JPH0951133A - Piezoelectric transformer - Google Patents
Piezoelectric transformerInfo
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- JPH0951133A JPH0951133A JP7219498A JP21949895A JPH0951133A JP H0951133 A JPH0951133 A JP H0951133A JP 7219498 A JP7219498 A JP 7219498A JP 21949895 A JP21949895 A JP 21949895A JP H0951133 A JPH0951133 A JP H0951133A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、冷陰極蛍光管の点灯等
に用いる圧電トランスに係るもので、特に圧電セラミッ
ク板に配置される電極構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric transformer used for lighting a cold cathode fluorescent tube and the like, and more particularly to an electrode structure arranged on a piezoelectric ceramic plate.
【0002】[0002]
【従来の技術】冷陰極蛍光管、複写機、静電除去器な
ど、高い駆動電圧を必要とする回路においては、従来巻
線トランスを用いて入力電圧を一次、二次巻線で昇圧し
て出力を得ている。最近、この昇圧回路に圧電トランス
を利用することが検討され、実用化されつつある。2. Description of the Related Art In a circuit requiring a high driving voltage, such as a cold cathode fluorescent tube, a copying machine, an electrostatic eliminator, etc., a conventional winding transformer is used to boost the input voltage in the primary and secondary windings. You are getting the output. Recently, the use of a piezoelectric transformer in this booster circuit has been studied and is being put to practical use.
【0003】図2は、その圧電トランスの例を示す斜視
図で、いわゆるRosen 型と呼ばれるものである。圧電セ
ラミック板20の一端側の表裏面に入力電極21を設け、反
対側の端面に出力電極23を設けたものである。FIG. 2 is a perspective view showing an example of the piezoelectric transformer, which is a so-called Rosen type. An input electrode 21 is provided on the front and back surfaces on one end side of the piezoelectric ceramic plate 20, and an output electrode 23 is provided on the opposite end surface.
【0004】この圧電トランスにおいては、二次側を開
放に近い高インピーダンス負荷として使用する場合に
は、入出力電圧比(昇圧比)を大きくとることができ
る。しかし、負荷インピーダンスが百kΩ程度になる
と、数倍から十倍程度しか昇圧比が得られなくなってし
まう。液晶パネルのバックライトとして用いる蛍光管等
を点灯させる場合、点灯開始時には十分な昇圧比が得ら
れるが、放電開始後の低インピーダンスの状態では十分
な昇圧比が得られないことになる。In this piezoelectric transformer, when the secondary side is used as a high impedance load close to an open circuit, the input / output voltage ratio (step-up ratio) can be made large. However, when the load impedance is about 100 kΩ, the boosting ratio can be obtained only from several times to ten times. When a fluorescent tube used as a backlight of a liquid crystal panel is turned on, a sufficient step-up ratio can be obtained at the start of lighting, but a sufficient step-up ratio cannot be obtained in a low impedance state after the start of discharge.
【0005】また、駆動電極の構造上縦振動の共振イン
ピーダンスを小さくすることには限界があり、大電力を
注入できないなど電力を注入する上での問題も多い。更
に、負荷インピーダンスにより共振周波数のシフトが生
じ、開放から短絡までのインピーダンスの変化に対して
4〜5%の共振周波数の変化が生じる。Further, there is a limit in reducing the resonance impedance of longitudinal vibration due to the structure of the drive electrode, and there are many problems in injecting electric power, such as inability to inject large electric power. Further, the load impedance causes a shift in the resonance frequency, which causes a change in the resonance frequency of 4 to 5% with respect to the change in impedance from the open circuit to the short circuit.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、比較的低い
インピーダンスの状態でも比較的高い昇圧比を得ること
のできる圧電トランスを提供するものである。また、入
力に比較的高い電力を注入することができて、大きな出
力を得ることができる圧電トランスを提供するものであ
る。更に、インピーダンスの変化に対して共振周波数の
変化が小さい圧電トランスを提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a piezoelectric transformer capable of obtaining a relatively high step-up ratio even in a state of relatively low impedance. Further, the present invention provides a piezoelectric transformer capable of injecting a relatively high power to the input and obtaining a large output. Further, the present invention provides a piezoelectric transformer whose change in resonance frequency is small with respect to change in impedance.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電セラミッ
ク板の形状と形成する入力電極と出力電極の配置とを改
善し、また、圧電セラミック板の両端から出力を得るこ
とによって、上記の課題を解決するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention improves the shape of the piezoelectric ceramic plate and the arrangement of the input and output electrodes formed, and also obtains outputs from both ends of the piezoelectric ceramic plate to solve the above problems. Is the solution.
【0008】すなわち、圧電セラミック板の表面と裏面
の一部に入力電極を具え、一部の端面に出力電極を具え
た圧電トランスにおいて、圧電セラミック板の長手方向
の中央部の幅は長手方向の端面の幅よりも広く、入力電
極は圧電セラミック板の当該幅の広い中央部の表面と裏
面に形成され、出力電極は長手方向の両端面に形成され
たことに特徴を有するものである。That is, in a piezoelectric transformer having input electrodes on part of the front and back surfaces of the piezoelectric ceramic plate and output electrodes on part of the end faces, the width of the central portion of the piezoelectric ceramic plate in the longitudinal direction is the longitudinal direction. The input electrodes are wider than the width of the end faces, and the input electrodes are formed on the front surface and the back surface of the wide central portion of the piezoelectric ceramic plate, and the output electrodes are formed on both end surfaces in the longitudinal direction.
【0009】あるいは、圧電セラミック板の表面と裏面
の一部に入力電極を具え、一部の端面に出力電極を具え
た圧電トランスにおいて、圧電セラミック板の長手方向
の中央部の幅は長手方向の端面の幅よりも広く、かつ圧
電セラミック板の厚み方向に分極され、入力電極は圧電
セラミック板の当該幅の広い中央部の表面と裏面に形成
され、出力電極は長手方向の両端面に形成されたことに
特徴を有するものである。Alternatively, in a piezoelectric transformer having an input electrode on a part of the front surface and the back surface of the piezoelectric ceramic plate and an output electrode on a part of the end surface, the width of the central portion of the piezoelectric ceramic plate in the longitudinal direction is Wider than the width of the end face and polarized in the thickness direction of the piezoelectric ceramic plate, the input electrodes are formed on the front and back surfaces of the wide central portion of the piezoelectric ceramic plate, and the output electrodes are formed on both end faces in the longitudinal direction. It is characterized by that.
【0010】[0010]
【作用】圧電セラミック板の中央部の表裏面に対向して
配置された入力電極で入力電圧を機械的振動に変換し、
圧電セラミック板の両端に形成された二つの出力電極の
間に生じる電圧を出力電圧として利用し、この間に負荷
を接続するものである。[Function] The input voltage is converted into mechanical vibration by the input electrodes arranged so as to face the front and back surfaces of the central portion of the piezoelectric ceramic plate,
A voltage generated between two output electrodes formed on both ends of the piezoelectric ceramic plate is used as an output voltage, and a load is connected between them.
【0011】[0011]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1は本発明の実施例を示す斜視図であ
る。圧電セラミック板10の長手方向の中央部の幅はその
方向の端面の幅よりも広く形成してあり、この中央部の
表面に電極11を形成し、これに対向する裏面に電極12を
形成する。この電極11、12が対向する部分の圧電セラミ
ック板10は厚み方向に分極を施しておく。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention. The width of the central portion of the piezoelectric ceramic plate 10 in the longitudinal direction is formed wider than the width of the end face in that direction, the electrode 11 is formed on the surface of this central portion, and the electrode 12 is formed on the back surface opposite to this. . The piezoelectric ceramic plate 10 in the portion where the electrodes 11 and 12 face each other is polarized in the thickness direction.
【0013】圧電セラミック板10の長手方向の両端面に
はそれぞれ電極13、14を形成する。入力電極11、12が形
成されない部分の圧電セラミック板10は厚み方向以外の
方向に分極を施しておく。二つの電極13、14は出力電極
となり、これらの電極の間に生じる電圧によって出力を
得る。すなわち、この二つの電極13、14間に負荷を接続
して駆動することになる。Electrodes 13 and 14 are formed on both end surfaces of the piezoelectric ceramic plate 10 in the longitudinal direction, respectively. The piezoelectric ceramic plate 10 in the portion where the input electrodes 11 and 12 are not formed is polarized in a direction other than the thickness direction. The two electrodes 13 and 14 become output electrodes, and an output is obtained by the voltage generated between these electrodes. That is, a load is connected between the two electrodes 13 and 14 for driving.
【0014】長さ22mm、長さ方向の端面の幅4mm、長さ
方向の中央部の幅8mm、厚さ0.5mmの圧電セラミック板
の表面に、図1に示したように中央部に長さ 11mm 、幅
8mmの入力電極を形成したサンプルで特性を測定した。
比較のために同じサイズで前記の図2に示した従来のRo
sen 型の圧電トランスも作成して同様の測定を行った。On the surface of a piezoelectric ceramic plate having a length of 22 mm, a width of the end face in the length direction of 4 mm, a width of the center portion of the length direction of 8 mm, and a thickness of 0.5 mm, the length of the center portion as shown in FIG. The characteristics were measured with a sample having an input electrode having a width of 11 mm and a width of 8 mm.
For comparison, the conventional Ro shown in FIG. 2 and having the same size is used.
A sen type piezoelectric transformer was also created and the same measurement was performed.
【0015】本発明による圧電トランスの共振周波数は
開放時で88.5kHz 、短絡時で87.3kHz となっていた。こ
れに対して、従来のものでは開放時で82.9kHz 、短絡時
で79.1kHz となっていた。これは、従来のものは4〜5
%の範囲で生じている周波数変化が本発明によるものは
1.5 %程度となることを示している。The resonance frequency of the piezoelectric transformer according to the present invention was 88.5 kHz when open and 87.3 kHz when short-circuited. On the other hand, in the conventional case, it was 82.9 kHz when open and 79.1 kHz when short circuited. This is 4-5 for the conventional one.
According to the present invention, the frequency change occurring in the range of
It is about 1.5%.
【0016】昇圧比については、負荷が10kΩのとき、
従来のものは79.2kHz で10.0倍に対して、本発明による
ものは87.3kHz で16.8倍となっていた。Regarding the step-up ratio, when the load is 10 kΩ,
The conventional one was 10.0 times at 79.2 kHz, while the one according to the present invention was 16.8 times at 87.3 kHz.
【0017】共振インピーダンスについては、従来のも
のが10kΩ負荷の状態で79.1kHz で800 Ω、100kΩ負荷
の状態で80.2kHz で1500Ωであったのに対して、本発明
によるものは、10kΩ負荷の状態で87.3kHz で150 Ω、
100kΩ負荷の状態で87.8kHzで 230Ωであった。Regarding the resonance impedance, the conventional impedance is 800 Ω at 79.1 kHz at a load of 10 kΩ and 1500 Ω at 80.2 kHz at a load of 100 kΩ, whereas the conventional impedance is 10 kΩ. At 87.3 kHz at 150 Ω,
It was 230Ω at 87.8kHz with a load of 100kΩ.
【0018】上記の結果から、本発明による圧電トラン
スは蛍光管の点灯等に用いるのに適しており、負荷のイ
ンピーダンスが大きい時だけでなく、負荷のインピーダ
ンスが小さくなった状態でも比較的高い昇圧比が得られ
る。また、共振インピーダンスが低くなるので、従来の
圧電トランスに対して4 〜5 倍の電力を注入することが
でき、それに伴って出力電力も大きくすることができ
る。From the above results, the piezoelectric transformer according to the present invention is suitable for use in, for example, lighting a fluorescent tube, and has a relatively high voltage boost not only when the load impedance is high but also when the load impedance is low. The ratio is obtained. Further, since the resonance impedance is lowered, it is possible to inject 4 to 5 times as much electric power as in the conventional piezoelectric transformer, and the output electric power can be increased accordingly.
【0019】また、周波数の変化が小さいので、周波数
への追随も4〜5%から1.5 %程度でよくなるので回路
構成も簡単に済ませることができるとともに、インピー
ダンスの変化による出力の変動も小さくすることができ
る。Further, since the change of the frequency is small, the tracking to the frequency is good at about 4 to 5% to 1.5%, so that the circuit structure can be simplified and the fluctuation of the output due to the change of the impedance can be made small. You can
【0020】なお、従来のRosen 型の圧電トランスでは
圧電セラミック板の長さが幅の4倍以上でないと、全長
と幅の結合振動が生じて縮退振動が生じてしまい、縦波
の完全な長さ振動とするためにはこの長さ以上を必要と
していた。本発明による構造で、中央部の幅を広げてい
った場合には4倍以下となっても長さ振動には影響が少
なかったが、製造上の問題から3倍以上は必要であり、
これ以下では振動に影響が生じる。したがって、入力電
極の幅は出力電極の幅に対して1〜2倍の範囲とするこ
とが望ましい。In the conventional Rosen type piezoelectric transformer, if the length of the piezoelectric ceramic plate is not more than four times the width, combined vibration of the entire length and width occurs and degenerate vibration occurs. In order to vibrate, it was necessary to exceed this length. With the structure according to the present invention, when the width of the central portion is increased, the length vibration is not affected even if it becomes 4 times or less, but 3 times or more is necessary due to manufacturing problems,
Below this, vibration is affected. Therefore, it is desirable that the width of the input electrode is in the range of 1 to 2 times the width of the output electrode.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、圧電トランスの共振イ
ンピーダンスを低くすることができるので、発熱を抑え
ることができるとともに、入力する電力を従来の2〜2.
5 倍とすることができ、高い出力電圧を得ることが可能
となる。According to the present invention, since the resonance impedance of the piezoelectric transformer can be lowered, heat generation can be suppressed, and the input electric power is 2 to 2.
It is possible to increase the output voltage by 5 times and obtain a high output voltage.
【0022】また、周波数変化を小さくできるので、出
力の変動を小さくできるとともに、共振周波数に追随さ
せるための回路構成も簡単なもので済ませることが可能
となる。Further, since the frequency change can be made small, the output fluctuation can be made small, and the circuit configuration for following the resonance frequency can be simplified.
【0023】また、負荷のインピーダンスが高い領域だ
けでなく、負荷のインピーダンスが低い領域でも比較的
大きな昇圧比が得られるので、補助的な昇圧回路として
巻線トランス等を使用する必要もなくなる。Since a relatively large boosting ratio can be obtained not only in the region where the load impedance is high but also in the region where the load impedance is low, it is not necessary to use a winding transformer or the like as an auxiliary boosting circuit.
【図1】 本発明の実施例を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
【図2】 従来の圧電トランスを示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing a conventional piezoelectric transformer.
10:圧電セラミック板 11、12:入力電極 13、14:出力電極 10: Piezoelectric ceramic plate 11, 12: Input electrode 13, 14: Output electrode
Claims (5)
入力電極を具え、一部の端面に出力電極を具えた圧電ト
ランスにおいて、圧電セラミック板の長手方向の中央部
の幅は長手方向の端面の幅よりも広く、入力電極は圧電
セラミック板の当該幅の広い中央部の表面と裏面に形成
され、出力電極は長手方向の両端面に形成されたことを
特徴とする圧電トランス。1. A piezoelectric transformer having an input electrode on a part of a front surface and a back surface of a piezoelectric ceramic plate, and an output electrode on an end surface of a part of the piezoelectric ceramic plate. A piezoelectric transformer characterized in that the input electrodes are wider than the width of the end faces, and the input electrodes are formed on the front and back surfaces of the wide central portion of the piezoelectric ceramic plate, and the output electrodes are formed on both end faces in the longitudinal direction.
る方向の中心線に対して対称に配置された請求項1記載
の圧電トランス。2. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the input electrode and the output electrode are arranged symmetrically with respect to a center line in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
請求項1記載の圧電トランス。3. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein a load is connected between the output electrodes on both end faces.
入力電極を具え、一部の端面に出力電極を具えた圧電ト
ランスにおいて、圧電セラミック板の長手方向の中央部
の幅は長手方向の端面の幅よりも広く、かつ圧電セラミ
ック板の厚み方向に分極され、入力電極は圧電セラミッ
ク板の当該幅の広い中央部の表面と裏面に形成され、出
力電極は長手方向の両端面に形成されたことを特徴とす
る圧電トランス。4. A piezoelectric transformer having an input electrode on a part of the front surface and the back surface of a piezoelectric ceramic plate and an output electrode on an end surface of a part of the piezoelectric ceramic plate. Wider than the width of the end face and polarized in the thickness direction of the piezoelectric ceramic plate, the input electrodes are formed on the front and back surfaces of the wide central portion of the piezoelectric ceramic plate, and the output electrodes are formed on both end faces in the longitudinal direction. Piezoelectric transformer characterized by
ミック板が、入力電極の形成される部分と異なる方向に
分極された請求項4記載の圧電トランス。5. The piezoelectric transformer according to claim 4, wherein the piezoelectric ceramic plate in the portion where the input electrode is not formed is polarized in a direction different from that in the portion where the input electrode is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7219498A JPH0951133A (en) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Piezoelectric transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7219498A JPH0951133A (en) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Piezoelectric transformer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0951133A true JPH0951133A (en) | 1997-02-18 |
Family
ID=16736405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7219498A Pending JPH0951133A (en) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Piezoelectric transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0951133A (en) |
-
1995
- 1995-08-04 JP JP7219498A patent/JPH0951133A/en active Pending
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