JPH09214010A - 圧電トランス - Google Patents
圧電トランスInfo
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- JPH09214010A JPH09214010A JP8040756A JP4075696A JPH09214010A JP H09214010 A JPH09214010 A JP H09214010A JP 8040756 A JP8040756 A JP 8040756A JP 4075696 A JP4075696 A JP 4075696A JP H09214010 A JPH09214010 A JP H09214010A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高出力、かつ省電力のローゼン型圧電トラ
ンスを提供する。 【解決手段】 圧電トランスの長さ方向に直交する断
面の面積を、前記入力側よりも前記出力側の方が小さく
なるように幅を狭めることにより、固体ホーンの原理に
より振動の拡大率がそのまま昇圧率の拡大率となり、標
準的な矩形平板状のローゼン型圧電トランスに対してそ
の昇圧率が拡大され、入力電圧に対して高い出力電圧を
得ることができる。また、圧電トランスの作動時に生じ
る定在波の節となる位置から断面積を変化させることに
より、上記効果が一層顕著になる。更に、長さ方向一端
に荷重を付加することで同様な効果が得られる。
ンスを提供する。 【解決手段】 圧電トランスの長さ方向に直交する断
面の面積を、前記入力側よりも前記出力側の方が小さく
なるように幅を狭めることにより、固体ホーンの原理に
より振動の拡大率がそのまま昇圧率の拡大率となり、標
準的な矩形平板状のローゼン型圧電トランスに対してそ
の昇圧率が拡大され、入力電圧に対して高い出力電圧を
得ることができる。また、圧電トランスの作動時に生じ
る定在波の節となる位置から断面積を変化させることに
より、上記効果が一層顕著になる。更に、長さ方向一端
に荷重を付加することで同様な効果が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はローゼン型圧電トラ
ンスに関するものである。
ンスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、圧電素材のジルコン酸、チタ
ン酸バリウム等を用い、長さ方向の一端寄りの表裏面に
設けられた入力側電極と、長さ方向の他端面に設けられ
た出力側電極とを有する平板状のローゼン型圧電トラン
スが知られている。この圧電トランスは、その長さ方向
の共振周波数に等しい交流電圧を上記入力側電極に印加
し、機械的共振を生じさせ、圧電現象により発電させて
出力側電極から出力を得るものである。このとき、素子
の共振特性である共振鋭度（機械的Ｑｍ）を利用して電
圧増幅する。
ン酸バリウム等を用い、長さ方向の一端寄りの表裏面に
設けられた入力側電極と、長さ方向の他端面に設けられ
た出力側電極とを有する平板状のローゼン型圧電トラン
スが知られている。この圧電トランスは、その長さ方向
の共振周波数に等しい交流電圧を上記入力側電極に印加
し、機械的共振を生じさせ、圧電現象により発電させて
出力側電極から出力を得るものである。このとき、素子
の共振特性である共振鋭度（機械的Ｑｍ）を利用して電
圧増幅する。
【０００３】この圧電トランスは、巻線型トランスなど
に比較して小型化、薄型化が可能であり、例えばノート
型コンピュータ用液晶ディスプレイのバックライト用イ
ンバータ回路に用いることにより装置全体を小型化、薄
型化する可能性を有している。
に比較して小型化、薄型化が可能であり、例えばノート
型コンピュータ用液晶ディスプレイのバックライト用イ
ンバータ回路に用いることにより装置全体を小型化、薄
型化する可能性を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧電トランスは、機械的強度や圧電変換比率（電気機械
結合係数）及び機械的Ｑｍが小さく、大きな昇圧比が得
られないことから、上記したインバータ回路に用いるの
に巻線トランス等と組み合わせなければならず、上記し
た小型、薄型の利点を必ずしも活用できなかった。
圧電トランスは、機械的強度や圧電変換比率（電気機械
結合係数）及び機械的Ｑｍが小さく、大きな昇圧比が得
られないことから、上記したインバータ回路に用いるの
に巻線トランス等と組み合わせなければならず、上記し
た小型、薄型の利点を必ずしも活用できなかった。
【０００５】そこで、機械的強度や圧電変換比率（電気
機械結合係数）が大きく、比較的大きな昇圧比が得られ
るチタン酸ジルコン酸鉛の圧電トランスが開発され、注
目されている。この圧電トランスを用いれば、上記した
ようなインバータ回路に用いるのにも巻線トランス等と
組み合わせなくても良いものの、この材料の圧電トラン
スにあっても所望の昇圧比を得るためには圧電トランス
本体が大型化し、消費電力も大きくなる。従って、近年
の小型化、薄型化、省電力化に対応するために一層高い
出力が可能な省電力の圧電トランスが望まれていた。
機械結合係数）が大きく、比較的大きな昇圧比が得られ
るチタン酸ジルコン酸鉛の圧電トランスが開発され、注
目されている。この圧電トランスを用いれば、上記した
ようなインバータ回路に用いるのにも巻線トランス等と
組み合わせなくても良いものの、この材料の圧電トラン
スにあっても所望の昇圧比を得るためには圧電トランス
本体が大型化し、消費電力も大きくなる。従って、近年
の小型化、薄型化、省電力化に対応するために一層高い
出力が可能な省電力の圧電トランスが望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
べく本発明では、長さＬと幅Ｗと厚みＤとの関係がＬ＞
Ｗ＞Ｄとなっている平板状をなし、長さ方向の一端寄り
の表裏面に設けられた入力側電極と、長さ方向の他端面
に設けられた出力側電極とを有するローゼン型圧電トラ
ンスであって、長さ方向に直交する断面の面積が、前記
入力側よりも前記出力側の方が小さくなっていることを
特徴とする圧電トランスを提供する。特に前記断面積が
当該圧電トランスの作動時に生じる定在波の節となる位
置から変化していると良い。この発明は固体ホーンの原
理を応用したものであり、振動の拡大率がそのまま昇圧
率の拡大率となる。また、上述した課題を解決するべ
く、平板状をなし、長さ方向の一端寄りの表裏面に設け
られた入力側電極と、長さ方向の他端面に設けられた出
力側電極とを有するローゼン型圧電トランスであって、
前記長さ方向一端に質量を付加したことを特徴とする圧
電トランスを提供する。
べく本発明では、長さＬと幅Ｗと厚みＤとの関係がＬ＞
Ｗ＞Ｄとなっている平板状をなし、長さ方向の一端寄り
の表裏面に設けられた入力側電極と、長さ方向の他端面
に設けられた出力側電極とを有するローゼン型圧電トラ
ンスであって、長さ方向に直交する断面の面積が、前記
入力側よりも前記出力側の方が小さくなっていることを
特徴とする圧電トランスを提供する。特に前記断面積が
当該圧電トランスの作動時に生じる定在波の節となる位
置から変化していると良い。この発明は固体ホーンの原
理を応用したものであり、振動の拡大率がそのまま昇圧
率の拡大率となる。また、上述した課題を解決するべ
く、平板状をなし、長さ方向の一端寄りの表裏面に設け
られた入力側電極と、長さ方向の他端面に設けられた出
力側電極とを有するローゼン型圧電トランスであって、
前記長さ方向一端に質量を付加したことを特徴とする圧
電トランスを提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて添付した図面を参照して詳細に説明する。
ついて添付した図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】図１は、本発明が適用された液晶ディスプ
レイのバックライト用インバータ回路の概略構成を示す
ブロック図である。ＤＣ１２Ｖ電源１からの直流電源は
発振回路２にてＡＣ９〜１２Ｖの交流に変換され、本発
明の圧電トランス３にて昇圧されて冷陰極管４に供給さ
れるようになっている。発振回路２及び圧電トランス３
からの出力は発振回路２に位相フィードバックされるよ
うになっている。
レイのバックライト用インバータ回路の概略構成を示す
ブロック図である。ＤＣ１２Ｖ電源１からの直流電源は
発振回路２にてＡＣ９〜１２Ｖの交流に変換され、本発
明の圧電トランス３にて昇圧されて冷陰極管４に供給さ
れるようになっている。発振回路２及び圧電トランス３
からの出力は発振回路２に位相フィードバックされるよ
うになっている。
【０００９】ここで、本構成では昇圧率の高い圧電トラ
ンスを用いることにより、従来、発振回路２と圧電トラ
ンス３との間に別途一次トランスとして必要であった巻
線トランス等を省略できる。また、入力電圧が低いこと
から圧電トランスの破損、劣化、飽和などの問題を生じ
ることがない。尚、上記回路で出力電圧が不足している
場合はチャージポンプ式増幅を行うこともできる。
ンスを用いることにより、従来、発振回路２と圧電トラ
ンス３との間に別途一次トランスとして必要であった巻
線トランス等を省略できる。また、入力電圧が低いこと
から圧電トランスの破損、劣化、飽和などの問題を生じ
ることがない。尚、上記回路で出力電圧が不足している
場合はチャージポンプ式増幅を行うこともできる。
【００１０】図２（ａ）は、本発明の圧電トランス３の
斜視図、図２（ｂ）はその平面図である。この圧電トラ
ンス３は、チタン酸ジルコン酸鉛を焼結してなる平板状
をなし、その全長をＬ、厚さをＤとし、幅をＷとしてＬ
＞Ｗ＞Ｄとなっている。また、図のハッチングを施した
部分が電極であり、長さ方向の一端寄り（図の左寄り）
の表面に設けられている電極が入力側電極３ａ、長さ方
向の他端面（図の右側の端面）に設けられている電極が
出力側電極３ｂである。また、入力側電極３ａの裏面に
コモン電極が設けられている。その製造手順は図３に示
す通りであり、所謂グリーンシート法を用いたものであ
り、その詳細な説明は省略する。
斜視図、図２（ｂ）はその平面図である。この圧電トラ
ンス３は、チタン酸ジルコン酸鉛を焼結してなる平板状
をなし、その全長をＬ、厚さをＤとし、幅をＷとしてＬ
＞Ｗ＞Ｄとなっている。また、図のハッチングを施した
部分が電極であり、長さ方向の一端寄り（図の左寄り）
の表面に設けられている電極が入力側電極３ａ、長さ方
向の他端面（図の右側の端面）に設けられている電極が
出力側電極３ｂである。また、入力側電極３ａの裏面に
コモン電極が設けられている。その製造手順は図３に示
す通りであり、所謂グリーンシート法を用いたものであ
り、その詳細な説明は省略する。
【００１１】ここで、この圧電トランス３は入力側端面
から３Ｌ／４の位置（出力側電極３ｂからＬ／４の位
置）Ａから出力側電極３ｂまでの幅Ｗが、それよりも入
力側に比較して約１／３に狭まっており、即ちその位置
Ａから出力側電極３ｂまでの断面積が小さくなってい
る。一方、本構成では圧電トランスの振動モードとして
２次の振動モード（図４）を用いており、その定在波の
節は、入力側電極３ａからＬ／４の位置Ｂ及び３Ｌ／４
の位置Ａとなる。従って、本構成では、長さ方向につい
てみると、定在波の節の位置を境に入力側よりも出力側
の断面積が小さくなっている。これにより振動が拡大さ
れ（拡大率１．９４倍）、標準的な矩形平板状のローゼ
ン型圧電トランス（図５（ａ））に対してその昇圧率が
拡大され、入力電圧に対して高い出力電圧を得ることが
できる。
から３Ｌ／４の位置（出力側電極３ｂからＬ／４の位
置）Ａから出力側電極３ｂまでの幅Ｗが、それよりも入
力側に比較して約１／３に狭まっており、即ちその位置
Ａから出力側電極３ｂまでの断面積が小さくなってい
る。一方、本構成では圧電トランスの振動モードとして
２次の振動モード（図４）を用いており、その定在波の
節は、入力側電極３ａからＬ／４の位置Ｂ及び３Ｌ／４
の位置Ａとなる。従って、本構成では、長さ方向につい
てみると、定在波の節の位置を境に入力側よりも出力側
の断面積が小さくなっている。これにより振動が拡大さ
れ（拡大率１．９４倍）、標準的な矩形平板状のローゼ
ン型圧電トランス（図５（ａ））に対してその昇圧率が
拡大され、入力電圧に対して高い出力電圧を得ることが
できる。
【００１２】図５（ｂ）〜図５（ｉ）は、本発明の圧電
トランスの応用例であり、図５（ｂ）に示す構造の圧電
トランスは、基本的には図２のものと同様であるが、位
置ＡからＲ形状をなし、図５（ｃ）はエスクポーネンシ
ャル形状をなし、即ち出力側に向けて徐々に断面積が小
さくなっている。また、図５（ｄ）に示す構造の圧電ト
ランスは、入力側端面からＬ／２の位置Ｃから出力側電
極３ｂまで幅Ｗがそれよりも入力側に比較して約１／３
に狭まっており、即ちその位置Ｃから出力側電極３ｂま
での断面積が小さくなっている。この形状では、１次の
振動モードを用いていれば位置Ｃが定在波の節となる
が、２次の振動モードを用いているため、上記図２や図
５（ｂ）、図５（ｃ）に示したものほど拡大率は大きく
ないものの、１よりも大きくなる。図５（ｅ）及び図５
（ｆ）に示す構造の圧電トランスは、基本的には図５
（ｄ）のものと同様であるが、位置Ｃからエスクポーネ
ンシャル形状をなし、即ち出力側に向けて徐々に断面積
が小さくなっている。図５（ｇ）に示す構造の圧電トラ
ンスは、位置Ｂから位置Ｃまでの間と、位置Ａから出力
側電極３ｂまでの間の幅Ｗが狭まっている。この形状で
は、入力側電極３ａａ、３ａｂが、入力側端面から位置
Ｂまでの間と位置Ｃから位置Ａまでの間の２箇所に分割
して設けられている。即ち、図５（ｄ）に示す形状で長
さが半分の圧電トランスを直列に２つ接続した形状をな
している。この形状では、振動が一層拡大され（拡大率
３．８３倍）、上記したいずれのものよりも入力電圧に
対して高い電圧を得ることができる。図５（ｈ）及び図
５（ｉ）に示す構造の圧電トランスは、基本的には図５
（ｇ）のものと同様であるが、図５（ｈ）のものは位置
Ｂ及び位置Ａから、図５（ｉ）のものは、入力側端面か
ら入力側電極３ａａを含み位置Ｃまで、及び位置Ｃから
入力側電極３ａａを含み出力側電極３ｂまでエスクポー
ネンシャル形状をなし、即ち出力側に向けて徐々に断面
積が小さくなっている。
トランスの応用例であり、図５（ｂ）に示す構造の圧電
トランスは、基本的には図２のものと同様であるが、位
置ＡからＲ形状をなし、図５（ｃ）はエスクポーネンシ
ャル形状をなし、即ち出力側に向けて徐々に断面積が小
さくなっている。また、図５（ｄ）に示す構造の圧電ト
ランスは、入力側端面からＬ／２の位置Ｃから出力側電
極３ｂまで幅Ｗがそれよりも入力側に比較して約１／３
に狭まっており、即ちその位置Ｃから出力側電極３ｂま
での断面積が小さくなっている。この形状では、１次の
振動モードを用いていれば位置Ｃが定在波の節となる
が、２次の振動モードを用いているため、上記図２や図
５（ｂ）、図５（ｃ）に示したものほど拡大率は大きく
ないものの、１よりも大きくなる。図５（ｅ）及び図５
（ｆ）に示す構造の圧電トランスは、基本的には図５
（ｄ）のものと同様であるが、位置Ｃからエスクポーネ
ンシャル形状をなし、即ち出力側に向けて徐々に断面積
が小さくなっている。図５（ｇ）に示す構造の圧電トラ
ンスは、位置Ｂから位置Ｃまでの間と、位置Ａから出力
側電極３ｂまでの間の幅Ｗが狭まっている。この形状で
は、入力側電極３ａａ、３ａｂが、入力側端面から位置
Ｂまでの間と位置Ｃから位置Ａまでの間の２箇所に分割
して設けられている。即ち、図５（ｄ）に示す形状で長
さが半分の圧電トランスを直列に２つ接続した形状をな
している。この形状では、振動が一層拡大され（拡大率
３．８３倍）、上記したいずれのものよりも入力電圧に
対して高い電圧を得ることができる。図５（ｈ）及び図
５（ｉ）に示す構造の圧電トランスは、基本的には図５
（ｇ）のものと同様であるが、図５（ｈ）のものは位置
Ｂ及び位置Ａから、図５（ｉ）のものは、入力側端面か
ら入力側電極３ａａを含み位置Ｃまで、及び位置Ｃから
入力側電極３ａａを含み出力側電極３ｂまでエスクポー
ネンシャル形状をなし、即ち出力側に向けて徐々に断面
積が小さくなっている。
【００１３】一方、図６に示すように、形状は標準的な
矩形平板状をなし、その入力側端面に所定の質量部材１
３ｃを一体的に設けた圧電トランス１３にあっても振動
が拡大され（１．４４倍）、即ち昇圧率が拡大され、入
力電圧に対して高い出力電圧を得ることができる。尚、
上記した断面積を変化させる構造と質量を付加する構造
を組み合わせても良いことは云うまでもない。
矩形平板状をなし、その入力側端面に所定の質量部材１
３ｃを一体的に設けた圧電トランス１３にあっても振動
が拡大され（１．４４倍）、即ち昇圧率が拡大され、入
力電圧に対して高い出力電圧を得ることができる。尚、
上記した断面積を変化させる構造と質量を付加する構造
を組み合わせても良いことは云うまでもない。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による圧電トランスによれば、ローゼン型圧電トラン
スの長さ方向に直交する断面の面積を、前記入力側より
も前記出力側の方が小さくなるように幅を狭めることに
より、固体ホーンの原理により振動の拡大率がそのまま
昇圧率の拡大率となり、標準的な矩形平板状のローゼン
型圧電トランスに対してその昇圧率が拡大され、入力電
圧に対して高い出力電圧を得ることができる。また、圧
電トランスの作動時に生じる定在波の節となる位置から
断面積を変化させることにより、上記効果が一層顕著に
なる。更に、長さ方向一端に質量を付加することで同様
な効果が得られる。
明による圧電トランスによれば、ローゼン型圧電トラン
スの長さ方向に直交する断面の面積を、前記入力側より
も前記出力側の方が小さくなるように幅を狭めることに
より、固体ホーンの原理により振動の拡大率がそのまま
昇圧率の拡大率となり、標準的な矩形平板状のローゼン
型圧電トランスに対してその昇圧率が拡大され、入力電
圧に対して高い出力電圧を得ることができる。また、圧
電トランスの作動時に生じる定在波の節となる位置から
断面積を変化させることにより、上記効果が一層顕著に
なる。更に、長さ方向一端に質量を付加することで同様
な効果が得られる。
【図１】本発明が適用された液晶ディスプレイのバック
ライト用インバータ回路の概略構成を示すブロック図。
ライト用インバータ回路の概略構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）は図１に用いられた本発明の圧電トラン
スの斜視図、（ｂ）はその平面図。
スの斜視図、（ｂ）はその平面図。
【図３】図２の圧電トランスの製造手順を示す図。
【図４】本発明の圧電トランスの２次発振モードの定在
波を模式的に示す図。
波を模式的に示す図。
【図５】（ａ）は標準的な矩形平板状のローゼン型圧電
トランスの平面図、（ｂ）〜（ｉ）は、本発明の圧電ト
ランスの応用例を示す平面図。
トランスの平面図、（ｂ）〜（ｉ）は、本発明の圧電ト
ランスの応用例を示す平面図。
【図６】本発明の圧電トランスの別の実施形態を示す平
面図。
面図。
１ ＤＣ１２Ｖ電源 ２ 発振回路 ３ 圧電トランス ３ａ、３ａａ、３ａｂ 入力側電極 ３ｂ 出力側電極 ４ 冷陰極管 １３ 圧電トランス １３ａ 入力側電極 １３ｂ 出力側電極 １３ｃ 質量部材
Claims (3)
- 【請求項１】 長さＬと幅Ｗと厚みＤとの関係がＬ＞
Ｗ＞Ｄとなっている平板状をなし、長さ方向の一端寄り
の表裏面に設けられた入力側電極と、長さ方向の他端面
に設けられた出力側電極とを有するローゼン型圧電トラ
ンスであって、 長さ方向に直交する断面の面積が、前記入力側よりも前
記出力側の方が小さくなっていることを特徴とする圧電
トランス。 - 【請求項２】 前記断面積が当該圧電トランスの作動
時に生じる定在波の節となる位置から変化していること
を特徴とする請求項１に記載の圧電トランス。 - 【請求項３】 平板状をなし、長さ方向の一端寄りの
表裏面に設けられた入力側電極と、長さ方向の他端面に
設けられた出力側電極とを有するローゼン型圧電トラン
スであって、 前記長さ方向一端に質量を付加したことを特徴とする圧
電トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8040756A JPH09214010A (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 圧電トランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8040756A JPH09214010A (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 圧電トランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09214010A true JPH09214010A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=12589479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8040756A Pending JPH09214010A (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 圧電トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09214010A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100371656B1 (ko) * | 2000-05-04 | 2003-02-11 | 스마트전자 주식회사 | 승압 특성을 향상시킨 압전 변압기의 제조 방법 |
| WO2011024766A1 (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-03 | パナソニック電工 株式会社 | 放電装置及びそれを備えた静電霧化装置 |
| JP2011045817A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 静電霧化装置 |
| JP2011067739A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 静電霧化装置 |
-
1996
- 1996-02-01 JP JP8040756A patent/JPH09214010A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2011024766A1 (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-03 | パナソニック電工 株式会社 | 放電装置及びそれを備えた静電霧化装置 |
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