JPH0739145A - 電源装置 - Google Patents
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- JPH0739145A JPH0739145A JP5181683A JP18168393A JPH0739145A JP H0739145 A JPH0739145 A JP H0739145A JP 5181683 A JP5181683 A JP 5181683A JP 18168393 A JP18168393 A JP 18168393A JP H0739145 A JPH0739145 A JP H0739145A
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- power supply
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電トランスを用いた電源装置に関し、圧電
トランスを自励振駆動することにより安定動作を行なう
ことができる電源装置を提供することを目的とする。 【構成】 発振用圧電トランス１４及び発振用圧電トラ
ンス１４と共に共振し、負荷用圧電トランス１３の入力
を振動させる共振部１５により直流電源１１の直流電圧
を振動させ、負荷用圧電トランス１３を駆動し、負荷１
２に電力を供給する。
トランスを自励振駆動することにより安定動作を行なう
ことができる電源装置を提供することを目的とする。 【構成】 発振用圧電トランス１４及び発振用圧電トラ
ンス１４と共に共振し、負荷用圧電トランス１３の入力
を振動させる共振部１５により直流電源１１の直流電圧
を振動させ、負荷用圧電トランス１３を駆動し、負荷１
２に電力を供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電源装置に係り、特に、
圧電トランスを用いた電源装置に関する。
圧電トランスを用いた電源装置に関する。
【０００２】近年、各種機器の小型、軽量化の要求に伴
ない、機器に内蔵される電源装置の小型軽量化が要求さ
れている。現在、電源装置のインピーダンス変換器（即
ち変成器、変圧器）の多くは電磁誘導の原理を用いた電
磁形トランスが用いられている。しかし、電磁形トラン
スは形状が大きく、重量が重いという欠点があり、電源
装置がトランスのために大型化してしまい、小型化が困
難である。
ない、機器に内蔵される電源装置の小型軽量化が要求さ
れている。現在、電源装置のインピーダンス変換器（即
ち変成器、変圧器）の多くは電磁誘導の原理を用いた電
磁形トランスが用いられている。しかし、電磁形トラン
スは形状が大きく、重量が重いという欠点があり、電源
装置がトランスのために大型化してしまい、小型化が困
難である。
【０００３】このため、電磁形トランスに代わり、小型
化が容易な圧電トランスを用いた電源装置が提案されて
いる。しかし、圧電トランスは周囲温度の変化に対して
共振周波数が変化しやすく、動作が不安定である。この
ため、圧電トランスを用いた電源装置を実現するために
は圧電トランスを周囲温度によらず安定動作させる必要
がある。
化が容易な圧電トランスを用いた電源装置が提案されて
いる。しかし、圧電トランスは周囲温度の変化に対して
共振周波数が変化しやすく、動作が不安定である。この
ため、圧電トランスを用いた電源装置を実現するために
は圧電トランスを周囲温度によらず安定動作させる必要
がある。
【０００４】
【従来の技術】図１０に従来の一例の構成図を示す。圧
電トランス６１はセラミック板に電極を形成してなり、
入力電極に電圧を印加すると、その印加電圧に応じてセ
ラミック板が機械的に振動して、その振動が出力電極間
に伝達され、出力電極間に振動に応じた電圧が生じる。
電トランス６１はセラミック板に電極を形成してなり、
入力電極に電圧を印加すると、その印加電圧に応じてセ
ラミック板が機械的に振動して、その振動が出力電極間
に伝達され、出力電極間に振動に応じた電圧が生じる。
【０００５】圧電トランス６１を用いて負荷６２に電力
を供給しようとする場合、従来は入力側に圧電トランス
６１の共振周波数が振動する電圧を出力する発振源６３
を接続し、発振源６３により圧電トランス６１の入力側
を定常的にたたいて、出力側より出力を得ていた。
を供給しようとする場合、従来は入力側に圧電トランス
６１の共振周波数が振動する電圧を出力する発振源６３
を接続し、発振源６３により圧電トランス６１の入力側
を定常的にたたいて、出力側より出力を得ていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の圧電
トランスを用いた電源装置では圧電トランスが周囲の温
度に応じて共振周波数が変化してしまい、発振源の出力
周波数が一定であると温度に応じて出力が変動してしま
い、安定動作が行なえない等の問題点があった。
トランスを用いた電源装置では圧電トランスが周囲の温
度に応じて共振周波数が変化してしまい、発振源の出力
周波数が一定であると温度に応じて出力が変動してしま
い、安定動作が行なえない等の問題点があった。
【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、圧電トランスを自励振駆動をすることにより安定動
作を行なうことができる電源装置を提供することを目的
とする。
で、圧電トランスを自励振駆動をすることにより安定動
作を行なうことができる電源装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理構成
図を示す。図１（Ａ）は請求項１に対応する原理図を示
す。直流電源１は一定の直流電圧を供給する。
図を示す。図１（Ａ）は請求項１に対応する原理図を示
す。直流電源１は一定の直流電圧を供給する。
【０００９】発振用圧電トランス３は入力側が直流電源
１に並列に接続され、直流電源１から供給される直流電
圧により起動され出力電圧を出力側より出力する。
１に並列に接続され、直流電源１から供給される直流電
圧により起動され出力電圧を出力側より出力する。
【００１０】共振手段４は直流電源１に接続されると共
に発振用圧電トランス３の出力電圧が供給され、発振用
圧電トランス３の出力電圧に共振して直流電源１の出力
電圧を発振させる。
に発振用圧電トランス３の出力電圧が供給され、発振用
圧電トランス３の出力電圧に共振して直流電源１の出力
電圧を発振させる。
【００１１】負荷用圧電トランス５は入力側が共振手段
４に並列に接続されると共に、出力側が負荷２に接続さ
れ、前記共振手段４により発振した直流電源１の発振出
力電圧により駆動され、直流電源１の発振出力電圧に応
じた振幅の出力電圧を負荷２に供給する。
４に並列に接続されると共に、出力側が負荷２に接続さ
れ、前記共振手段４により発振した直流電源１の発振出
力電圧により駆動され、直流電源１の発振出力電圧に応
じた振幅の出力電圧を負荷２に供給する。
【００１２】図１（Ｂ）は請求項４に対応する原理図を
示す。
示す。
【００１３】圧電トランス６は、入力側が前記直流電源
１に接続され、前記直流電源１の直流電圧により起動さ
れ、出力側より特有の共振周波数に応じて振動する出力
電圧を出力し、負荷２に供給する。アンプ部７は、前記
圧電トランス６の出力電圧に応じて振動する制御信号を
生成する。駆動部８は、前記アンプ部７で生成された制
御信号に応じて前記圧電トランス６の入力側に供給され
る前記直流電源１の直流電圧を振動させる。
１に接続され、前記直流電源１の直流電圧により起動さ
れ、出力側より特有の共振周波数に応じて振動する出力
電圧を出力し、負荷２に供給する。アンプ部７は、前記
圧電トランス６の出力電圧に応じて振動する制御信号を
生成する。駆動部８は、前記アンプ部７で生成された制
御信号に応じて前記圧電トランス６の入力側に供給され
る前記直流電源１の直流電圧を振動させる。
【００１４】
【作用】請求項１では発振用圧電トランス及び共振手段
により直流電源の出力電圧を発振させ、負荷用圧電トラ
ンスの入力端子に供給する。また、請求項４ではアンプ
部及び駆動部１２より負荷用圧電トランスの出力に応じ
てその入力が振動し、負荷用圧電トランスを共振させる
ことができる。このため、温度変動などにより負荷用圧
電トランスの共振周波数が変動しても負荷用圧電トラン
スの入力端子に印加する電圧の周波数が負荷用圧電トラ
ンスの共振周波数に追従して変動する。
により直流電源の出力電圧を発振させ、負荷用圧電トラ
ンスの入力端子に供給する。また、請求項４ではアンプ
部及び駆動部１２より負荷用圧電トランスの出力に応じ
てその入力が振動し、負荷用圧電トランスを共振させる
ことができる。このため、温度変動などにより負荷用圧
電トランスの共振周波数が変動しても負荷用圧電トラン
スの入力端子に印加する電圧の周波数が負荷用圧電トラ
ンスの共振周波数に追従して変動する。
【００１５】したがって、負荷用圧電トランスを温度変
動等によらず、常に、その共振周波数で駆動させること
ができるため、常に高効率動作をさせることができ、高
出力電圧を得ることができる。
動等によらず、常に、その共振周波数で駆動させること
ができるため、常に高効率動作をさせることができ、高
出力電圧を得ることができる。
【００１６】
【実施例】図２は本発明の第１実施例の回路構成図を示
す。同図中、１１は直流電源、１２は負荷、１３は負荷
用圧電トランス、１４は発振用トランスを示す。
す。同図中、１１は直流電源、１２は負荷、１３は負荷
用圧電トランス、１４は発振用トランスを示す。
【００１７】直流電源１１は直流電圧を発生し、正電極
は交流カット用インダクタンスＬ1及び抵抗Ｒ1 ，Ｒ2
を介して共振手段となる共振部１５及び負荷圧電トラン
ス１３、発振用トランス１４の入力端子ＴINa ，ＴINb
に接続され、負電極接地される。
は交流カット用インダクタンスＬ1及び抵抗Ｒ1 ，Ｒ2
を介して共振手段となる共振部１５及び負荷圧電トラン
ス１３、発振用トランス１４の入力端子ＴINa ，ＴINb
に接続され、負電極接地される。
【００１８】共振部１５は抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 、発振誘導用
インダクタＬ2 、コンデンサＣ1 、Ｎチャネル電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ1 より構成される。抵抗
Ｒ3 ，Ｒ 4 、インダクタＬ2 、コンデンサＣ1 は直流電
源１１と接地間に直列に接続され、ＦＥＴＱ1 は抵抗Ｒ
4 、コンデンサＣ1 と並列にソース−ドレインが接続さ
れる。
インダクタＬ2 、コンデンサＣ1 、Ｎチャネル電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ1 より構成される。抵抗
Ｒ3 ，Ｒ 4 、インダクタＬ2 、コンデンサＣ1 は直流電
源１１と接地間に直列に接続され、ＦＥＴＱ1 は抵抗Ｒ
4 、コンデンサＣ1 と並列にソース−ドレインが接続さ
れる。
【００１９】ＦＥＴＱ1 のゲートにはバイアス電源１６
の正電極が接続され、バイアス電源１６の負電極は抵抗
Ｒ5 、交流カット用インダクタＬ3 を介して接地され
る。また、バイアス電源１６と抵抗Ｒ5 との接続点は発
振用圧電トランス１４の出力端子ＴOUT2が接続される。
ＦＥＴＱ1 は発振用圧電トランス１４の出力により制御
され、発振透導用インダクタンスＬ2 に流れる電流を制
御する。
の正電極が接続され、バイアス電源１６の負電極は抵抗
Ｒ5 、交流カット用インダクタＬ3 を介して接地され
る。また、バイアス電源１６と抵抗Ｒ5 との接続点は発
振用圧電トランス１４の出力端子ＴOUT2が接続される。
ＦＥＴＱ1 は発振用圧電トランス１４の出力により制御
され、発振透導用インダクタンスＬ2 に流れる電流を制
御する。
【００２０】負荷用圧電トランス１３と発振用圧電トラ
ンス１４とは同一のもので構成され、共振周波数及び反
共振周波数が一致するように構成されている。
ンス１４とは同一のもので構成され、共振周波数及び反
共振周波数が一致するように構成されている。
【００２１】図３に圧電トランス１３，１４の構成図を
示す。圧電トランス１３，１４はＬｉＮｂＯ3 等よりな
るセラミック基板１５の表裏両面に櫛状に電極１６を形
成してなる。電極１６には入力端子ＴINa ，ＴINb 、出
力端子ＴOUTa，ＴOUTbが接続される。
示す。圧電トランス１３，１４はＬｉＮｂＯ3 等よりな
るセラミック基板１５の表裏両面に櫛状に電極１６を形
成してなる。電極１６には入力端子ＴINa ，ＴINb 、出
力端子ＴOUTa，ＴOUTbが接続される。
【００２２】図４に圧電トランスの等価回路図を示す。
圧電トランス１３，１４は内部抵抗Ｒa ，Ｒb ，Ｒc を
含むインダクタＬa 及びコンデンサＣa ，Ｃb ，Ｃc よ
りなるπ型の共振回路を構成してなる。
圧電トランス１３，１４は内部抵抗Ｒa ，Ｒb ，Ｒc を
含むインダクタＬa 及びコンデンサＣa ，Ｃb ，Ｃc よ
りなるπ型の共振回路を構成してなる。
【００２３】圧電トランス１３，１４は入力端子
ＴINa ，ＴINb 間に圧電性材料よりなる圧電基板１５の
共振周波数で変動する電圧が印加されると圧電基板１５
が機械的に振動する。圧電基板１５が機械的に振動する
と、圧電基板１５の機械的振動に応じた電圧が出力端子
ＴOUTa，ＴOUTb間に発生する。
ＴINa ，ＴINb 間に圧電性材料よりなる圧電基板１５の
共振周波数で変動する電圧が印加されると圧電基板１５
が機械的に振動する。圧電基板１５が機械的に振動する
と、圧電基板１５の機械的振動に応じた電圧が出力端子
ＴOUTa，ＴOUTb間に発生する。
【００２４】通常、入力端子ＴINb 及び出力端子ＴOUTb
は接地して用いられる。
は接地して用いられる。
【００２５】負荷用圧電トランス１３及び発振用圧電ト
ランス１４の入力端子ＴINa は共に直流電源１１の正電
極側に接続され、入力端子ＴINb は接地される。
ランス１４の入力端子ＴINa は共に直流電源１１の正電
極側に接続され、入力端子ＴINb は接地される。
【００２６】負荷用圧電トランス１３の出力端子
ＴOUTa，ＴOUTb間には共振周波数整合用のコンデンサＣ
2 及び抵抗Ｒ6 が接続されると共に負荷１２が接続され
る。
ＴOUTa，ＴOUTb間には共振周波数整合用のコンデンサＣ
2 及び抵抗Ｒ6 が接続されると共に負荷１２が接続され
る。
【００２７】発振用圧電トランス１４の出力端子ＴOUTa
は上記の如く、バイアス電源１６を介してＦＥＴＱ1 の
ゲートに接続され、出力端子ＴOUTbは接地される。
は上記の如く、バイアス電源１６を介してＦＥＴＱ1 の
ゲートに接続され、出力端子ＴOUTbは接地される。
【００２８】次に装置の動作を説明する。図５及び図６
に本発明の第１実施例の動作波形図を示す。図５（Ａ）
は０〔μｓ〕〜２〔μｓ〕、図５（Ｂ）は５〔μｓ〕〜
７〔μｓ〕、図５（Ｃ）は４６．３〔μｓ〕〜４７〔μ
ｓ〕のＦＥＴＱ1 のゲート電圧ＶG 、ドレイン−ソース
間電圧ＶDS、ドレイン−ソース間電流ＩDS、負荷用電圧
トランス１３の出力電圧ＶT2の波形図を示す。図６は出
力電圧が安定する９９．３〔μｓ〕〜１００〔μｓ〕の
間のＦＥＴＱ1 のゲート電圧ＶG ドレイン−ソース間電
圧ＶDS、ドレイン−ソース間電流ＩDS負荷用圧電トラン
ス１３の出力電圧ＶT2、ゲートで消費される電力ＰG 、
発振用圧電トランス１４の入力電圧ＶT1、発振用圧電ト
ランス１４の入力電流ＩT1、負荷用圧電トランス１３の
入力電流ＩRL、直流電源１１からの入力電流ＩT 、直流
電源１１からの入力電力ＰT 、ＦＥＴＱ1 でのドレイン
損失ＰFET 、負荷用圧電トランス１３の出力電力ＰT2の
波形図を示す。
に本発明の第１実施例の動作波形図を示す。図５（Ａ）
は０〔μｓ〕〜２〔μｓ〕、図５（Ｂ）は５〔μｓ〕〜
７〔μｓ〕、図５（Ｃ）は４６．３〔μｓ〕〜４７〔μ
ｓ〕のＦＥＴＱ1 のゲート電圧ＶG 、ドレイン−ソース
間電圧ＶDS、ドレイン−ソース間電流ＩDS、負荷用電圧
トランス１３の出力電圧ＶT2の波形図を示す。図６は出
力電圧が安定する９９．３〔μｓ〕〜１００〔μｓ〕の
間のＦＥＴＱ1 のゲート電圧ＶG ドレイン−ソース間電
圧ＶDS、ドレイン−ソース間電流ＩDS負荷用圧電トラン
ス１３の出力電圧ＶT2、ゲートで消費される電力ＰG 、
発振用圧電トランス１４の入力電圧ＶT1、発振用圧電ト
ランス１４の入力電流ＩT1、負荷用圧電トランス１３の
入力電流ＩRL、直流電源１１からの入力電流ＩT 、直流
電源１１からの入力電力ＰT 、ＦＥＴＱ1 でのドレイン
損失ＰFET 、負荷用圧電トランス１３の出力電力ＰT2の
波形図を示す。
【００２９】まず、図５（Ａ）に示す直流電源１１が投
入された直後では発振用圧電トランス１４が直流電源１
１の電圧によりたたかれ、振動が生じ、ＦＥＴＱ1 のゲ
ート電圧ＶG が変動する。ゲート電圧ＶG の変動に応じ
て、ＦＥＴＱ1 のドレイン−ソース間電圧ＶDSが変動
し、ドレイン−ソース間電流ＩDSが流れるが共振用コイ
ルＬ2 及びコンデンサＣ1 とまだ、共振しないため減衰
してしまう。このとき、負荷用圧電トランス１３も直流
電源１１の投入によりたたかれ、振動が生じ、その出力
電圧ＶT2も振動する。
入された直後では発振用圧電トランス１４が直流電源１
１の電圧によりたたかれ、振動が生じ、ＦＥＴＱ1 のゲ
ート電圧ＶG が変動する。ゲート電圧ＶG の変動に応じ
て、ＦＥＴＱ1 のドレイン−ソース間電圧ＶDSが変動
し、ドレイン−ソース間電流ＩDSが流れるが共振用コイ
ルＬ2 及びコンデンサＣ1 とまだ、共振しないため減衰
してしまう。このとき、負荷用圧電トランス１３も直流
電源１１の投入によりたたかれ、振動が生じ、その出力
電圧ＶT2も振動する。
【００３０】次に図５（Ｂ）に示す直流電源１１の投入
後、５〔μｓ〕〜７〔μｓ〕ではＦＥＴＱ1 のドレイン
−ソース間電圧ＶDSが定常波形に移行しはじめ、ドレイ
ン−ソース電流ＩDSも不要な成分を含みながらも共振し
て流れはじめる。
後、５〔μｓ〕〜７〔μｓ〕ではＦＥＴＱ1 のドレイン
−ソース間電圧ＶDSが定常波形に移行しはじめ、ドレイ
ン−ソース電流ＩDSも不要な成分を含みながらも共振し
て流れはじめる。
【００３１】図５（Ｃ）に示す直流電源１１の投入後、
４６．３〔μｓ〕〜４７〔μｓ〕ではＦＥＴＱ1 のゲー
ト電圧ＶG 、ドレイン−ソース間電圧ＶDS及びドレイン
ソース電流ＩDSは略共振した状態で変位しはじめる。
４６．３〔μｓ〕〜４７〔μｓ〕ではＦＥＴＱ1 のゲー
ト電圧ＶG 、ドレイン−ソース間電圧ＶDS及びドレイン
ソース電流ＩDSは略共振した状態で変位しはじめる。
【００３２】次に図６に示す出力が安定する９９．３
〔μｓ〕〜１００〔μｓ〕では発振用圧電トランス１４
及び共振部１５により発振が起き、その発振電圧で負荷
用圧電トランス１３の入力が駆動され、負荷１２に交流
電圧が供給される。
〔μｓ〕〜１００〔μｓ〕では発振用圧電トランス１４
及び共振部１５により発振が起き、その発振電圧で負荷
用圧電トランス１３の入力が駆動され、負荷１２に交流
電圧が供給される。
【００３３】本実施例によれば、発振用圧電トランス１
４及び共振部１５により電圧を負荷用圧電トランス１３
を高効率で駆動できる周波数で予め発振させ、発振用圧
電トランス１４及び共振部１５により発振された電圧に
より負荷用電圧トランス１３を駆動させる。このため、
負荷用圧電トランス１３を高効率で駆動でき、高出力を
得られると共に温度変動などが生じても、負荷用圧電ト
ランス１３の共振周波数に追従して発振用圧電トランス
１４の共振周波数が変動し、負荷用圧電トランス１３を
常に高効率で駆動させることができる。
４及び共振部１５により電圧を負荷用圧電トランス１３
を高効率で駆動できる周波数で予め発振させ、発振用圧
電トランス１４及び共振部１５により発振された電圧に
より負荷用電圧トランス１３を駆動させる。このため、
負荷用圧電トランス１３を高効率で駆動でき、高出力を
得られると共に温度変動などが生じても、負荷用圧電ト
ランス１３の共振周波数に追従して発振用圧電トランス
１４の共振周波数が変動し、負荷用圧電トランス１３を
常に高効率で駆動させることができる。
【００３４】図７は本発明の第２実施例の回路構成図を
示す。同図中、３１は直流電源を示す。直流電源３１は
直流電圧を発生し、交流阻止用のコイルＬ11を介して圧
電トランス３２の入力側に接続される。
示す。同図中、３１は直流電源を示す。直流電源３１は
直流電圧を発生し、交流阻止用のコイルＬ11を介して圧
電トランス３２の入力側に接続される。
【００３５】圧電トランス３２は図３，図４と同一の構
成であるため、その説明は省略する。圧電トランス３２
の出力側には負荷３３、昇圧用コンデンサＣ11、アンプ
部３４が夫々接続される。
成であるため、その説明は省略する。圧電トランス３２
の出力側には負荷３３、昇圧用コンデンサＣ11、アンプ
部３４が夫々接続される。
【００３６】アンプ部３４は抵抗Ｒ11〜Ｒ16、コンデン
サＣ12、ＮＰＮトランジスタＱ11よりなり、圧電トラン
ス３２の出力を反転増幅して出力する。アンプ部３４の
出力は交流カット用のコンデンサＣ13を介して共振部３
５に供給される。共振部３５はバイアス用抵抗Ｒ17，Ｒ
18及びＰチャネルＦＥＴＱ12よりなる。ＦＥＴＱ12はド
レイン−ソースが圧電トランス３２の入力側に接続さ
れ、ゲートが抵抗Ｒ17，Ｒ18により直流電源３１の直流
電圧を分圧して得た電圧によりバイアスされるととも
に、アンプ部３４から供給される圧電トランス３２の出
力を反転増幅した信号が供給され、圧電トランス３２の
入力側を振動させる。
サＣ12、ＮＰＮトランジスタＱ11よりなり、圧電トラン
ス３２の出力を反転増幅して出力する。アンプ部３４の
出力は交流カット用のコンデンサＣ13を介して共振部３
５に供給される。共振部３５はバイアス用抵抗Ｒ17，Ｒ
18及びＰチャネルＦＥＴＱ12よりなる。ＦＥＴＱ12はド
レイン−ソースが圧電トランス３２の入力側に接続さ
れ、ゲートが抵抗Ｒ17，Ｒ18により直流電源３１の直流
電圧を分圧して得た電圧によりバイアスされるととも
に、アンプ部３４から供給される圧電トランス３２の出
力を反転増幅した信号が供給され、圧電トランス３２の
入力側を振動させる。
【００３７】圧電トランス３２は直流電源３１の投入に
より振動され、その出力信号がフィードバックされ、圧
電トランス３２の出力に応じて入力が振動され、振動が
持続される。このため、温度変動などにより圧電トラン
ス３２の共振周波数が変動しても入力側は自身の出力に
応じた振動電圧が印加されるため、入力側の振動電圧も
温度変動に応じて変動し、圧電トランス３２の共振周波
数で振動される。したがって、圧電トランス３２を常に
共振周波数で振動させることができ、高効率で動作させ
ることができる。
より振動され、その出力信号がフィードバックされ、圧
電トランス３２の出力に応じて入力が振動され、振動が
持続される。このため、温度変動などにより圧電トラン
ス３２の共振周波数が変動しても入力側は自身の出力に
応じた振動電圧が印加されるため、入力側の振動電圧も
温度変動に応じて変動し、圧電トランス３２の共振周波
数で振動される。したがって、圧電トランス３２を常に
共振周波数で振動させることができ、高効率で動作させ
ることができる。
【００３８】このとき、圧電トランス３２の出力側に並
列に接続されたコンデンサＣ11により、昇圧比を向上さ
せることができる。例えば、直流電源１１の電圧１２
Ｖ、コンデンサＣ11を４７０ｐＦ、負荷抵抗を５１０Ω
とすると出力電圧９３．５〔Ｖ〕が得られ、昇圧比４．
４倍を得ることができる。また、負荷抵抗１ＫΩの時は
１３０〔Ｖ〕が得られ、昇圧比５．６倍となる。
列に接続されたコンデンサＣ11により、昇圧比を向上さ
せることができる。例えば、直流電源１１の電圧１２
Ｖ、コンデンサＣ11を４７０ｐＦ、負荷抵抗を５１０Ω
とすると出力電圧９３．５〔Ｖ〕が得られ、昇圧比４．
４倍を得ることができる。また、負荷抵抗１ＫΩの時は
１３０〔Ｖ〕が得られ、昇圧比５．６倍となる。
【００３９】図８に本発明の第３実施例の回路構成図を
示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。
示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。
【００４０】本実施例は図７の第２実施例とは共振部４
１の構成が異なるものである。本実施例の共振部４１は
バイアス用抵抗Ｒ21，Ｒ22、ＰチャネルＦＥＴＱ21、バ
イアス用直流電源４２よりなる。
１の構成が異なるものである。本実施例の共振部４１は
バイアス用抵抗Ｒ21，Ｒ22、ＰチャネルＦＥＴＱ21、バ
イアス用直流電源４２よりなる。
【００４１】ＦＥＴＱ21はドレイン−ソースが圧電トラ
ンス３２の入力側に接続され、ゲートがバイアス用直流
電源４２の直流電圧を抵抗Ｒ21，Ｒ22により分圧した直
流電圧によりバイアスされると共に、アンプ部３４の出
力が供給され、第２実施例と同様に圧電トランス３２が
駆動される。
ンス３２の入力側に接続され、ゲートがバイアス用直流
電源４２の直流電圧を抵抗Ｒ21，Ｒ22により分圧した直
流電圧によりバイアスされると共に、アンプ部３４の出
力が供給され、第２実施例と同様に圧電トランス３２が
駆動される。
【００４２】本実施例によれば、第２実施例と同様な効
果が得られると共に、ＦＥＴＱ12のバイアス電源が駆動
用の直流電源３１とは独立に設けられ、圧電トランス３
２の振動の影響を受けないため第１実施例のものより起
動や温度変動などによる圧電トランス３２の追従をスム
ーズに行なうことができる。
果が得られると共に、ＦＥＴＱ12のバイアス電源が駆動
用の直流電源３１とは独立に設けられ、圧電トランス３
２の振動の影響を受けないため第１実施例のものより起
動や温度変動などによる圧電トランス３２の追従をスム
ーズに行なうことができる。
【００４３】図９に本発明の第４実施例の回路構成図を
示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。
示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。
【００４４】本実施例は第２実施例とは共振部５１が異
なる構成とされている。本実施例の共振部５１はｐチャ
ネルＦＥＴＱ31、ｎチャネルＦＥＴＱ32、抵抗Ｒ31、コ
ンデンサＣ21よりなる。ＦＥＴＱ31はドレイン−ソース
が圧電トランス３２の入力側に接続され、ゲートにはア
ンプ部３４の出力が供給される。また、ＦＥＴＱ32はド
レイン−ソースが直流電源３１の負電極と接地間に接続
され、ゲートにはアンプ部３４の出力が供給される。Ｆ
ＥＴＱ31，Ｑ32のゲートは共に抵抗Ｒ31を介して接地さ
れ、また、コンデンサＣ21は圧電トランス３２の入力間
に接続される。
なる構成とされている。本実施例の共振部５１はｐチャ
ネルＦＥＴＱ31、ｎチャネルＦＥＴＱ32、抵抗Ｒ31、コ
ンデンサＣ21よりなる。ＦＥＴＱ31はドレイン−ソース
が圧電トランス３２の入力側に接続され、ゲートにはア
ンプ部３４の出力が供給される。また、ＦＥＴＱ32はド
レイン−ソースが直流電源３１の負電極と接地間に接続
され、ゲートにはアンプ部３４の出力が供給される。Ｆ
ＥＴＱ31，Ｑ32のゲートは共に抵抗Ｒ31を介して接地さ
れ、また、コンデンサＣ21は圧電トランス３２の入力間
に接続される。
【００４５】アンプ部３４の出力によりＦＥＴＱ31が駆
動され、圧電トランス３２の入力電圧が震度をすると共
にアンプ部３４の出力によりＦＥＴＱ32が駆動され、印
加電圧レベルが振動され、圧電トランス３２の入力電圧
が振動する。
動され、圧電トランス３２の入力電圧が震度をすると共
にアンプ部３４の出力によりＦＥＴＱ32が駆動され、印
加電圧レベルが振動され、圧電トランス３２の入力電圧
が振動する。
【００４６】以上のように２つのＦＥＴＱ31，Ｑ32で圧
電トランス３２の入力電圧を振動させることにより第１
実施例と同様の効果が得られると共に各ＦＥＴＱ31，Ｑ
32での損失を小さくでき、第１実施例に比べて効率よく
動作させることができる。
電トランス３２の入力電圧を振動させることにより第１
実施例と同様の効果が得られると共に各ＦＥＴＱ31，Ｑ
32での損失を小さくでき、第１実施例に比べて効率よく
動作させることができる。
【００４７】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、圧電トラ
ンスを自励振駆動させることができるため、圧電トラン
スの共振周波数が温度変化等により変動しても、それに
追従して発振を安定維持させることができ、したがっ
て、出力電圧を安定させることができ、電源装置の安定
動作を実現できる等の特長を有する。
ンスを自励振駆動させることができるため、圧電トラン
スの共振周波数が温度変化等により変動しても、それに
追従して発振を安定維持させることができ、したがっ
て、出力電圧を安定させることができ、電源装置の安定
動作を実現できる等の特長を有する。
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例の回路構成図である。
【図３】圧電トランスの構成図である。
【図４】圧電トランスの等価回路図である。
【図５】本発明の第１実施例の動作波形図である。
【図６】本発明の第１実施例の動作波形図である。
【図７】本発明の第２実施例の回路構成図である。
【図８】本発明の第３実施例の回路構成図である。
【図９】本発明の第４実施例の回路構成図である。
【図１０】従来の一例の構成図である。
１ 直流電源 ２ 負荷 ３ 発振用圧電トランス ４ 共振手段 ５ 負荷用圧電トランス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若月 昇 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 直流電源（１）から供給される直流電圧
を所定の振幅の出力電圧に変換し、負荷（２）に供給す
る電源装置において、 入力側が前記貯溜電源（１）に接続され、前記直流電源
（１）から供給される直流電圧により起動され、出力側
より特有の共振周波数に応じて振動する出力電圧を出力
する発振用圧電トランス（３）と、 前記直流電源（１）に接続されると共に、前記発振用圧
電トランス（３）の出力電圧が供給され、前記発振用圧
電トランス（３）に共振して前記直流電源（１）の直流
電圧を発振させる共振手段（４）と、 入力側が前記共振手段（４）に並列に接続されると共
に、出力側が前記負荷（２）に接続され、前記共振手段
（４）により発振した前記直流電源（１）の発振出力電
圧により駆動され、前記直流電源（１）の発振出力電圧
に応じた振幅の出力電圧を前記負荷（２）に供給する負
荷用圧電トランス（５）とを有することを特徴とする電
源装置。 - 【請求項２】 前記共振手段（４）はインダクタンス
（Ｌ）とトランジスタ（Ｑ1 ）とを直列に接続し、前記
直流電源（１）に並列に接続し、該トランジスタ
（Ｑ1 ）のゲート（Ｇ）に前記発振用圧電トランス
（３）の出力側を接続し、前記発振用圧電トランス
（３）の出力電圧に応じて前記トランジスタ（Ｑ1 ）を
制御し、前記インダクタンス（Ｌ）と前記発振用圧電ト
ランス（３）とで前記直流電源（１）の出力電圧を発振
させることを特徴とする請求項１記載の電源装置。 - 【請求項３】 前記発振用トランス（３）と前記負荷用
トランス（５）とは同一の共振周波数を有することを特
徴とする請求項１又は２記載の電源装置。 - 【請求項４】 直流電圧源（１）から供給される直流電
圧を所定の振幅の出力電圧に変換し、負荷に供給する電
源装置において、 入力側が前記直流電源（１）に接続され、前記直流電源
（１）の直流電圧により起動され、出力側より特有の共
振周波数に応じて振動する出力電圧を出力し、負荷
（２）に供給する負荷用圧電トランス（６）と、 前記圧電トランス（６）の出力電圧に応じて振動する制
御信号を生成するアンプ部（７）と、 前記アンプ部（７）で生成された制御信号に応じて前記
圧電トランス（６）の入力側に供給される前記直流電源
（１）の直流電圧を振動させる駆動部（８）とを有する
ことを特徴とする電源装置。 - 【請求項５】 前記圧電トランス（８）の出力に並列に
コンデンサ（Ｃ11）を接続したことを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか一項記載の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5181683A JPH0739145A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5181683A JPH0739145A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739145A true JPH0739145A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16105052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5181683A Pending JPH0739145A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0739145A (ja) |
-
1993
- 1993-07-22 JP JP5181683A patent/JPH0739145A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001024 |