JP2003324945A - Piezoelectric dc-dc converter - Google Patents

Piezoelectric dc-dc converter

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JP2003324945A
JP2003324945A JP2002125675A JP2002125675A JP2003324945A JP 2003324945 A JP2003324945 A JP 2003324945A JP 2002125675 A JP2002125675 A JP 2002125675A JP 2002125675 A JP2002125675 A JP 2002125675A JP 2003324945 A JP2003324945 A JP 2003324945A
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JP
Japan
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piezoelectric
output
circuit
converter
power source
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Application number
JP2002125675A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Kadosawa
秀樹 門澤
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Tokin Corp
Original Assignee
NEC Tokin Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric DC-DC converter having a high efficiency and high reliability. <P>SOLUTION: The piezoelectric DC-DC converter comprises a DC power source, a half-bridge type inverter having first and second switching elements connected with the power source and receiving a DC from the power source to convert the DC into an AC, a step-down circuit for transforming the AC output of the inverter by a laminated press-bonded piezoelectric transformer using a series resonance with an inductance for the series resonance, a circuit for converting the AC output of the step-down circuit into a DC to supply the DC to a load, and a control circuit for controlling the first and second switching elements in response to the voltage to be applied to the load. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電式DC−DC
コンバータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric DC-DC
Regarding the converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のDC−DCコンバータとしてのハ
ーフブリッジタイプPWMコンバータの一例を図4に示
す。
2. Description of the Related Art An example of a half-bridge type PWM converter as a conventional DC-DC converter is shown in FIG.

【0003】このDC−DCコンバータは、直流電圧源
1と、この出力電圧を2等分に分圧させるキャパシタン
ス15と、この直流電源1の正極に接続された第一のス
イッチ2a及びその負電極に接続された第二のスイッチ
2bから成る直列接続体を有し、且つ第一及び第二のス
イッチ2a、2bにそれぞれ逆並列接続された第一及び
第二のダイオード3a、3bを有し、直流電源1から直
流を受電して交流に変換するインバータ4と、このイン
バータ4の出力側にて直列接続されたインダクタンス5
及びキャパシタンス6と、このインダクタンス5及びキ
ャパシタンス6に接続された変圧器7と、この変圧器7
の出力を直流に変換する整流器8と、この整流器8の出
力側に接続された負荷9と、この負荷9に印加する電圧
及び負荷に流す電流の設定信号に応じて第一及び第二の
スイッチ2a、2bのオン・オフのタイミングを制御す
る手段とを有して成り立っている。
This DC-DC converter comprises a DC voltage source 1, a capacitance 15 for dividing the output voltage into two equal parts, a first switch 2a connected to the positive electrode of the DC power source 1 and its negative electrode. A second switch 2b connected in series to the first and second switches 2a and 2b, respectively, and first and second diodes 3a and 3b connected in anti-parallel, respectively, An inverter 4 that receives direct current from the direct current power source 1 and converts it into alternating current, and an inductance 5 connected in series at the output side of this inverter 4.
And the capacitance 6, the transformer 7 connected to the inductance 5 and the capacitance 6, and the transformer 7.
Rectifier 8 for converting the output of the rectifier into a direct current, a load 9 connected to the output side of the rectifier 8, and first and second switches according to a setting signal of a voltage applied to the load 9 and a current flowing through the load. 2a and 2b, and means for controlling the on / off timing.

【0004】なお、図4において、上記第一のスイッチ
2aと第一のダイオード3a、及び第二のスイッチと第
二のダイオード3bとで、それぞれ第一のアーム10a
と第二のアーム10bとが構成されている。また、上記
整流器は、四つのダイオード11a、11b、11c、
11dで入力電圧を全波整流するようになっている。ま
た、整流器8の出力電圧を負荷9に印加するための高電
圧ケーブルの静電容量12は、この整流器8からの出力
電圧を平滑するものである。
In FIG. 4, the first switch 2a and the first diode 3a, the second switch and the second diode 3b, and the first arm 10a, respectively.
And a second arm 10b. Further, the rectifier has four diodes 11a, 11b, 11c,
The input voltage is full-wave rectified at 11d. The capacitance 12 of the high voltage cable for applying the output voltage of the rectifier 8 to the load 9 smoothes the output voltage from the rectifier 8.

【0005】上記のような回路に対し、例えば特開平7
−123718号公報あるいは特開平7−87740号
公報に開示された技術がある。これらの技術では、何れ
も第一のスイッチ2aや第二のスイッチ2bがONまた
はOFFした瞬間のサージ電圧によるスイッチングロス
によって生じる効率の低下、及びノイズの発生が問題に
なることに対し、回路上の工夫によって解決している。
In contrast to the above circuit, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 7 (1998)
There is a technique disclosed in JP-A-123718 or JP-A-7-87740. In each of these techniques, there is a problem in that efficiency is reduced and noise is generated due to switching loss due to a surge voltage at the moment when the first switch 2a and the second switch 2b are turned on or off. Is solved by devising.

【0006】例えば、特開平7−123718号公報の
技術では、変圧器7の1次巻線に直列にインダクタンス
L1を接続することによってソフトスイッチングを可能
にしている。
For example, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-123718, soft switching is enabled by connecting an inductance L1 in series with the primary winding of the transformer 7.

【0007】また、例えば特開平7−87740号公報
の技術では、スイッチ2a及び2bの両端にロスレスス
ナバを接続し、スイッチ2a及び2bの接続点とキャパ
シタンス15の中点との間に補助回路としてのインダク
タンスを接続して高効率を可能としている。
Further, for example, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-87740, lossless snubbers are connected to both ends of the switches 2a and 2b, and an auxiliary circuit is provided between the connection point of the switches 2a and 2b and the midpoint of the capacitance 15. High efficiency is possible by connecting the inductance of.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の回路構成は、回路の工夫で高効率を実現しているが1
次−2次の変圧器として巻線トランスを使用しているた
め、マグネットワイヤに傷が存在していたり、過度な引
っ張りストレスが印加されたりすると巻線間でレアショ
ート状態となり、信頼性をあまり高くできない一面があ
った。また、多くの場合、トランスの1次−2次間の絶
縁を確保するため、この間に絶縁体を介入させたり、ト
ランスボビンを分割構造にしていることにより、1次−
2次間の結合が悪くなり、効率の低下を招くことがあっ
た。
However, in these circuit configurations, high efficiency is realized by devising the circuit.
Since a winding transformer is used as the secondary-secondary transformer, if the magnet wire has scratches or if excessive tensile stress is applied, a rare short circuit will occur between the windings, resulting in less reliability. There was one side that could not be raised. Further, in many cases, in order to ensure insulation between the primary and secondary sides of the transformer, an insulator is interposed between them and the transformer bobbin has a divided structure, so that the primary-
There was a case where the coupling between the second order became poor and the efficiency was lowered.

【0009】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、圧電トランスの特
質を生かした回路構成を用いて、高効率で信頼性の高い
圧電式DC−DCコンバータを提供することにある。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and its technical problem is to use a piezoelectric DC circuit of high efficiency and high reliability by using a circuit configuration that makes use of the characteristics of a piezoelectric transformer. -To provide a DC converter.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、ハーフブリッ
ジダイプの直列共振型DC−DCコンバータで、トラン
スは積層圧着型の圧電トランスを使用し、入力電圧の変
動や負荷変動、圧電トランスの経年変化に対して、パル
ス幅制御により、特定の電圧を安定して供給出来るよう
に、パルス幅制御を行う。
The present invention is a series resonance type DC-DC converter of a half bridge dip, wherein a transformer is a laminated crimp type piezoelectric transformer, and input voltage fluctuations, load fluctuations, and aging of the piezoelectric transformer. With respect to changes, pulse width control is performed so that a specific voltage can be stably supplied.

【0011】詳しくは、本発明の圧電式DC−DCコン
バータは、直流電源と、この直流電源に接続された第1
及び第2のスイッチング素子からなり、前記直流電源か
ら直流を受電して交流に変換するハーフブリッジタイプ
のインバータと、直列共振用インダクタンスとの直列共
振を用いた積層圧着型の圧電トランスにより前記インバ
ータの交流出力を変圧する降圧回路と、この降圧回路の
交流出力を直流に変換して負荷に供給する回路と、前記
負荷に加わる電圧に応じて前記第1及び第2のスイッチ
ング素子を制御する制御回路とを備える。
More specifically, the piezoelectric DC-DC converter of the present invention is a DC power supply and a first DC power supply connected to this DC power supply.
And a half-bridge type inverter, which comprises a second switching element and receives direct current from the direct current power source and converts it into alternating current, and a laminated crimp type piezoelectric transformer using series resonance with a series resonance inductance A step-down circuit for transforming an AC output, a circuit for converting the AC output of the step-down circuit to a DC and supplying it to a load, and a control circuit for controlling the first and second switching elements according to a voltage applied to the load With.

【0012】また、前記積層圧着型の圧電トランスは、
出力側を積層型として入力側と出力側を上下に並べ、圧
電性を持たない絶縁体をその間に介するサンドウィッチ
構造とすることで入力側と出力側の絶縁を強化してい
る。
The laminated pressure bonding type piezoelectric transformer is
The output side is a laminated type, the input side and the output side are arranged vertically, and a sandwich structure in which an insulator having no piezoelectricity is interposed therebetween strengthens the insulation between the input side and the output side.

【0013】また、前記制御回路は、スイッチングの周
波数制御とパルス幅制御(PWM)を行うことにより、
入力電圧の変動、負荷変動または圧電トランスの経時変
化に対して、一定の電圧が高効率で安定して出力される
ように動作する。
Further, the control circuit performs switching frequency control and pulse width control (PWM),
It operates so that a constant voltage is output with high efficiency and stability against variations in input voltage, variations in load, or changes with time of the piezoelectric transformer.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明の実施の一形態の回路図で
ある。直流電源101とFETスイッチ102及び10
3とその他の周辺素子によりハーフブリッジ回路が構成
されている。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. DC power supply 101 and FET switches 102 and 10
3 and other peripheral elements form a half bridge circuit.

【0016】FETスイッチ102及び103で矩形波
を発生させ、直列共振用インダクタンス104の1次巻
線105と圧電トランス107の等価入力コンデンサ1
08で直列共振させることでサイン波(1次)を発生さ
せている。そのサイン波を圧電トランス107内でN:
1に降圧させてサイン波(2次)を出力している。
A rectangular wave is generated by the FET switches 102 and 103, and the primary winding 105 of the series resonance inductance 104 and the equivalent input capacitor 1 of the piezoelectric transformer 107 are generated.
A sine wave (first order) is generated by causing series resonance at 08. The sine wave in the piezoelectric transformer 107 is N:
The voltage is stepped down to 1 and the sine wave (second order) is output.

【0017】また、109及び113は等価抵抗、11
0及び114は等価コイル、111及び115は等価コ
ンデンサ、そして112は等価出力コンデンサを示す。
Further, 109 and 113 are equivalent resistances, and 11
0 and 114 are equivalent coils, 111 and 115 are equivalent capacitors, and 112 is an equivalent output capacitor.

【0018】出力されたサイン波(2次)は、ダイオー
ド116及び117、チョークコイル118及び11
9、更にコンデンサ120で整流及び平滑され、直流電
圧として負荷抵抗121に供給される。
The sine wave (secondary) output is the diodes 116 and 117, the choke coils 118 and 11.
9, further rectified and smoothed by the capacitor 120, and supplied as a DC voltage to the load resistor 121.

【0019】また、1次巻線105と補助巻線106は
電磁結合しているので、共振時に発生した1次巻線10
5の磁気エネルギーの一部を補助巻線106を経由して
取り出すことができる。このエネルギーは、パルス発生
器125、パルス幅制御回路126、ドライバー(ある
いはパルストランス)129の補助電源として供給され
る。
Further, since the primary winding 105 and the auxiliary winding 106 are electromagnetically coupled, the primary winding 10 generated at the time of resonance
Part of the magnetic energy of No. 5 can be extracted via the auxiliary winding 106. This energy is supplied as an auxiliary power source for the pulse generator 125, the pulse width control circuit 126, and the driver (or pulse transformer) 129.

【0020】一方、DC−DCコンバータの出力電圧
は、誤差増幅器122で基準電圧123と比較される。
誤差増幅器122からは出力電圧に応じたフィードバッ
ク信号が光結合素子124を経由してパルス幅制御回路
126に入力される。パルス幅制御回路126では、フ
ィードバック信号量に応じてFETスイッチ102及び
103のON−OFF時間をコントロールし、パルス発
生器125で適正なゲート信号を出力させることで出力
電圧を一定に保持することが可能となる。
On the other hand, the output voltage of the DC-DC converter is compared with the reference voltage 123 by the error amplifier 122.
A feedback signal corresponding to the output voltage is input from the error amplifier 122 to the pulse width control circuit 126 via the optical coupling element 124. The pulse width control circuit 126 controls the ON-OFF time of the FET switches 102 and 103 according to the feedback signal amount, and the pulse generator 125 outputs an appropriate gate signal, so that the output voltage can be kept constant. It will be possible.

【0021】次に、本実施の形態における積層圧着型の
圧電トランスについて図面に基づいて説明する。
Next, the laminated pressure bonding type piezoelectric transformer according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

【0022】図2は、本実施の形態の圧電トランスの構
造図である。図2(a)はその積層構造を分解して示す
斜視図、図2(b)はその外観を示す斜視図、図2
(c)はそのA-A断面図である。
FIG. 2 is a structural diagram of the piezoelectric transformer of this embodiment. 2 (a) is an exploded perspective view showing the laminated structure, and FIG. 2 (b) is a perspective view showing its appearance.
(C) is the AA sectional view.

【0023】図2(a)及び図2(c)には、上下方向
に入力部、絶縁部、出力部と配置された積層構造が示さ
れている。また、図2(a)において、21は圧電セラ
ミック板であり、22はその上に印刷された内部電極で
ある。また、内部電極のパターンに丸形と四角形がある
のは、同一形状にしたときに、内部電極のある部分とな
い部分の境界に応力の集中が起こるのは避けるためであ
る。
FIGS. 2A and 2C show a laminated structure in which an input portion, an insulating portion, and an output portion are vertically arranged. Further, in FIG. 2A, 21 is a piezoelectric ceramic plate, and 22 is an internal electrode printed thereon. In addition, the reason why the internal electrode pattern has a round shape and a quadrangular shape is to avoid concentration of stress at the boundary between the portion having the internal electrode and the portion having no internal electrode when the same shape is used.

【0024】このような応力集中を避けるために、丸形
の直径を異ならせたり、四角形の辺の長さを異なるよう
にしてもよい。但し、製造条件によっては、同一形状に
することも可能である。また、絶縁部は圧電性を持たな
い均一な絶縁体の層として図2(c)に示したが、図2
(a)では図示を省略した。
In order to avoid such stress concentration, the diameter of the round shape may be different, or the length of the side of the quadrangle may be different. However, the same shape can be used depending on the manufacturing conditions. The insulating portion is shown in FIG. 2C as a uniform insulating layer having no piezoelectric property.
Illustration is omitted in (a).

【0025】図2(b)において、23は入力側の外部
電極の1つ、24は出力側の外部電極の1つを示す。
In FIG. 2B, 23 is one of the external electrodes on the input side, and 24 is one of the external electrodes on the output side.

【0026】また、図2(c)に示すように出力部は容
量を大きくして、インピーダンス整合を行い、効率を高
めるために、内部電極が密に積層して形成されている。
Further, as shown in FIG. 2C, the output part is formed by closely stacking internal electrodes in order to increase the capacitance, perform impedance matching, and improve efficiency.

【0027】この圧電トランスの作製方法を説明する。
グリーンシート法によって圧電セラミックグリーンシー
トを60μm厚に作製し、内部電極は、スクリーン印刷
によって内部電極パターンを形成した。これらによっ
て、入力部、出力部及び圧電性を持たない絶縁体を一体
で積層圧着構成した後、脱バインダを行い、1100℃
×2hrの焼結によって一体の焼結体として作製した。
A method of manufacturing this piezoelectric transformer will be described.
A piezoelectric ceramic green sheet was formed to a thickness of 60 μm by the green sheet method, and internal electrodes were formed by screen printing to form internal electrode patterns. By these, the input part, the output part, and the insulator having no piezoelectricity are integrally laminated and pressure-bonded, and then the binder is removed and the temperature is 1100 ° C.
It was produced as an integral sintered body by sintering for 2 hours.

【0028】中間の絶縁層の材料としては、反強誘電体
であるジルコン酸鉛系及び、誘電率の小さなチタン酸鉛
系を検討して試作した。その後、各端子取り出し部に外
部電極を焼きつけ、180℃シリコンオイル中において
入力部、出力部とも1.5kV/mmの電界強度で分極
することで圧電トランスを作製した。
As materials for the intermediate insulating layer, lead zirconate based antiferroelectric materials and lead titanate based materials having a small dielectric constant were studied and prototyped. After that, an external electrode was baked on each terminal extraction portion and polarized in a 180 ° C. silicon oil at an electric field strength of 1.5 kV / mm for both the input portion and the output portion to produce a piezoelectric transformer.

【0029】この圧電トランスを用いた上記回路による
ハーフブリッジタイプ直列共振型DC−DCコンバータ
により、スイッチングの周波数100kHz、入力電圧
DC350V±10%、出力電圧DC17V±3%にお
いて、効率88〜90%が得られた。
The half bridge type series resonance type DC-DC converter by the above circuit using this piezoelectric transformer has an efficiency of 88 to 90% at a switching frequency of 100 kHz, an input voltage of DC350V ± 10% and an output voltage of DC17V ± 3%. Was obtained.

【0030】本実施の形態においては、圧電トランスの
持つ高効率性を生かす回路構成を用い、また、入力部と
出力部の間に圧電性を持たない絶縁体の層を設けること
により入出力間の絶縁性を高めた結果、高効率で信頼性
の高い圧電式DC−DCコンバータが得られた。
In the present embodiment, a circuit structure that makes use of the high efficiency of the piezoelectric transformer is used, and a layer of an insulator having no piezoelectricity is provided between the input section and the output section, so that the input / output As a result of improving the insulation property of, a highly efficient and highly reliable piezoelectric DC-DC converter was obtained.

【0031】ところで、圧電トランスの構造は、外部電
極の配置の違いで2つに大別され、断面構造によって上
下に入力部、絶縁部、出力部と配置されている本実施の
形態の縦配置タイプの他に、左右に、すなわち基板に平
行に、入力部、絶縁部、出力部と配置されている横配置
タイプがある。図3に、横配置タイプの圧電トランスの
構造を示す。
By the way, the structure of the piezoelectric transformer is roughly divided into two according to the arrangement of the external electrodes, and the vertical arrangement of the present embodiment in which the input portion, the insulating portion, and the output portion are vertically arranged according to the sectional structure. In addition to the type, there is a lateral arrangement type in which the input section, the insulating section, and the output section are arranged on the left and right, that is, in parallel to the substrate. FIG. 3 shows the structure of a horizontally arranged piezoelectric transformer.

【0032】図3(a)は、積層構造を分解して示す斜
視図、図3(b)はその外観を示す斜視図、図3(c)
はそのB-B断面図である。
FIG. 3 (a) is an exploded perspective view of the laminated structure, FIG. 3 (b) is a perspective view showing its appearance, and FIG. 3 (c).
Is a sectional view taken along line BB.

【0033】図3(a)において、31は圧電セラミッ
ク板、32は内部電極を示す。また、図3(b)におい
て、33と34は出力側の外部電極を示す。
In FIG. 3A, 31 is a piezoelectric ceramic plate, and 32 is an internal electrode. Further, in FIG. 3B, reference numerals 33 and 34 denote external electrodes on the output side.

【0034】この横配置タイプの圧電トランスの場合、
入力側又は出力側の2つの外部電極を1つの側面に形成
することができる。従って、上記の実施の形態で説明し
た、上下に入力部、絶縁部、出力部と配置されている縦
配置タイプにおいて、4つの側面を用いて外部電極を形
成する場合と比べて、基板実装において有利である。ま
た、縦配置タイプとは異なる圧電振動モードを使用する
ことが可能である。
In the case of this horizontally arranged piezoelectric transformer,
Two external electrodes on the input side or the output side can be formed on one side surface. Therefore, in the vertical arrangement type in which the input portion, the insulating portion, and the output portion are vertically arranged as described in the above-mentioned embodiment, compared to the case where the external electrodes are formed by using the four side surfaces, it is possible to mount the substrate on the substrate. It is advantageous. Further, it is possible to use a piezoelectric vibration mode different from that of the vertically arranged type.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、高効率で信頼性の高い圧電式DC−DCコンバータ
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a highly efficient and highly reliable piezoelectric DC-DC converter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の一形態における圧電式DC−D
Cコンバータの回路図。
FIG. 1 is a piezoelectric DC-D according to an embodiment of the present invention.
The circuit diagram of a C converter.

【図2】本発明の実施の一形態における縦配置タイプの
圧電トランスの構造図。図2(a)は積層構造を示す斜
視図、図2(b)は外観の斜視図、図2(c)はA-A
断面図。
FIG. 2 is a structural diagram of a vertically arranged piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention. 2A is a perspective view showing the laminated structure, FIG. 2B is an external perspective view, and FIG. 2C is AA.
Sectional view.

【図3】横配置タイプの圧電トランスの構造図。図3
(a)は積層構造を示す斜視図、図3(b)は外観の斜
視図、図3(c)はB-B断面図。
FIG. 3 is a structural diagram of a horizontally arranged piezoelectric transformer. Figure 3
3A is a perspective view showing the laminated structure, FIG. 3B is an external perspective view, and FIG. 3C is a sectional view taken along line BB.

【図4】従来のDC−DCコンバータの回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional DC-DC converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21,31 圧電セラミック板 22,32 内部電極 23 入力側の外部電極 24,33,34 出力側の外部電極 101 直流電源 102,103 FETスイッチ 104 直列共振用インダクタンス 105 共振用1次巻線 106 電源用の補助巻線 107 圧電トランス 108 等価入カコンデンサ 109,113 等価抵抗 110,114 等価コイル 111,115 等価コンデンサ 112 等価出力コンデンサ 116,117 ダイオード 118,119 チョークコイル 120 コンデンサ 121 負荷低抗 122 誤差増幅器 123 基準電圧 124 光結合素子 125 パルス発生器 126 パルス幅制御(PWM)回路 127 時定数用抵抗 128 時定数用コンデンサ 129 ドライバー(あるいはパルストランス) 21, 31 Piezoelectric ceramic plate 22, 32 internal electrodes 23 Input side external electrode 24, 33, 34 Output external electrodes 101 DC power supply 102, 103 FET switch 104 Inductance for series resonance 105 Primary winding for resonance 106 auxiliary winding for power supply 107 Piezoelectric transformer 108 Equivalent input capacitor 109,113 Equivalent resistance 110,114 equivalent coil 111,115 equivalent capacitors 112 Equivalent output capacitor 116, 117 diode 118,119 choke coil 120 capacitors 121 Load resistance 122 Error amplifier 123 Reference voltage 124 Optical coupling element 125 pulse generator 126 pulse width control (PWM) circuit 127 Time constant resistance 128 time constant capacitor 129 Driver (or pulse transformer)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源と、この直流電源に接続された
第1及び第2のスイッチング素子からなり、前記直流電
源から直流を受電して交流に変換するハーフブリッジタ
イプのインバータと、直列共振用インダクタンスとの直
列共振を用いた積層圧着型の圧電トランスにより前記イ
ンバータの交流出力を変圧する降圧回路と、この降圧回
路の交流出力を直流に変換して負荷に供給する回路と、
前記負荷に加わる電圧に応じて前記第1及び第2のスイ
ッチング素子を制御する制御回路とを備えることを特徴
とする圧電式DC−DCコンバータ。
1. A half-bridge type inverter comprising a direct current power source and first and second switching elements connected to the direct current power source, which receives direct current from the direct current power source and converts it into alternating current, and for series resonance A step-down circuit that transforms the AC output of the inverter by a laminated pressure bonding type piezoelectric transformer that uses series resonance with an inductance, and a circuit that converts the AC output of the step-down circuit to DC and supplies the load.
A piezoelectric DC-DC converter, comprising: a control circuit that controls the first and second switching elements according to a voltage applied to the load.
【請求項2】 前記積層圧着型の圧電トランスは、出力
側を積層型として入力側と出力側を上下に並べ、圧電性
を持たない絶縁体をその間に介するサンドウィッチ構造
としたことを特徴とする請求項1記載の圧電式DC−D
Cコンバータ。
2. The laminated pressure-bonding type piezoelectric transformer has a sandwich structure in which an output side is a laminated type and an input side and an output side are vertically arranged, and an insulator having no piezoelectricity is interposed therebetween. The piezoelectric DC-D according to claim 1.
C converter.
【請求項3】 前記制御回路は、スイッチングの周波数
制御及びパルス幅制御(PWM)を行う回路であること
を特徴とする請求項1又は2記載の圧電式DC−DCコ
ンバータ。
3. The piezoelectric DC-DC converter according to claim 1, wherein the control circuit is a circuit that performs switching frequency control and pulse width control (PWM).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0759338A (en) * 1993-08-12 1995-03-03 Nec Corp Piezoelectric transformer converter
JP2000102246A (en) * 1998-09-22 2000-04-07 Nec Corp Ac-to-dc converter circuit using piezoelectric transformer
JP2001112257A (en) * 1999-10-08 2001-04-20 Tokin Corp Power supply unit
JP2001258245A (en) * 2000-03-14 2001-09-21 Nec Eng Ltd Converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0759338A (en) * 1993-08-12 1995-03-03 Nec Corp Piezoelectric transformer converter
JP2000102246A (en) * 1998-09-22 2000-04-07 Nec Corp Ac-to-dc converter circuit using piezoelectric transformer
JP2001112257A (en) * 1999-10-08 2001-04-20 Tokin Corp Power supply unit
JP2001258245A (en) * 2000-03-14 2001-09-21 Nec Eng Ltd Converter

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