DE19951310A1 - Piezokeramische Übertragungsvorrichtung und Schaltung unter Einsatz derselben - Google Patents

Piezokeramische Übertragungsvorrichtung und Schaltung unter Einsatz derselben

Info

Publication number
DE19951310A1
DE19951310A1 DE19951310A DE19951310A DE19951310A1 DE 19951310 A1 DE19951310 A1 DE 19951310A1 DE 19951310 A DE19951310 A DE 19951310A DE 19951310 A DE19951310 A DE 19951310A DE 19951310 A1 DE19951310 A1 DE 19951310A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piezoceramic
input
sections
electrodes
transformer
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.)
Granted
Application number
DE19951310A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19951310C2 (de
Inventor
Henry Danov
Young-Min Kim
Moon Ho Choi
Byung Hoon Lee
Soon Kil Hong
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dong Il Tech Ltd
Original Assignee
Dong Il Tech Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US09/421,033 priority Critical patent/US6278226B1/en
Application filed by Dong Il Tech Ltd filed Critical Dong Il Tech Ltd
Priority to DE19951310A priority patent/DE19951310C2/de
Priority to TW088119339A priority patent/TW420884B/zh
Priority to JP32765499A priority patent/JP3170642B1/ja
Publication of DE19951310A1 publication Critical patent/DE19951310A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19951310C2 publication Critical patent/DE19951310C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/802Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
    • H10N30/804Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits for piezoelectric transformers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/282Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
    • H05B41/2821Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage
    • H05B41/2822Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage using specially adapted components in the load circuit, e.g. feed-back transformers, piezoelectric transformers; using specially adapted load circuit configurations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/40Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and electrical output, e.g. functioning as transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Ein piezokeramischer Transformator, der bei einem Mode einer vollen Wellenlänge, nämlich einem lambda-Mode, arbeitet, gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Treiberbereich, der in zwei Abschnitte in der Mitte und in zwei Erzeugungsbereiche an den Endbereichen eines dünnen recheckförmigen Stabs unterteilt ist. Zwei Eingangsabschnitte sind in eine mehrschichtige Struktur mit mehreren internen Elektroden eingebaut und entlang der Dickenrichtung mit einer Polarisation in den benachbarten Schichten entgegengesetzt zueinander gepolt. Abwechselnde interne Elektroden sind über zwei externe Elektroden in jedem Eingangsabschnitt parallel geschaltet. Eine Polarisation in derselben Schicht der zwei Eingangsabschnitte ist in derselben Richtung angeordnet, und zwei externe Elektroden der zwei Eingangsabschnitte bei derselben Seite des Treiberbereichs sind um 180 Grad phasenversetzt zueinander an eine Treiberschaltung angeschlossen. Zwei CCFLs sind jeweils direkt an zwei Ausgangselektroden am Ende des piezokeramischen Transformators angeschlossen. Eine Polarisation in zwei Ausgangsabschnitten ist entlang der Länge der piezokeramischen Platte, aber die jeweilige Richtung ist entgegengesetzt. Alternativ dazu ist eine Polarisation in derselben Schicht der zwei Eingangsabschnitte in entgegengesetzter Richtung angeordnet, und zwei externe Elektroden der zwei Eingangsabschnitte bei derselben Seite sind gleichphasig zueinander an eine Treiberschaltung angeschlossen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine piezokeramische Übertragungsvorrichtung bzw. einen piezokeramischen Wandler bzw. Übertrager bzw. Transformator und eine Schaltung, die zwei CCFLs (Kaltkathoden-Leuchtstofflampen) treibt, und insbeson­ dere einen piezokeramischen Aufwärtstransformator mit zwei Ausgangsabschnitten und eine Schaltung, die zwei CCFLs für eine LCD-Hintergrundbeleuchtungseinheit bzw. eine Flüssigkristallschirmeinheit mit Hintergrundbeleuchtung treibt, und zwar unter Arbeiten bei einem Schwingungs-Mode einer vollen Wellenlänge.
Das US-Patent mit der Nr. 2,974,296 offenbart einen piezokeramischen Transforma­ tor, der zuerst in den frühen 60-er Jahren entwickelt wurde und in letzter Zeit als Aufwärtstransformator in einer Inverterschaltung für CCFL einer LCD- Hintergrundbeleuchtungseinheit wieder starkes Interesse gewonnen hat.
Basierend auf dem ursprünglichen Entwurf vom Rosen-Typ sind mehrere Variatio­ nen eines piezokeramischen Transformators, die in den US-Patenten 5,440,195; 5,463,266 und 5,365,141 und in den japanischen Patenten 6-224484 und 8-107240 offenbart sind, entwickelt und erfolgreich bei Invertern für ein LCD- Hintergrundbeleuchtungssystem angewendet worden. Ein Piezo-Transformator hat verglichen mit herkömmlichen magnetischen Transformatoren viele Vorteile: eine niedriges Profil, eine schmale Breite, eine hohe Effizienz, weniger EMI etc. Zusätz­ lich ist eine eindeutige Abhängigkeit des Aufwärtstransformations-Verhältnisses vom Lastwiderstand perfekt für ein Zünden und ein Regulieren von CCFLs geeignet, d. h. ein sehr hohes Aufwärtstransformations-Verhältnis bei keiner Last für einen Start einer CCFL und ein reduziertes Aufwärtstransformations-Verhältnis für eine Regulie­ rung eines Lampenstroms mit einer erniedrigten Impedanz einer CCFL nach einer Zündung. Die meisten der kommerziellen Anwendungen erfordern eine niedrige Ein­ gangsspannung, und somit wird ein Eingangsabschnitt eines Piezo-Transformators mehrschichtig aufgebaut, um ein Aufwärtstransformations-Verhältnis für Inverter ei­ nes Notebook-PC, etc. weiter zu erhöhen.
Obwohl eine einzige CCFL als Hintergrundbeleuchtungsquelle in LCDs verwendet werden könnte, die nicht größer als 13,3" sind, sind allgemein zwei oder mehrere CCFLs für eine LCD bzw. Flüssigkristallanzeige, die größer als 14" ist, erforderlich, um eine größere Lichtausgabe zu liefern und die Helligkeit zu verstärken, und zwar insbesondere bei LCD-Monitoren. Es ist durch Erhöhen der Betriebsfrequenz mög­ lich, die Leistungsdichte eines Piezo-Transformators pro Einheitengewicht zu erhö­ hen, um seine Größe zu reduzieren und die Lichtausbeute einer CCFL zu erhöhen, aber seine Betriebsfrequenz ist durch Charakteristiken der CCFL beschränkt. Die maximale Betriebsfrequenz einer CCFL, die vom Lampenhersteller garantiert wird, ist normalerweise nicht höher als 80 ~ 90 kHz. Zum weiteren Reduzieren der Größe, und zwar insbesondere der Dicke und der Breite, von Invertern für eine LCD ist es erforderlich, die Betriebsfrequenz innerhalb der Beschränkung zu maximieren und einen Piezo-Transformator mit vielen Ausgangselektroden zum Betreiben mehrerer CCFLs zu entwerfen.
Die meisten der Piezo-Transformatoren im Stand der Technik haben nur eine Aus­ gangselektrode, und somit ist es nicht möglich, zwei CCFLs getrennt zu betreiben. Zwei CCFLs könnten zu einem Piezo-Transformator mit einer einzigen Ausgangse­ lektrode parallel geschaltet werden, aber dann wird die Lastimpedanz aufgrund der Parallelschaltung von zwei CCFLs halbiert, was es sehr schwierig macht, einen Pie­ zo-Transformator mit einer zu einer Last passenden Ausgangsimpedanz zum Erlan­ gen einer hohen Umwandlungseffizienz zu entwerfen.
Ein Piezo-Transformator mit zwei Ausgangselektroden 101, der bei einem Mode ei­ ner halben Wellenlänge, nämlich einem λ/2-Mode, arbeitet, könnte mit einem Trei­ berabschnitt in der Mitte 103 aufgebaut werden, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ein­ schließlich eines Erzeugungsabschnitts 104 und einer Eingangselektrode 102, aber er hat die folgenden Nachteile: 1) eine Resonanz einer vollen Wellenlänge, nämlich ein λ-Mode, arbeitet aufgrund seiner Geometrie der Eingangselektrode nicht, und somit ist seine Betriebsfrequenz niedrig, und 2) ein Halten von Elementen ist nicht stabil, weil er nur einen einzigen Knotenpunkt in der Mitte hat.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen piezokeramischen Transfor­ mator zu schaffen, der bei einem Mode einer vollen Wellenlänge, nämlich einem λ- Mode, arbeitet, mit zwei Ausgangselektroden, von welchen jede eine CCFL separat treibt.
Es ist eine weitere Aufgabe, eine Schaltung zum getrennten Treiben zweier CCFLs mit dem piezokeramischen Transformator der Erfindung zu schaffen.
Diese und weitere Aufgaben werden beim Lesen der folgenden Beschreibung und der Ansprüche und beim Ansehen der beigefügten Zeichnungen, auf welche sich die Beschreibung und die Ansprüche beziehen, klar werden.
Ein erster piezokeramischer Transformator gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: eine rechteckförmige piezokeramische Platte 210, die bei einem Mo­ de einer vollen Wellenlänge (λ-Mode) arbeitet und die aus einem Treiberabschnitt und zwei Erzeugungsabschnitten 213 und 214 zusammengesetzt ist, wobei der Trei­ berabschnitt in der Mitte der piezokeramischen Platte angeordnet und in zwei Ein­ gangsabschnitte 211 und 212 unterteilt ist und wobei die zwei Erzeugungsabschnitte an den Enden der piezokeramischen Platte angeordnet sind; zwei Gruppen von mehreren internen Elektroden 219 und 220, die mit einer mehrschichtigen Struktur in die Eingangsabschnitte 211 und 212 eingebaut sind; zwei externe Elektroden 215, 216, 217 und 218 für jeden Eingangsabschnitt auf der Oberfläche der piezokerami­ schen Platte 210, die zwei Gruppen von abwechselnden internen Elektroden 219 und 220 parallel schalten; und Ausgangselektroden 221 und 222, die an den Enden der zwei Erzeugungsabschnitte 213 und 214 ausgebildet sind, wobei jede Schicht einer mehrschichtigen Eingangsstruktur entlang der Dickenrichtung mit einer Polari­ sation in den benachbarten Schichten entgegengesetzt zueinander gepolt ist, und eine Polarisation in derselben Schicht der zwei Eingangsabschnitte 211 und 212 in derselben Richtung angeordnet ist, und eine Polarisation in zwei Erzeugungsab­ schnitten entlang der Länge der piezokeramischen Platte 210 ist, aber die jeweilige Richtung entgegengesetzt ist.
Jede der zwei CCFLs ist direkt an eine von zwei Ausgangselektroden angeschlos­ sen, die jeweils am Ende der piezokeramischen Platte ausgebildet sind, und zwei externe Elektroden von zwei Eingangsabschnitten auf derselben Seite der piezokeramischen Platte sind um 180 Grad phasenversetzt zueinander an eine Treiberschal­ tung angeschlossen.
Bei einem zweiten piezokeramischen Transformator gemäß der vorliegenden Erfin­ dung ist eine Polarisation in derselben Schicht der zwei Eingangsabschnitte in der entgegengesetzten Richtung, und zwei externe Elektroden von zwei Eingangsab­ schnitten auf derselben Seite der piezokeramischen Platte sind gleichphasig zuein­ ander an eine Treiberschaltung angeschlossen, um ein elektrisches Anschließen einfach zu machen, und alle anderen Merkmale sind dieselben wie bei der ersten Erfindung.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung klar werden, die auf den beigefügten Zeichnungen basiert, die Beispiele eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vor­ liegenden Erfindung darstellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt einen piezokeramischen Transformator mit zwei Ausgangselek­ troden, die bei einem Mode einer halben Wellenlänge, nämlich dem λ/2-Mode, arbeiten.
Fig. 2A ist eine Längsansicht, die einen ersten piezokeramischen Transforma­ tor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2B ist eine Schnittansicht entlang der Linie a-a' der Fig. 2A.
Fig. 2C ist eine Schnittansicht entlang der Linie b-b' der Fig. 2A.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das eine schematische Verteilung einer Belastung und einer Versetzung bzw. einer Verschiebung im piezokeramischen Transformator bei einer Resonanz einer vollen Wellenlänge, d. h. im λ- Mode, zeigt.
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm eines elektrischen Anschlusses an zwei Eingangsabschnitte eines ersten piezokeramischen Transforma­ tors gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer Anwendungsschaltung, die zwei CCFLs treibt, gemäß einem ersten piezokeramischen Transformator gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6A ist eine Längsansicht, die einen zweiten piezokeramischen Transforma­ tor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 6B ist eine Schnittansicht entlang der Linie a-a' der Fig. 6A.
Fig. 6C ist eine Schnittansicht entlang der Linie b-b' der Fig. 6A.
Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm eines elektrischen Anschlusses an zwei Eingangsabschnitte gemäß einem zweiten piezokeramischen Transformator der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das ein Aufwärtstransformations-Verhältnis als Funk­ tion einer Frequenz eines ersten Piezo-Transformators gemäß der vor­ liegenden Erfindung bei einer Last von 100 kΩ für jeden Abschnitt zeigt.
Ein piezokeramischen Transformator gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine rechteckförmige piezokeramische Platte 210 auf, die aus einem Treiberabschnitt und zwei Erzeugungsabschnitten 213 und 214, zwei Gruppen von mehreren internen Elektroden 219 und 220, zwei externen Elektroden 215, 216, 217 und 218 für jeden Eingangsabschnitt und Ausgangselektroden 221 und 222 besteht.
Eine Schaltung zum Treiben zweier CCFLs gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen piezokeramischen Transformator der vorliegenden Erfindung, zwei CCFLs und eine Treiberschaltung auf.
Nun wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich­ nungen beschrieben werden.
Fig. 2A ist eine Längsansicht, die einen ersten piezokeramischen Transformator ge­ mäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 2B ist eine Schnittansicht entlang der Linie a-a' der Fig. 2A. Fig. 2C ist eine Schnittansicht entlang der Linie b-b' der Fig. 2A. Fig. 2A zeigt eine piezokeramische Platte 210 mit zwei Treiberabschnitten 211 und 212, die mehrere interne Elektroden 219 und 220 enthalten, und mit zwei Er­ zeugungsabschnitten 213 und 214. Wie es in den Fig. 2B und 2C gezeigt ist, sind abwechselnde interne Elektroden in jedem der Treiberabschnitten 219a, 219b, 220a und 220b jeweils durch eine externe Elektrode 215 und 216, 217 und 218 parallel geschaltet. Ein Paar von Ausgangselektroden 221 und 222 ist an den Enden der zwei Erzeugungsabschnitte 213 und 214 ausgebildet. Eine interne Elektrode ist nor­ malerweise aus Ag-Pd, Pd oder einer anderen leitenden Paste hergestellt, und die externen Elektroden 215, 216, 217 und 218 sowie die Ausgangselektroden 221 und 222 sind normalerweise aus einer Ag-Paste hergestellt. Eine elektrische Polarisation in den Eingangsabschnitten verläuft entlang der Dickenrichtung, aber eine Polarisa­ tion in einer benachbarten Schicht ist entgegengesetzt zueinander, wie es in den Fig. 2B und 2C gezeigt ist. Eine Polarisation in derselben Schicht der zwei Ein­ gangsabschnitte ist in derselben Richtung angeordnet, wie es in Fig. 2B und in Fig. 2C gezeigt ist. Die zwei Ausgangsabschnitte sind in Längenrichtung polarisiert, aber eine Richtung in jedem Abschnitt ist entgegengesetzt zueinander. Die Länge jedes Eingangsabschnitts 211 oder 212 kann innerhalb von etwa 318 der Länge der Piezo- Platte variiert werden und jeder Ausgangsabschnitt 213 oder 214 nimmt die übrige halbe Länge der Piezo-Platte 210 ein.
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm einer Belastung und einer Versetzung bzw. einer Verschiebung in einer Piezo-Platte, die bei einem Mode einer vollen Wellen­ länge (λ-Mode) eine Resonanz hat. Wir können leicht sehen, daß zwei Eingangsab­ schnitte unter einem entgegengesetzten Belastungszustand zueinander sind; anders ausgedrückt ist der Eingangsabschnitt 211 unter Druckbelastung und ist der Ein­ gangsabschnitt 212 unter Zugbelastung oder umgekehrt. Wenn der zentrale Ein­ gangsabschnitt als ein Teil in Fig. 1 ausgebildet ist, erfüllt er nicht die mechanische Konformität für eine λ-Mode-Resonanz. Bei einem ersten piezokeramischen Trans­ formator der vorliegenden Erfindung wird eine λ-Mode-Resonanz durch Teilen des Eingangsabschnitts in zwei Teile und durch Polarisieren derselben Schicht der zwei Eingangsabschnitte in derselben Richtung zueinander aktiviert, wie es in den Fig. 2B und 2C gezeigt ist, und weiterhin durch Anschließen zweier externer Elektroden der zwei Eingangsabschnitte derselben Seite 215 und 217 oder 216 und 218 um 180 Grad phasenversetzt zueinander an eine Hochfrequenz-Eingangsquelle, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn zwei Knoten für eine λ-Mode-Resonanz existieren, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wird ein Halten von Elementen verglichen mit dem Aufbau in Fig. 1 einfacher und zuverlässiger.
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung zum Treiben von CCFLs mit dem Piezo-Transformator der Erfindung. Eine Eingangs-Gleichspannung wird durch eine Hochfrequenz-Erzeugungsschaltung in eine Hochfrequenz- Eingangsspannung für eine Resonanz in Längsrichtung umgewandelt; d. h. eine Treiberschaltung, die normalerweise aus Schalttransistoren, einem Frequenzerzeu­ gungs- und Steuerungs-IC, einer Rückkopplungsschaltung zum Regeln eines Aus­ gangsstroms, einem Eingangs-Anpassungsnetzwerk mit Induktoren, etc. aufgebaut ist. Eine sinusförmige Hochfrequenz-Spannung wird in die Eingangsabschnitte 215 und 216, 217 und 218 des Piezo-Transformators geführt. Zwei externe Elektroden 215 und 217 oder 216 und 218 sind um 180 Grad phasenversetzt zueinander an die Treiberschaltung angeschlossen. Ein Ende einer CCFL, einer CCFL1 oder einer CCFL2, ist an jeweils eine der Ausgangselektroden 221 oder 222 angeschlossen, und das andere Ende ist durch einen Meßwiderstand R1 oder R2 für eine Rückkopp­ lung auf Erde gelegt.
Die Fig. 6A, 6B und 6C zeigen einen Piezo-Transformator gemäß einem zweiten piezokeramischen Transformator der vorliegenden Erfindung, wobei die gesamte Beschreibung für einen Treiberabschnitt 611 und anderes jeweils dieselbe wie für einen Treiberabschnitt 211 und anders in Fig. 2 ist. Er ist gegenüber der ersten Er­ findung darin unterschiedlich, daß die Polarisation in derselben Schicht der zwei Eingangsabschnitte 611 und 612 in entgegengesetzter Richtung ist, wie es in den Fig. 6B und 6C gezeigt ist. Demgemäß ist bei einer Anwendungsschaltung eine Hochfrequenz-Eingangsspannung in zwei Eingangsabschnitten 615 und 617 oder 616 und 618 gleichphasig zueinander, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, um eine mechani­ sche Konformität mit einer Resonanz zu erfüllen. Mit derselben Polarität von zwei externen Eingangselektroden 615 und 617, 616 und 618 auf jeder Seite des Piezo- Transformators wird ein elektrisches Anschließen an eine Treiberschaltung ange­ nehmer.
Beispiel
Ein erster piezokeramischer Transformator gemäß der vorliegenden Erfindung wurde vorbereitet, und zwei CCFLs wurden mit einer Treiberschaltung getrieben. Der pie­ zokeramische Transformator wurde aus einer festen Lösung aus PbO-ZrO2-TiO2 hergestellt und hatte eine Dimension von 56 × 7,0 × 2,0 in mm. Eingangsabschnitte hatten vierzehn interne Elektroden, die aus einer Ag-Pd-Paste hergestellt wurden. Der piezokeramische Transformator wurde mittels Verwenden einer keramischen Mehrschichtenverarbeitung vorbereitet, d. h. durch Stapeln bedruckter ungebrannter Bögen und durch Brennen gestapelter ungebrannter Stäbe miteinander. Ausgangse­ lektroden und externe Elektroden wurden mit einer Ag-Paste gebildet. Eine Polarisa­ tion wurde in Silikonöl bei einem Polarisationsfeld von 2 ~ 4 kV/mm bei 130°C durchgeführt. Fig. 8 zeigt ein Aufwärtstransformations-Verhältnis des Piezo- Transformators für jeden Abschnitt mit einem Lastwiderstand von 100 kΩ. Für eine Widerstandsbelastung von 100 kΩ konnten wir ein Spitzen-Aufwärtstransformations- Verhältnis von 35 und einen Ausgangsstrom von 8 mA, d. h. 6 W, für jeden Abschnitt erlangen. Eine Umwandlungseffizienz war 96% und höher. Seine Resonanzfre­ quenz bei einer Belastung von 100 kΩ war 60 kHz. Zwei CCFLs mit einer Länge von 340 mm und einem Durchmesser von 2,5 mm wurden gemäß einem ersten piezoke­ ramischen Transformator der vorliegenden Erfindung angeschlossen, und ihr Lam­ penstrom und ihre Lampenspannung wurden gemessen. Wir hatten einen Lampen­ strom von 8 mA und eine Lampenspannung von 650 Vrms, d. h. 5,2 W, für jede Lam­ pe. Zwei CCFLs arbeiteten bei einer Rückkopplung ohne Jitter bzw. Signalschwan­ kung oder Erhitzung des Piezo-Transformators stabil.

Claims (6)

1. Piezokeramischer Transformator, der folgendes aufweist:
eine rechteckförmige piezokeramische Platte (210), die bei einem Mode ei­ ner vollen Wellenlänge (einem λ-Mode) arbeitet, und die aus einem Treiberab­ schnitt und zwei Erzeugungsabschnitten (213 und 214) aufgebaut ist, wobei der Treiberabschnitt in der Mitte der piezokeramischen Platte angeordnet und in zwei Eingangsabschnitte (211 und 212) unterteilt ist und wobei die zwei Erzeu­ gungsabschnitte an den Enden der piezokeramischen Platte angeordnet sind;
zwei Gruppen von mehreren internen Elektroden (219 und 220), die mit ei­ ner mehrschichtigen Struktur in die Eingangsabschnitte (211 und 212) einge­ baut sind;
zwei externe Elektroden (215, 216, 217 und 218) für jeden Eingangsab­ schnitt auf der Oberfläche der piezokeramischen Platte (210), die zwei Gruppen von abwechselnden internen Elektroden (219 und 220) parallel schalten; und
Ausgangselektroden (221 und 222), die an den Enden der zwei Erzeu­ gungsabschnitte (213 und 214) ausgebildet sind,
wobei jede Schicht der mehrschichtigen Eingangsstruktur entlang der Dic­ kenrichtung mit einer Polarisation in den benachbarten Schichten entgegenge­ setzt zueinander gepolt ist, und eine Polarisation in derselben Schicht der zwei Eingangsabschnitte (211 und 212) in derselben Richtung angeordnet ist, und eine Polarisation in den zwei Erzeugungsabschnitten entlang der Länge der piezokeramischen Platte (212) ist, aber die jeweilige Richtung entgegengesetzt ist.
2. Piezokeramischer Transformator, der folgendes aufweist:
eine rechteckförmige piezokeramische Platte (210), die bei einem Mode ei­ ner vollen Wellenlänge (einem λ-Mode) arbeitet, und die aus einem Treiberab­ schnitt und zwei Erzeugungsabschnitten (213 und 214) aufgebaut ist, wobei der Treiberabschnitt in der Mitte der piezokeramischen Platte angeordnet und in zwei Eingangsabschnitte (211 und 212) unterteilt ist und wobei die zwei Erzeu­ gungsabschnitte an den Enden der piezokeramischen Platte angeordnet sind;
zwei Gruppen von mehreren internen Elektroden (219 und 220), die mit ei­ ner mehrschichtigen Struktur in die Eingangsabschnitte (211 und 212) einge­ baut sind;
zwei externe Elektroden (215, 216, 217 und 218) für jeden Eingangsab­ schnitt auf der Oberfläche der piezokeramischen Platte (210), die zwei Gruppen von abwechselnden internen Elektroden (219 und 220) parallel schalten; und
Ausgangselektroden (221 und 222), die an den Enden der zwei Erzeu­ gungsabschnitte (213 und 214) ausgebildet sind,
wobei jede Schicht der mehrschichtigen Eingangsstruktur entlang der Dic­ kenrichtung mit einer Polarisation in den benachbarten Schichten entgegenge­ setzt zueinander gepolt ist, und eine Polarisation in derselben Schicht der zwei Eingangsabschnitte (211 und 212) in entgegengesetzter Richtung angeordnet ist, und eine Polarisation in den zwei Erzeugungsabschnitten entlang der Länge der piezokeramischen Platte (210) ist, aber die jeweilige Richtung entgegenge­ setzt ist.
3. Piezokeramischer Transformator nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Ein­ gangsabschnitt eine Länge von bis zu 3/8 der gesamten Länge des piezoke­ ramischen Transformators hat.
4. Piezokeramischer Transformator nach Anspruch 1 oder 2, wobei Schutzschich­ ten an der oberen und der unteren Oberfläche der piezokeramischen Platte an­ geordnet sind.
5. Schaltung zum Treiben zweier CCFL, die folgendes aufweist:
den piezokeramischen Transformator nach Anspruch 1;
zwei CCFLs, wobei ein Ende jeder CCFL an einer der zwei Ausgangselek­ troden angeschlossen ist und das andere Ende über einen Meßwiderstand für eine Rückkopplung auf Erde gelegt ist; und
eine Treiberschaltung mit einer Rückkopplungsschaltung zum Regeln eines Lampenstroms,
wobei zwei externe Eingangselektroden der Eingangsabschnitte auf der­ selben Seite der piezokeramischen Platte um 180 Grad phasenversetzt zuein­ ander an eine Treiberschaltung angeschlossen sind.
6. Schaltung zum Treiben zweier CCFLs, die folgendes aufweist:
den piezokeramischen Transformator nach Anspruch 2;
zwei CCFLs, wobei ein Ende jeder CCFL an jede der zwei Ausgangselek­ troden angeschlossen ist und das andere Ende über einen Meßwiderstand für eine Rückkopplung auf Erde gelegt ist; und
eine Treiberschaltung mit einer Rückkopplungsschaltung zum Regeln eines Lampenstroms,
wobei zwei externe Eingangselektroden der Eingangsabschnitte auf der­ selben Seite der piezokeramischen Platte gleichphasig an eine Treiberschal­ tung angeschlossen sind.
DE19951310A 1999-10-20 1999-10-25 Piezokeramische Übertragungsvorrichtung und Schaltung unter Einsatz derselben Expired - Fee Related DE19951310C2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/421,033 US6278226B1 (en) 1999-10-20 1999-10-20 Piezo ceramic transformer and circuit using the same
DE19951310A DE19951310C2 (de) 1999-10-20 1999-10-25 Piezokeramische Übertragungsvorrichtung und Schaltung unter Einsatz derselben
TW088119339A TW420884B (en) 1999-10-20 1999-11-05 Piezo ceramic transformer and circuit using the same
JP32765499A JP3170642B1 (ja) 1999-10-20 1999-11-18 圧電セラミック変圧器及びこれを利用した冷陰極線蛍光管を駆動するための回路

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/421,033 US6278226B1 (en) 1999-10-20 1999-10-20 Piezo ceramic transformer and circuit using the same
DE19951310A DE19951310C2 (de) 1999-10-20 1999-10-25 Piezokeramische Übertragungsvorrichtung und Schaltung unter Einsatz derselben
TW088119339A TW420884B (en) 1999-10-20 1999-11-05 Piezo ceramic transformer and circuit using the same
JP32765499A JP3170642B1 (ja) 1999-10-20 1999-11-18 圧電セラミック変圧器及びこれを利用した冷陰極線蛍光管を駆動するための回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19951310A1 true DE19951310A1 (de) 2001-05-31
DE19951310C2 DE19951310C2 (de) 2002-06-13

Family

ID=27438992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19951310A Expired - Fee Related DE19951310C2 (de) 1999-10-20 1999-10-25 Piezokeramische Übertragungsvorrichtung und Schaltung unter Einsatz derselben

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6278226B1 (de)
JP (1) JP3170642B1 (de)
DE (1) DE19951310C2 (de)
TW (1) TW420884B (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW474040B (en) * 2000-07-31 2002-01-21 Shr-Guang Li Piezoelectric transformer and filter, and transducer apparatus
DE10109994A1 (de) * 2001-03-01 2002-09-05 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Piezotransformator mit großem Übersetzungsverhältnis
US7084583B2 (en) * 2001-06-25 2006-08-01 Mirae Corporation External electrode fluorescent lamp, back light unit using the external electrode fluorescent lamp, LCD back light equipment using the back light unit and driving device thereof
US6586863B2 (en) * 2001-06-28 2003-07-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Rosen type piezoelectric transformer with multiple output electrodes
TWI281277B (en) * 2001-11-29 2007-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Driving circuit of piezoelectric transformer, cold cathode tube light-emitting device, liquid crystal panel and electronic machine mounted with liquid crystal panel
US6724126B2 (en) * 2002-05-30 2004-04-20 Shin Jiuh Corp. Multi-load piezoelectric transformation circuit driver module
US6943785B2 (en) * 2002-11-18 2005-09-13 Zippy Technology Corp. Piezoelectric transformation driving apparatus
US7436133B2 (en) * 2003-02-06 2008-10-14 Zippy Technology Corp. LCD back light panel lamp connecting structure
US6949890B2 (en) * 2003-02-06 2005-09-27 Zippy Technology Corp. LCD back light panel lamp connecting structure
US7479745B2 (en) * 2003-02-06 2009-01-20 Zippy Technology Corp. LCD back light panel lamp connecting structure
CN1445872A (zh) * 2003-03-25 2003-10-01 西安康鸿信息技术股份有限公司 一种非对称驱动型压电陶瓷变压器
US20060049717A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-09 Frank Liebenow Transformer
US8042413B2 (en) * 2006-06-14 2011-10-25 Kistler Holding Ag Transverse force measurement
WO2015050095A1 (ja) * 2013-10-03 2015-04-09 株式会社村田製作所 送電装置、受電装置及びワイヤレス電力伝送システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504384A (en) * 1993-06-23 1996-04-02 Industrial Technology Research Institute Multi-mode adjustable piezoelectric transformer
US5751092A (en) * 1995-07-06 1998-05-12 Hitachi Metals, Ltd. Piezoelectric transformer and power converting apparatus employing the same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0567819A (ja) 1991-09-10 1993-03-19 Nec Corp 圧電セラミツクトランス
JP2730378B2 (ja) 1992-02-14 1998-03-25 日本電気株式会社 圧電トランスおよびその駆動方法
EP0605901B1 (de) * 1992-12-31 1996-10-09 Nec Corporation Piezoelektrischer Transformator mit verbesserter Elektrodenanordnung
JP2508575B2 (ja) 1993-01-28 1996-06-19 日本電気株式会社 圧電磁器トランスとその駆動方法
JP2606667B2 (ja) * 1994-07-22 1997-05-07 日本電気株式会社 圧電磁器トランス及びその駆動方法
JP2658904B2 (ja) 1994-10-05 1997-09-30 日本電気株式会社 圧電トランス
US5929554A (en) * 1994-12-30 1999-07-27 Mitsui Chemicals, Inc. Piezoelectric transformer
EP0865673B1 (de) * 1996-10-10 2003-04-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Piezoelektrischer transformator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504384A (en) * 1993-06-23 1996-04-02 Industrial Technology Research Institute Multi-mode adjustable piezoelectric transformer
US5751092A (en) * 1995-07-06 1998-05-12 Hitachi Metals, Ltd. Piezoelectric transformer and power converting apparatus employing the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE19951310C2 (de) 2002-06-13
TW420884B (en) 2001-02-01
JP3170642B1 (ja) 2001-05-28
US6278226B1 (en) 2001-08-21
JP2001156356A (ja) 2001-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60118416T2 (de) Mehrlampige lcd hinterbeleuchtungssteuerschaltung mit magnetisch gekuppelten komponenten
DE19951310C2 (de) Piezokeramische Übertragungsvorrichtung und Schaltung unter Einsatz derselben
DE602005003598T2 (de) Vorrichtung zum Betreiben einer Entladungslampe
DE19655266B4 (de) Elektronisches Bauelement
DE69724437T2 (de) Piezoelektrische transformatoranordnung
DE19714191C1 (de) Mikrowellenschaltkreis mit Josephson-Elementen und Verwendung des Schaltkreises
DE19529941A1 (de) Spannungskonverter
DE60110671T2 (de) Umrichterwandler
DE69721220T2 (de) Piezoelektrischer transformator
EP3360170B1 (de) Piezoelektrischer transformator
EP1776725B1 (de) Piezoelektrischer transformator
DE3149268A1 (de) "fluessigkristall-anzeigezelle"
DE19926482A1 (de) Piezoelektrische Keramik und hieraus hergestellter piezoelektrischer Transformator
DE1286585C2 (de) Frequenzvervielfacher mit mindestens einem ein nichtlineares Element enthaltenden Leitungskreis
DE112017003455B4 (de) Halbleitervorrichtung und Leistungsumwandlungsvorrichtung
DE112019006483T5 (de) System und Verfahren zum Steuern eines spannungsvariablen Vielschichtkondensators
EP1354243B1 (de) Vorrichtung zum vervielfachen von lichtfrequenzen
DE2525678A1 (de) Optisches wellenleiternetzwerk
CH663499A5 (de) Wechselrichterschaltung.
DE19634842C2 (de) Piezoelektrischer Wandler
DE60304172T2 (de) Modul zur entkopplung von hochfrequenz-signalen von einer versorgungsleitung
DE112005002201T5 (de) Transformatorantrieb und Transformatorantriebsverfahren
DE2047882B2 (de) Schaltung zum betrieb eines piezoelektrischen transformators
DE69828521T2 (de) Piezoelektrischer transformator
DE19737472A1 (de) Schaltungsanordnung mit einem piezoelekrischen Transformator

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee
8370 Indication related to discontinuation of the patent is to be deleted
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120501