2 (ja) * | 1978-02-17 | 1985-12-02 | 日本電気株式会社 | 高誘電率磁器組成物 |
-
1981
- 1981-04-16 JP JP5813881A patent/JPS57172715A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57172715A (en) | 1982-10-23 |
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