JP2001068752A

JP2001068752A - 圧電トランス

Info

Publication number: JP2001068752A
Application number: JP24450099A
Authority: JP
Inventors: Harumi Hayashi; 春美林; Hiroshi Ninomiya; 弘二宮
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-16
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: JP3706509B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低負荷時に高出力電力が得られ、かつ大出力電
流を取り出すことができる小型の圧電トランスを提供す
る。【解決手段】両主面が長方形状の圧電基板１７の長さ方
向に、電圧入力部２１、電圧出力部２２、電圧入力部２
３を順次形成し、該電圧入力部２１、電圧出力部２２に
それぞれ内部電極層１９と圧電体層１８とを交互に積層
してなるとともに、内部電極層１９の上下に形成された
圧電体層１８が積層方向に分極され、かつ内部電極層１
９の上下に形成された圧電体層１８の分極方向が逆であ
り、主面の幅方向に対して縦振動するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器に用
いられるＡＣアダプタやＤＣ−ＤＣコンバータ、および
ノートパソコン、携帯用端末等に使用される液晶ディス
プレイ用のバックライト冷陰極管のインバータ等に用い
られる圧電トランスに関する。

【０００２】

【従来技術】近年、電子機器の小型化に関し、電源回路
の小型化は重要な課題の一つであり、電源回路内の高周
波化による小型化が図られている。

【０００３】従来のスイッチング電源では、変圧器とし
て電磁誘導を原理とする電磁トランスを用いるが、高周
波下での電磁トランスは、ヒステリシス損、渦電流損お
よび表皮効果による損失が増大するという問題があっ
た。

【０００４】さらに、電磁トランス自身の小型化、薄型
化は、巻線の極細線多数巻による銅損、磁気結合の低下
および漏れ磁束の増加を招き、いずれも電源回路の効率
を大きく下げる原因となっていた。さらにまた、巻線に
よる電磁ノイズの発生などの問題があった。

【０００５】一方、圧電トランスは圧電効果を原理と
し、電磁トランスと比べて、小型化してもエネルギー密
度が高く、かつ巻線を用いないため電磁ノイズが少ない
などの長所がある。

【０００６】図３に、従来のローゼン型圧電トランスを
示す。このローゼン型圧電トランスは、長板状圧電板１
の長手方向のほぼ半分を１次側とし、厚み方向に電極
２、３が形成され、長手方向の残るほぼ半分を２次側と
し、端面に電極４が形成されて構成されている。１次側
は厚み方向に分極され、２次側は長手方向に分極されて
いる。圧電トランスの１次側は圧電板１の制動容量が大
きいため低インピーダンスであり、２次側は制動容量が
小さいため高インピーダンスである。

【０００７】そして、２次側の電極４と１次側の電極２
（あるいは３）に負荷抵抗を接続し、圧電トランスの１
次側の電極２、３間に、圧電板１の長さで決まる圧電ト
ランスの共振周波数あるいはその近傍の周波数の交流電
圧を印加すると、逆圧電効果により長さ方向に強い機械
的振動を励起し、これにより電極４に圧電効果によって
電荷が発生し、２次側の電極４と１次側の電極２（ある
いは３）間に電圧が得られる。

【０００８】このローゼン型圧電トランスは、２次側の
制動容量にもよるが、一般に使用される範囲として、負
荷抵抗が１０ＫΩ以上の高インピーダンスであれば、昇
圧用の圧電トランスとして、一方、負荷が１０ＫΩ未満
の低インピーダンスであれば降圧用の圧電トランスとし
て動作する。

【０００９】一方、負荷抵抗を１次側の電極２、３間に
接続し、圧電トランスの２次側の電極４を入力とし、電
極４と電極２（あるいは３）に共振周波数あるいはその
近傍の周波数の交流電圧を印加すると、負荷抵抗が高イ
ンピーダンスであれば昇圧用の圧電トランスとして、低
インピーダンスであれば降圧用の圧電トランスとして動
作する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ロ
ーゼン型圧電トランスにおいて、１次側を入力とし、２
次側を出力とした場合、２次側の電極４の面積が狭いた
め、電極４に表れる電荷量が少なく、高出力電流を得る
ことは困難であった。

【００１１】また電極４と電極２（あるいは３）との距
離が長いため、圧電トランスの出力側の容量が小さく、
出力インピーダンスが高い。そのため、負荷を接続した
場合、高出力電力が得られる負荷はおのずと高いものに
制限されてしまうという問題があった。

【００１２】即ち、例えば、ノートパソコン等の電子機
器に用いられるアダプタ用電源の場合、負荷が低インピ
ーダンスのため、従来のローゼン型圧電トランスでは高
出力電力を得ることができず、アダプタ用電源として用
いることができないという問題があった。

【００１３】一方、上記圧電トランスにおいて、２次側
を入力とし、１次側を出力とすると、出力側電極面積は
広くなるが、電極４と電極２（あるいは３）との距離が
長いため、入力インピーダンスが高くなり、圧電トラン
ス入力部での損失が大きく、高出力電力を得ることがで
きない。また、入力インピーダンスを下げるため電極４
の面積を広げると、圧電トランス自体が大型化してしま
い、圧電トランスの持つ小型という利点を損なうという
問題があった。

【００１４】さらに、上記従来のローゼン型圧電トラン
スでは、電極４を持つため、単一の磁器からなる圧電板
１を長手方向と厚み方向の異なる２方向に分極する必要
があり、そのため、分極方向が異なる界面付近で分極に
伴う大きな応力が発生し、使用中に圧電板１が損傷した
り破壊するなど信頼性が低いという問題があった。

【００１５】また、単一の磁器に方向が異なる２種類の
分極を施す必要があるため、製造が困難であるという問
題があった。さらに、圧電板１の長手方向の分極作業は
高電圧を印加する必要があるため、作製時のトランス破
壊および作製時における作業の危険性が増大するという
問題があった。

【００１６】その解決策として、本出願人は、特願平１
１−２１２７８７号の圧電トランスを提示している。こ
の圧電トランスは、図４に示すように、厚さ方向に分極
され両主面が長方形状の圧電基板１１と、該圧電基板１
１の片側主面に形成されたグランド電極１５と、他側主
面に形成され、かつ、主面の長さ方向に所定間隔を置い
て形成された３個の分割電極とを具備するとともに、該
３個の分割電極のうち両側の分極電極を入力側分割電極
１２、１４、中央の分割電極を出力側分割電極１３と
し、主面の幅方向に対して縦振動するものである。

【００１７】しかしながら、更に大電力を得ようとした
場合には、電極面積を増やす必要があり、形状を大きく
した場合にはトランスの設置面積が大きくなるととも
に、駆動周波数が低くなる為に、制御回路も大型化し、
コンバータの小形化が難しくなるという問題があった。
また、図４に示した圧電トランスを複数並列接続した場
合には、駆動周波数は変更しなくてすむが、複数のトラ
ンスの共振周波数を全く同一にするのは製造上難しく、
共振周波数の異なるトランスを複数同時に同一の周波数
で駆動させた場合は、単独で駆動させた場合より効率が
低下するという問題があった。

【００１８】本発明は、低負荷時に高出力電力が得ら
れ、かつ大出力電流を取り出すことができる小型の圧電
トランスを提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の圧電トランス
は、両主面が長方形状の圧電基板の長さ方向に、電圧入
力部、電圧出力部、電圧入力部を順次形成し、該電圧入
力部および電圧出力部がそれぞれ内部電極層と圧電体層
を交互に積層してなるとともに、前記圧電体層が積層方
向に分極され、かつ前記内部電極層の上下に位置する圧
電体層の分極方向が逆であり、主面の幅方向に対して縦
振動することを特徴とする。

【００２０】このような構成を採用することにより、両
側の電圧入力部の圧電体層に、圧電基板の主面の幅方向
に対して縦振動する振動（以下、幅方向縦振動というこ
ともある）が生じ、例えば基本波の共振周波数近傍の周
波数の交流電圧を入力すれば、電気機械結合係数Ｋ’₃₁
をもって圧電基板の電圧入力部に幅方向縦振動の基本波
が励振され、再び電気機械結合係数Ｋ’₃₁をもって、中
央の電圧出力部の圧電体層に入力電圧と同じ周波数の出
力電圧が発生する。

【００２１】幅方向縦振動の電気機械結合係数は一般的
に長さ方向の電気機械結合係数よりも大きいが、本発明
の圧電トランスでは、幅方向縦振動を利用するために、
長さ方向の振動モードを利用する従来のローゼン型圧電
トランスに比べると、エネルギー伝送を行う場合におい
ては、高効率化、高電力化が可能となる。

【００２２】また、圧電トランスの出力側の制動容量を
Ｃｄ₂、圧電トランスの共振周波数をｆｒ、負荷抵抗を
ＲＬとした場合、ローゼン型圧電トランスと比較して、
同形状において電極面積を広く取れるためＣｄ₂を大き
な値とでき、ｆｒに関しても、幅方向縦振動を用いるた
め大きな値にできる。

【００２３】最大電力を取れる負荷抵抗、すなわちイン
ピーダンス整合となる負荷抵抗ＲＬ’は、ＲＬ’＝１／
（２πｆｒＣｄ₂）で決定されるので、本発明の圧電ト
ランスでは、従来のローゼン型圧電トランスと比べて、
低インピーダンスにおいて高出力電力を得ることができ
る。

【００２４】また、圧電基板の厚さ方向に分極するため
分極処理用の印加電圧を低くすることができる。また、
分極方向が単一であるため、圧電セラミックス以外の圧
電性単結晶を圧電基板として使用することもできる。ま
た、圧電基板には分極域に分極方向が異なる領域が接す
るような界面が存在しないため、駆動時に大きな応力の
集中による圧電基板の破損、破壊の恐れがなく信頼性が
向上する。

【００２５】また、内部を積層構造にすることで、同じ
設置面積で出力部の電極面積を広くすることができ、大
電力電流が取り出せる。また、積層一体構造にすること
で、全体が同一周波数で共振するため、単層構造のトラ
ンスを複数並列接続し、駆動させた時よりも高効率が可
能となる。

【００２６】本発明の圧電トランスは、基本波モードで
作動することが望ましい。これにより、一般に、基本波
の電気機械結合係数は高次モードの電気機械結合係数に
比べて大きいことから、基本波を利用した本発明の圧電
トランスは、高次モードを利用したトランスと比較する
と材料の持つ特性を充分に発揮でき、高効率化、高電力
化が可能となる。

【００２７】また、電圧入力部、電圧出力部における圧
電基板の両主面に、それぞれ入力部用外部電極、出力部
用外部電極が形成されていることが望ましい。これによ
り、入力部用外部電極、出力部用外部電極を用いて、単
一方向に分極処理を行うことができるため、製造が容易
となる。また、振動の節が圧電基板の幅中央であって長
さ方向に形成され、この振動の節に対応する外部電極の
部分を固定したり、この部分にリード線等を接続するこ
とができる。

【００２８】さらに、電圧入力部および電圧出力部にお
ける内部電極層を同一平面上に形成することが望まし
い。このような構成により、電圧入力部および電圧出力
部における圧電体層の厚みが同一となり、圧電板の両面
に電圧入力部および電圧出力部の内部電極となる電極層
を形成した後、この電極層を形成した圧電板を複数層積
層することにより作製でき、製造が容易となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の圧電トランスは、図１に
示すように、両主面が長方形状の圧電基板１７の長さ方
向に、３層の圧電体層１８と２層の内部電極層１９とを
交互に積層してなる電圧入力部２１、電圧出力部２２、
電圧入力部２３が順次形成されている。即ち、電圧入力
部２１、２３は、圧電体層１８ａと内部電極層１９ａが
交互に積層して構成され、電圧出力部２２は、圧電体層
１８ｂと内部電極層１９ｂが交互に積層して構成されて
いる。

【００３０】そして、電圧入力部２１、２３および電圧
出力部２２における圧電体層１８ａ、１８ｂが積層方向
に分極され、かつ内部電極層１９ａ、１９ｂの上下に位
置する圧電体層１８ａ、１８ｂの分極方向が逆とされて
いる。

【００３１】この圧電トランスは、主面の幅方向に対し
て縦振動するものであり、基本波モードで作動すること
が望ましい。また降圧用として機能することが望まし
い。

【００３２】また、電圧入力部２１、２３、電圧出力部
２２における圧電基板１７の両主面には、それぞれ入力
部用外部電極３１ａ、出力部用外部電極３１ｂが形成さ
れている。

【００３３】電圧入力部２１、２３および電圧出力部２
２における内部電極層１９ａ、１９ｂは同一平面上に形
成されている。即ち、電圧入力部２１、２３および電圧
出力部２２における内部電極層１９ａ、１９ｂ間の圧電
体層１８ａ、１８ｂは同一厚みとされ、内部電極層１９
ａ、１９ｂと入力部用外部電極３１ａ、３１ｂとの間の
圧電体層１８ａ、１８ｂは同一厚みとされている。

【００３４】このような圧電トランスでは、図２に示す
ように、電圧入力部２１、２３及び電圧出力部２２のそ
れぞれにおいて、それぞれを構成する各内部電極層１９
ａ、１９ｂが一層置きに同電位になるように結線され、
使用される。

【００３５】本発明の圧電トランスの製造方法について
説明する。例えば、圧電体層としてＰＺＴ系圧電磁器材
料を用い、また内部電極層としてＡｇ／Ｐｄを用い、Ｐ
ＺＴ系圧電材料からなるグリーンシート上に、電圧入力
部２１、２３及び電圧出力部２２用の内部電極パターン
形状にＡｇ／Ｐｄペーストをスクリーン印刷し、このよ
うな内部電極パターンが形成されたグリーンシートを２
層積層し、その上に内部電極パターンが形成されていな
いグリーンシートを積層し、積層成形体を作製し、焼成
し、圧電基板１７を形成する。

【００３６】この後、図１に示したように、圧電基板１
７の側面に露出した内部電極層１９ａ、１９ｂの端部
に、電気泳動法により一層おきの内部電極層１９ａ、１
９ｂに交互に絶縁体としてのガラスを付着させた後、電
圧入力部２１、２３および電圧出力部２２の両主面に銀
とガラスを主成分とする電極ペーストを塗布し、外部電
極３１ａ、３１ｂを形成すると同時に、側面部に電極ペ
ーストを塗布して焼き付け、外部電極３１ａと内部電極
層１９ａとの導通、および外部電極３１ｂと内部電極層
１９ｂとの導通をとる。この後、電圧入力部２１、２３
及び電圧出力部２２の電極間に直流の高電界を印加して
分極処理する。

【００３７】外部電極３１は、例えば、Ａｇ粉末とガラ
スからなるペーストをスクリーン印刷し、焼成して形成
してもよい。また、蒸着、スパッタ等の手法を用いて形
成しても良い。また、Ａｇ以外の導電性材料を用いても
良い。

【００３８】尚、ここでは圧電磁器材料と内部電極材料
としてＰＺＴ系圧電磁器材料およびＡｇ／Ｐｄを用いた
が、圧電性を有する圧電磁器材料およびそれと一体焼成
可能である電極材料であれば他の組み合わせでも良いこ
とは言うまでもない。

【００３９】また、上記例では、圧電体層と内部電極層
とを同時焼成した例について説明したが、焼成済の圧電
体層と内部電極層とを交互に積層して形成しても良い。
例えば、圧電板に導電性ペーストを塗布し、導電性ペー
ストが塗布された圧電板を積層して形成しても良い。

【００４０】本発明の圧電トランスでは、電圧入力部２
１、２３の内部電極層１９ａ間および内部電極層１９ａ
と外部電極３１ａ間に、即ち圧電体層１８ａに、圧電基
板１７の主面の幅方向ｘに縦振動する基本波の共振周波
数近傍の周波数を持つ交流電圧を印加すれば、圧電横効
果の電気機械結合係数Ｋ’₃₁をもって圧電基板１７が幅
方向縦振動の基本波で励振し、再び圧電横効果の電気機
械結合係数Ｋ’₃₁をもって電圧出力部２２の内部電極層
１９ｂ間および内部電極層１９ｂと外部電極３１ｂ間
に、入力電圧と同じ周波数の電圧が発生する。このと
き、出力電圧は負荷抵抗や駆動周波数に依存する。

【００４１】即ち、電圧入力部２１、２３の電極間に、
圧電基板１７の幅方向に縦振動する基本波の共振周波数
近傍の周波数を持つ交流電圧を印加すると、図１に示し
たように、圧電基板１７の主面の幅方向（短辺方向）に
半周期となるような振動（基本波）が生じ、つまり、短
辺方向に伸縮する振動が生じ、この振動が中央の電圧出
力部２２に伝達され、電圧出力部２２の電極間に入力電
圧と同じ周波数の電圧が発生する。

【００４２】そして、このような幅方向縦振動で基本波
を用いると、図１の一点鎖線で示すように、圧電基板１
７の主面の短辺の中央部が振動の節Ａとなり、この振動
の節Ａの部分で圧電基板１７を保持すれば、圧電基板１
７の幅方向縦振動モードの基本波を妨げずに固定するこ
とができる。特に、節Ａで各電極の中央部を保持するこ
とが望ましい。

【００４３】さらに、本発明の圧電トランスは幅方向縦
振動モードを利用しており、一般に主面が長方形状の圧
電基板１７の幅方向縦振動の電気機械結合係数Ｋ’
₃₁は、圧電基板１７の長さ方向振動の電気機械結合係数
Ｋ₃₁よりも大きいため、より高電力化、高効率化を図る
ことができる。

【００４４】また、本発明の圧電トランスは分極方向が
積層方向の単一方向であるために、ローゼン型圧電トラ
ンスと比較して、圧電基板１７の長さ方向の分極処理の
必要がないため、比較的低電圧の直流電圧で分極でき、
製造工程を簡略化でき、製造工程における安全性を向上
できる。

【００４５】本発明の圧電トランスは、圧電横効果の電
気機械結合係数Ｋ’₃₁をもって交流の入力電圧を機械的
な振動に変換し、再び圧電横効果の電気機械結合係数
Ｋ’₃₁をもって交流の出力電圧に変換するために、エネ
ルギー伝送の高効率化、高電力化を図るために、圧電材
料としては、電気機械結合係数Ｋ’₃₁の大きな材料が望
ましい。特にＰＺＴ系の圧電セラミック材料が望まし
い。また、単結晶材料を利用することも可能である。

【００４６】

【実施例】図１に示した圧電トランスをグリーンシート
法により作製した。先ず、圧電磁器材料としてＰＺＴ系
圧電磁器材料を用い、また内部電極材料としてＡｇ／Ｐ
ｄを用い、ＰＺＴ系圧電磁器材料からなるグリーンシー
ト上に、Ａｇ／Ｐｄペーストをスクリーン印刷し、電圧
入力部２１、２３、電圧出力部２４の内部電極パターン
を形成した。この内部電極パターンが形成されたグリー
ンシートを２枚積層し、その上に内部電極パターンが形
成されていないグリーンシートを積層した後、焼成し
た。

【００４７】電圧入力部２１、２３、電圧出力部２２は
それぞれ圧電体層１８が３層、内部電極層１９が２層交
互に積層されて構成されており、各圧電体層１８の厚さ
が０．４ｍｍであった。焼成後、全体の長さ３０ｍｍ、
幅４．５ｍｍに切断し、圧電基板１７を作製した。

【００４８】内部電極層１９ａ、１９ｂの側面露出部に
電気泳動法により一層おきに左右交互に絶縁体としての
ガラスを付着させた後、電圧入力部２１、２３および電
圧出力部２２の両主面に銀とガラスを主成分とする電極
ペーストを塗り、外部電極３１ａ、３１ｂを形成すると
同時に、側面部に電極ペーストを塗布して焼き付けるこ
とにより、外部電極３１と内部電極１９の導通をとっ
た。

【００４９】外部電極３１ａ、３１ｂおよび内部電極層
１９ａ、１９ｂの寸法は、主面の長さ方向の辺が９ｍ
ｍ、主面の幅方向の辺が４．５ｍｍであり、外部電極３
１ａ、３１ｂ間の間隔、内部電極層１９ａ、１９ｂ間の
間隔は１．５ｍｍとした。

【００５０】この後、１９０℃のシリコンオイル中で
１．６ｋＶ／ｍｍの電場を印加し、１０分間分極を行
い、圧電基板１７の厚み方向に分極した。

【００５１】そして、図２に示したように、圧電トラン
スの電圧入力部２１、２３の外部電極３１ａ（１次側電
極）に入力用端子を接続し、電圧出力部２２の外部電極
３１ｂ（２次側電極）に出力用端子を接続し、この出力
用端子に種々の負荷抵抗ＲＬを接続した。入力電圧は関
数発生器を用い振幅５Ｖの正弦波を入力側電極に印加
し、出力用端子からの出力電圧（Ｖ）を検出し、出力電
流（ｍＡ）、出力電力（ｍＷ）を求め、これらの結果を
表１に記載した。

【００５２】比較例１として、図４の圧電トランスを作
製した。先ず、ＰＺＴ系材料からなり、長さ３０ｍｍ、
幅４．５ｍｍ、厚み０．４ｍｍの圧電基板１１を作製
し、銀とガラスを主成分とする電極ペーストを、圧電基
板１１の両主面に塗布し、焼き付けることにより、図４
に示すような、分割電極１２、１３、１４およびグラン
ド電極１５を有する圧電トランスを作製した。分割電極
１２、１３、１４は、主面の長さ方向の辺が９ｍｍ、主
面の幅方向の辺が４．５ｍｍであり、分割電極１２、１
３、１４間の間隔は１．５ｍｍとした。

【００５３】この後、１９０℃のシリコンオイル中で
１．６ｋＶ／ｍｍの電場を印加し、１０分間分極を行
い、圧電基板１１の厚み方向に分極した。

【００５４】そして、図４に示したように、圧電トラン
スの入力側分極電極１２、１４（１次側電極）を入力と
し、出力側分割電極１３（２次側電極）を出力として、
この出力側分割電極１３に種々の負荷抵抗ＲＬを接続し
た。入力電圧は関数発生器を用い振幅５Ｖの正弦波を入
力側分割電極１２、１４に印加、出力側分割電極１３か
らの出力電圧（Ｖ）を検出し、出力電流（ｍＡ）、出力
電力（ｍＷ）を求め、結果を表１に記載した。また、比
較例２として、この圧電トランスを３個並列接続したと
きの結果も表１に記載した。

【００５５】比較例３として、同様の作成プロセスに
て、図３に示すようなローゼン型圧電トランスを作製し
た。ここで、圧電基板１の形状は長さ３０ｍｍ、幅４．
５ｍｍ、厚み１．０ｍｍとし、電極は、１次側電極２、
３を片側端部から中央部まで１９ｍｍで、両面に一様と
なるよう塗布し、２次側電極４については端面部に形成
した。１次側電極２、３を入力とし、２次側電極４を出
力として、この２次側電極４に種々の負荷抵抗ＲＬを接
続し、上記と同様、入力電圧は関数発生器を用い振幅５
Ｖの正弦波を１次側電極２、３に印加して、２次側電極
４からの出力電圧（Ｖ）を検出し、出力電流（ｍＡ）、
出力電力（ｍＷ）を求めた。測定した結果を表１に記載
した。

【００５６】

【表１】

【００５７】この表１から、本発明の圧電トランスで
は、負荷抵抗が１０Ωでも出力電圧として１．５３Ｖの
出力電圧が発生しており、ゲイン（＝出力電圧／入力電
圧）は０．３０６であった。この結果より、負荷抵抗が
１０Ω程度と小さい場合においても高電流、高電力を得
ることができ、低負荷時に充分使用できることが判る。
よって、本発明の圧電トランスでは、出力側に大電流を
得ることが可能で、かつ、低負荷時に出力電力を大きく
とることができ、しかもトランス形状は小型であり、分
極が一方向のため製造も容易であることが明白である。

【００５８】比較例１では、圧電トランス１個を駆動し
た場合には、負荷抵抗が１０Ω程度と小さい場合におい
ても高電流、高電力を得ることができるが、比較例２の
ように、図４の圧電トラスン３個を並列接続した比較例
２の場合の電力は、本発明の圧電トランスの８１．７％
しか得られず、変換効率が低下する事がわかる。

【００５９】一方、比較例３では、負荷抵抗が１０Ωで
は出力電圧を測定できず、比較例では、低負荷において
使用できないことが判る。尚、比較例３では、負荷抵抗
１０ＫΩで出力電力は４４．４ｍＷとなり、高負荷抵抗
において、出力電力が高い値を示した。

【００６０】また、本発明の圧電トランスは、負荷抵抗
が１０Ωの場合のゲインが０．３０６であるため、負荷
抵抗１０Ω、入力電圧３０Ｖの場合には出力電圧９．１
８Ｖ、出力電力４．２１４Ｗとなり、低負荷で高電力が
取り出せることが判る。

【００６１】

【発明の効果】本発明の圧電トランスでは、電圧入力部
の電極間に、圧電基板の主面の幅方向に対して縦振動す
る基本波の共振周波数近傍の周波数の交流電圧を入力す
れば、電気機械結合係数Ｋ’₃₁をもって圧電基板に幅方
向縦振動の基本波が励振され、再び電気機械結合係数
Ｋ’₃₁をもって電圧出力部の電極間に入力電圧と同じ周
波数の出力電圧が発生し、従来のローゼン型圧電トラン
スと比較して、大出力電流を取り出せ、低負荷時に高出
力電力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電トランスを示す斜視図である。

【図２】図１の圧電トランスに入出力端子を接続した状
態を示す説明図である。

【図３】従来のローゼン型圧電トランスを示す斜視図で
ある。

【図４】単板型圧電トランスを示す斜視図である。

【符号の説明】

１７・・・圧電基板１８・・・圧電体層１９・・・内部電極層２１、２３・・・電圧入力部２２・・・電圧出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両主面が長方形状の圧電基板の長さ方向
に、電圧入力部、電圧出力部、電圧入力部を順次形成
し、該電圧入力部および電圧出力部がそれぞれ内部電極
層と圧電体層を交互に積層してなるとともに、前記圧電
体層が積層方向に分極され、かつ前記内部電極層の上下
に位置する圧電体層の分極方向が逆であり、主面の幅方
向に対して縦振動することを特徴とする圧電トランス。
【請求項２】電圧入力部、電圧出力部における圧電基板
の両主面に、それぞれ入力部用外部電極、出力部用外部
電極が形成されていることを特徴とする請求項１記載の
圧電トランス。
【請求項３】電圧入力部および電圧出力部における内部
電極層が同一平面上に形成されていることを特徴とする
請求項１または２記載の圧電トランス。
【請求項４】基本波モードで作動することを特徴とする
請求項１乃至３のうちいずれかに記載の圧電トランス。
【請求項５】降圧用であることを特徴とする請求項１乃
至４のうちいずれかに記載の圧電トランス。