JPH0983036A - 圧電トランス - Google Patents
圧電トランスInfo
- Publication number
- JPH0983036A JPH0983036A JP7261046A JP26104695A JPH0983036A JP H0983036 A JPH0983036 A JP H0983036A JP 7261046 A JP7261046 A JP 7261046A JP 26104695 A JP26104695 A JP 26104695A JP H0983036 A JPH0983036 A JP H0983036A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric ceramic
- ceramic plate
- piezoelectric
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- output
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 共振インピーダンスが小さい、昇圧比の高い
圧電トランスを得る。 【解決手段】 長方形の圧電セラミック板10の長辺方向
の中央部に、入力電極を形成した圧電セラミック板15、
16を接着し、圧電セラミック板15、16の振動を圧電セラ
ミック板10の端面の出力電極11で出力電圧に変換して出
力を得る。圧電セラミック板15、16の長さを変えること
によって容量、振動モードを調整でき、また厚みを小さ
くすることによって容量を大きくすることができる。
圧電トランスを得る。 【解決手段】 長方形の圧電セラミック板10の長辺方向
の中央部に、入力電極を形成した圧電セラミック板15、
16を接着し、圧電セラミック板15、16の振動を圧電セラ
ミック板10の端面の出力電極11で出力電圧に変換して出
力を得る。圧電セラミック板15、16の長さを変えること
によって容量、振動モードを調整でき、また厚みを小さ
くすることによって容量を大きくすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷陰極蛍光管等の
点灯などに用いる圧電トランスに係るもので、特に一次
側と二次側に別個の圧電セラミック板を用いた圧電トラ
ンスに関するものである。
点灯などに用いる圧電トランスに係るもので、特に一次
側と二次側に別個の圧電セラミック板を用いた圧電トラ
ンスに関するものである。
【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。
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。
【０００３】図３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30の一端側の表裏面に入力電極31を設け、反
対側の端面に出力電極33を設けたものである。
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30の一端側の表裏面に入力電極31を設け、反
対側の端面に出力電極33を設けたものである。
【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。
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。
【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。
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。
【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、共
振インピーダンス値を極力小さくして、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
の出来る圧電トランスを提供するものである。
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、共
振インピーダンス値を極力小さくして、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
の出来る圧電トランスを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、出力を得る二
次側の圧電セラミック板を、入力電極を形成した一次側
の別個の圧電セラミック板を用いて駆動することによっ
て、上記の課題を解決するものである。
次側の圧電セラミック板を、入力電極を形成した一次側
の別個の圧電セラミック板を用いて駆動することによっ
て、上記の課題を解決するものである。
【０００８】すなわち、長辺方向に分極された長方形の
圧電セラミック板の長辺方向の端面に出力電極を具えた
圧電トランスにおいて、その圧電セラミック板の中央の
両側の対向する位置に、幅が同じで長さの短い両面に入
力電極が形成された圧電セラミック板が接着されたこと
に特徴を有するものである。
圧電セラミック板の長辺方向の端面に出力電極を具えた
圧電トランスにおいて、その圧電セラミック板の中央の
両側の対向する位置に、幅が同じで長さの短い両面に入
力電極が形成された圧電セラミック板が接着されたこと
に特徴を有するものである。
【０００９】また、一次側の圧電セラミック板の長さを
変えたり、厚みを小さくすることによって振動モードを
変えたり、入力容量を大きくするものである。
変えたり、厚みを小さくすることによって振動モードを
変えたり、入力容量を大きくするものである。
【００１０】
【発明の実施の態様】長さ方向に分極した圧電セラミッ
ク板の長さ方向の両端面に金属膜の出力電極を形成し、
その圧電セラミック板の中央部分の両側に入力側の圧電
セラミック板を接着する。入力側の圧電セラミック板の
表裏面にはそれぞれ入力電極が形成される。入力電極は
電源に接続され、二枚の圧電セラミック板が同相で振動
するように結線される。この振動によって出力側の圧電
セラミック板に生じた振動を両端の出力電極によって出
力とされる。
ク板の長さ方向の両端面に金属膜の出力電極を形成し、
その圧電セラミック板の中央部分の両側に入力側の圧電
セラミック板を接着する。入力側の圧電セラミック板の
表裏面にはそれぞれ入力電極が形成される。入力電極は
電源に接続され、二枚の圧電セラミック板が同相で振動
するように結線される。この振動によって出力側の圧電
セラミック板に生じた振動を両端の出力電極によって出
力とされる。
【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。
いて説明する。
【００１２】図１は本発明の実施例を示す分解斜視図で
ある。長方形の圧電セラミック板10の長辺方向の両端面
に出力電極11を形成する。この圧電セラミック板10は長
さ方向すなわち出力電極11間の方向に分極しておく。
ある。長方形の圧電セラミック板10の長辺方向の両端面
に出力電極11を形成する。この圧電セラミック板10は長
さ方向すなわち出力電極11間の方向に分極しておく。
【００１３】圧電セラミック板10の中央部の両面に、圧
電セラミック板10よりも長さの短い圧電セラミック板1
5、16を接着する。この圧電セラミック板15、16の両面
には入力電極16ａ、16ｂと17ａ、17ｂが形成してある。
この圧電セラミック板15、16は厚み方向に分極してあ
る。二枚の圧電セラミック板15、16は圧電セラミック板
10の中央に圧電セラミック板10の長さ方向の両方の端面
までの距離が等しくなる位置に接着される。
電セラミック板10よりも長さの短い圧電セラミック板1
5、16を接着する。この圧電セラミック板15、16の両面
には入力電極16ａ、16ｂと17ａ、17ｂが形成してある。
この圧電セラミック板15、16は厚み方向に分極してあ
る。二枚の圧電セラミック板15、16は圧電セラミック板
10の中央に圧電セラミック板10の長さ方向の両方の端面
までの距離が等しくなる位置に接着される。
【００１４】図２は、本発明による圧電トランスの駆動
のための接続を示す正面図で、入力電極17ａと18ｂが同
相となり、入力電極17ｂと18ａが同相となるように接続
してある。そのために、圧電セラミック板15、16の分極
方向は厚み方向ではあるが、二次側の圧電セラミック板
に対して逆方向となっている。このような分極と接続に
よって、入力電圧によって圧電セラミック板15、16は同
じ方向に振動することになる。
のための接続を示す正面図で、入力電極17ａと18ｂが同
相となり、入力電極17ｂと18ａが同相となるように接続
してある。そのために、圧電セラミック板15、16の分極
方向は厚み方向ではあるが、二次側の圧電セラミック板
に対して逆方向となっている。このような分極と接続に
よって、入力電圧によって圧電セラミック板15、16は同
じ方向に振動することになる。
【００１５】長さ22mm、幅４mm、厚さ0.5mm の圧電セラ
ミック板を出力側として長辺の端面に出力電極を形成
し、その中央部の表面に長さ5.5 〜11mm、幅４mm、厚さ
0.2 〜0.5mm の圧電セラミック板に電極を形成して接着
したもので特性を測定した。比較のために同じサイズで
前記の図３に示した従来のRosen 型の圧電トランスも作
成して同様の測定を行った。
ミック板を出力側として長辺の端面に出力電極を形成
し、その中央部の表面に長さ5.5 〜11mm、幅４mm、厚さ
0.2 〜0.5mm の圧電セラミック板に電極を形成して接着
したもので特性を測定した。比較のために同じサイズで
前記の図３に示した従来のRosen 型の圧電トランスも作
成して同様の測定を行った。
【００１６】入力側の圧電セラミック板の長さを7.3mm
(出力側の長さの1/3)としたとき、基本と三次の高調波
の240kHz付近で強く励振することができる。入力側の圧
電セラミック板の厚みが0.5mm で基本波励振のとき、二
次側が100kΩ負荷時において11倍の昇圧比がえられ、そ
のときの入力インピーダンスは240kΩとなっていた。入
力側の圧電セラミック板の厚みを0.2mm とすると、昇圧
比で20倍、入力インピーダンスは130kΩとなっていた。
(出力側の長さの1/3)としたとき、基本と三次の高調波
の240kHz付近で強く励振することができる。入力側の圧
電セラミック板の厚みが0.5mm で基本波励振のとき、二
次側が100kΩ負荷時において11倍の昇圧比がえられ、そ
のときの入力インピーダンスは240kΩとなっていた。入
力側の圧電セラミック板の厚みを0.2mm とすると、昇圧
比で20倍、入力インピーダンスは130kΩとなっていた。
【００１７】入力側の圧電セラミック板の長さを11mm(
出力側の長さの1/2)としたとき、接合部の端部が支点部
となり二次高調波で励振することができる。入力側の圧
電セラミック板の厚みが0.5mm のとき、10倍の昇圧比が
えられ、そのときの入力インピーダンスは170kΩとなっ
ていた。入力側の圧電セラミック板の厚みを0.2mm とす
ると、昇圧比で16倍、入力インピーダンスは100kΩとな
っていた。
出力側の長さの1/2)としたとき、接合部の端部が支点部
となり二次高調波で励振することができる。入力側の圧
電セラミック板の厚みが0.5mm のとき、10倍の昇圧比が
えられ、そのときの入力インピーダンスは170kΩとなっ
ていた。入力側の圧電セラミック板の厚みを0.2mm とす
ると、昇圧比で16倍、入力インピーダンスは100kΩとな
っていた。
【００１８】入力側の圧電セラミック板の長さを5.5mm
(出力側の長さの1/4)としたとき、入力容量が小さくな
って特性は劣化するが、駆動用圧電基板の負荷効果が小
さくなり、二次側の長さ振動の基本振動に近づきスプリ
アスの少ない共振特性が得られる。
(出力側の長さの1/4)としたとき、入力容量が小さくな
って特性は劣化するが、駆動用圧電基板の負荷効果が小
さくなり、二次側の長さ振動の基本振動に近づきスプリ
アスの少ない共振特性が得られる。
【００１９】Rosen 型においてインピーダンスを低下さ
せるために幅を広げると全長との結合振動が起こり、縮
退振動を生じるため全長が幅の4 倍以上であることが必
要である。本発明のタイプでも同様であるが、入力側の
圧電セラミック板の長さと厚みによって入力インピーダ
ンスを下げ、容量を増加させることができる。
せるために幅を広げると全長との結合振動が起こり、縮
退振動を生じるため全長が幅の4 倍以上であることが必
要である。本発明のタイプでも同様であるが、入力側の
圧電セラミック板の長さと厚みによって入力インピーダ
ンスを下げ、容量を増加させることができる。
【００２０】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、より大
きな電力を注入することができ、それに伴って出力電圧
も大きくすることができる。
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、より大
きな電力を注入することができ、それに伴って出力電圧
も大きくすることができる。
【００２１】本発明による圧電トランスは入力側と出力
側が独立に形成されているために、結合が一体型よりも
小さくなり周波数変化が４〜５％程度生じるが、他の特
性面でカバーできるので実用上はほとんど問題がない。
側が独立に形成されているために、結合が一体型よりも
小さくなり周波数変化が４〜５％程度生じるが、他の特
性面でカバーできるので実用上はほとんど問題がない。
【００２２】
【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２〜５
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。
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２〜５
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。
【００２３】また、二次、三次の高調波の励振が可能と
なるために複数点支持が可能となり、確実な支持ができ
るとともに振動への影響を少なくすることが容易とな
る。
なるために複数点支持が可能となり、確実な支持ができ
るとともに振動への影響を少なくすることが容易とな
る。
【００２４】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。
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。
【図１】 本発明の実施例を示す斜視図
【図２】 本発明の実施例を示す正面図
【図３】 従来の圧電トランスを示す斜視図
10、15、16：圧電セラミック板 11：出力電極 17、18：入力電極
Claims (5)
- 【請求項１】 長辺方向に分極された長方形の圧電セラ
ミック板の長辺方向の端面に出力電極を具えた圧電トラ
ンスにおいて、その圧電セラミック板の中央の両側の対
向する位置に、幅が同じで長さの短い両面に入力電極が
形成された圧電セラミック板が接着されたことを特徴と
する圧電トランス。 - 【請求項２】 入力電極が形成された圧電セラミック板
の分極方向が厚み方向である請求項１記載の圧電トラン
ス。 - 【請求項３】 入力電極が形成された圧電セラミック板
の分極方向が厚み方向であり、出力電極が形成された圧
電セラミック板に対して対称である請求項１記載のトラ
ンス。 - 【請求項４】 入力電極が形成された圧電セラミック板
の長さが、出力電極が形成された圧電セラミック板の長
さの１／４から１／２である請求項１記載の圧電トラン
ス。 - 【請求項５】 入力電極が形成された圧電セラミック板
の厚みが、入力電極の形成された圧電セラミック板の厚
みよりも小さい請求項１記載の圧電トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7261046A JPH0983036A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 圧電トランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7261046A JPH0983036A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 圧電トランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0983036A true JPH0983036A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17356313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7261046A Pending JPH0983036A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 圧電トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0983036A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6037706A (en) * | 1997-10-24 | 2000-03-14 | Nec Corporation | Piezoelectric transformer having a high energy-conversion efficiency and high reliability |
-
1995
- 1995-09-14 JP JP7261046A patent/JPH0983036A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6037706A (en) * | 1997-10-24 | 2000-03-14 | Nec Corporation | Piezoelectric transformer having a high energy-conversion efficiency and high reliability |
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