JP2004055718A - 圧電トランス - Google Patents
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Abstract
【課題】１個の圧電トランスで複数の出力を得て、複数の冷陰極管を点灯することができる圧電トランスを提供する。また、入出力容量比を大きくすることによって高い昇圧比が得られ、入力インピーダンスを小さくして高電力の注入を可能にする。
【解決手段】面広がり振動モードを利用する圧電トランスにおいて、主表面が長方形の圧電セラミック板の中央側に表裏面で対向する入力電極を複数組具え、その圧電セラミック板の長手方向の両端面にそれぞれ出力電極を具え、複数の入力電極は２組に分けられて逆相で駆動される。。
【選択図】 図１
【解決手段】面広がり振動モードを利用する圧電トランスにおいて、主表面が長方形の圧電セラミック板の中央側に表裏面で対向する入力電極を複数組具え、その圧電セラミック板の長手方向の両端面にそれぞれ出力電極を具え、複数の入力電極は２組に分けられて逆相で駆動される。。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電トランスの構造に係るもので、複数の冷陰極管を点灯させることができる多出力、高昇圧、高出力圧電トランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大型の液晶表示装置（ＬＣＤディスプレイ）にはバックライト用の複数の冷陰極管が必要となる。そのため、従来は、図１２に示したように、冷陰極管と同じ数だけのインバータトランス（巻線型、圧電型）、駆動回路、発振回路、制御回路、フィードバック回路等が必要であった。また、点灯させる冷陰極管のインピーダンス、インバータ出力のばらつき等があるため、それらの制御が煩雑となっている。それによって部品点数が多くなって安価なインバータを得ることが困難であった。
【０００３】
大型のディスプレイに使用される冷陰極管は長尺管であるため、高い点灯開始電圧、点灯維持電圧が必要となり、従来のローゼンが他の圧電トランスや巻線型のトランスでは昇圧比が不足する。したがって、圧電トランスや巻線トランスを大型化しなければ所望の特性が得られないのが現状である。
【０００４】
一つの圧電トランスで複数の冷陰極管を点灯しようとすると、冷陰極管のインピーダンス等のばらつきによって点灯する管と点灯しない管が生じる。一つの冷陰極管が点灯してしまうと、トランスの出力側が低負荷状態となり、昇圧比が低下してしまう。それによって他の冷陰極管を点灯できなくなる。これを解決するために、各々の冷陰極管の前段にバラストコンデンサ等を接続し、冷陰極管が点灯しても出力を高インピーダンスにして常時高電圧を維持するようにしなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、一個の圧電トランスで複数の出力を得て、複数の冷陰極管を点灯することができる圧電トランスを提供するものである。また、入出力容量比を大きくすることによって高い昇圧比が得られ、入力インピーダンスを小さくして高電力の注入を可能にするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、斜対称の面広がり振動を発生させ、それらを２つの出力電極を用いて出力することによって、上記の課題を解決するものである。
【０００７】
すなわち、面広がり振動モードを利用する圧電トランスにおいて、主表面が長方形の圧電セラミック板の中央側に表裏面で対向する入力電極を複数組具え、その圧電セラミック板の長手方向の両端面にそれぞれ出力電極を具え、隣接する入力電極が逆相で駆動されることに特徴を有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による圧電トランスは、次の構成要素からなる。
▲１▼圧電セラミック板
▲２▼入力電極
▲３▼出力電極
圧電セラミック板の入力電極の部分は厚み方向に分極され、その他の部分すなわち出力電極側の部分は長さ方向に分極される。入力電極は隣り合う部分が互いに斜対称に面広がり振動を発生するように駆動される。すなわち、一方が広がり、他方が縮むように駆動するもので、分極方向を交互に逆方向にしたり、入力接続を交互に逆にすることによって実現できる。
【０００９】
【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。図１は、本発明の実施例を示す斜視図で、主表面が長方形である圧電セラミック板１１を長さ方向に４等分し、中央の２つの部分に入力電極１２、１３を形成し、両端に出力電極１６を形成したものである。
【００１０】
入力電極の部分は厚み方向に分極するが、入力電極１２と入力電極１３の部分では分極方向を逆にしている。すなわち、図１にも示したように、入力電極１２の部分（（ｂ）で示した）は電極１２ｂから電極１２ａの方向に、入力電極１３の部分（（ｃ）で示した）では電極１３ａから電極１３ｂの方向に分極してある。その他の部分（（ａ）、（ｄ）で示した）では、入力電極側から出力電極１６側に長さ方向に分極されている。
【００１１】
これによって、２つの入力電極と２つの出力電極が構成され、入力電圧の印加によって２つの入力電極が駆動される。２つの入力電極が逆相で駆動されることになり、斜対称の面広がり振動が得られることになり、入力電極１２と入力電極１３の部分が交互に広がり、また縮む振動モードが得られる。これによって、２つの出力電極１６ａ、１６ｂに独立した２つの出力が得られることになる。
【００１２】
圧電トランスの２つの出力によって冷陰極管を点灯する回路を図２に示す。図２は本発明による圧電トランスを用いた冷陰極間の点灯回路を示すブロック図であり、圧電トランス２０の出力電極が冷陰極管２７ａ、２７ｂの電極に接続され、冷陰極管の他端がフィードバック回路を介して制御回路に接続され、駆動回路の同だが制御されて冷陰極管が点灯される。
【００１３】
前記のように、本発明による圧電トランスは、入力側の一方が広がり、他方が縮むように振動する。その変位を示したのが図３で、中央の入力側の左側の部分が縮み、右側の部分が広がっている。左側の出力側は広がり、右側の出力側が縮んでいる。このように、長さ方向に等分した部分が交互に広がり、縮んでいる変位を示している。なお、このような振動モードを得るためには、分極方向を変える方法だけでなく、入力の接続を互いに逆にする方法もある。
【００１４】
図４は、上記の圧電トランスのインピーダンス特性の説明図で、両出力端をショートした場合、片側をショートして片側をオープンとした場合、両出力端をオープンとした場合を示したものである。また、図５に示したように２つの出力端の出力電圧は完全な逆相となっている。
【００１５】
本発明による圧電トランスは多くの変形構造が考えられる。まず、入力部を積層構造にすることもできる。また、図６に示したように、５分割して入力電極６２、６３、６４の３入力で出力電極６６ａ、６６ｂの２出力とし、出力部２つを同相出力でき、２入力の場合よりも高い昇圧比を得ることができる。この場合の変位の状態を図７に示す。さらに、図８に示したように、入力電極８２、８３、８４、８５の４入力とすることもできる。この場合の変位の状態を図９に示す。
【００１６】
本発明によって冷陰極管を点灯する回路構成としては、図１０に示したように、冷陰極管２７ａ、２７ｂの一端を接地する接続方法と、図１１に示したように、冷陰極管２７ｃ、２７ｄの一端を接続したフローティング接続とすることもできる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明により得られる効果は以下のとおりである。
▲１▼多出力（２出力）で点灯できるだけでなく、面広がり振動を利用した高昇圧、高効率の圧電トランスが得られる。
▲２▼多出力型圧電トランスとなって、圧電トランス、圧電入力側の力率改善コイルあるいはステップアップトランス等の部品点数を半減できる。また、制御回路も簡略化できる効果もある。
▲３▼逆相出力のため、ランプを点灯させた時高調波ノイズがキャンセルされる利点がある。
▲４▼ランプを平行出力フローティング接続で点灯できる効果がある。
▲５▼高昇圧となるので、インバータの前段としてステップアップコイルがチョークコイルのみでよくなり、インバータとして高効率となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す斜視図
【図２】その駆動回路を示すブロック図
【図３】図１に示す圧電トランスの変位の説明図
【図４】図１に示す圧電トランスのインピーダンス特性の説明図
【図５】図１に示す圧電トランスの位相特性の説明図
【図６】本発明の他の実施例を示す斜視図
【図７】図６に示す圧電トランスの変位の説明図
【図８】本発明の他の実施例を示す斜視図
【図９】図８に示す圧電トランスの変位の説明図
【図１０】本発明による圧電トランスの接続方法を示す回路図
【図１１】本発明による圧電トランスの接続方法を示す回路図
【図１２】従来の圧電トランスを用いた蛍光管の駆動回路を示すブロック図
【符号の説明】
２０：圧電トランス
１１、６１、８１：圧電セラミック板
１２、１３、６２〜６４、８２〜８５：入力電極
１６、６６、８６：出力電極
２７：冷陰極管
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電トランスの構造に係るもので、複数の冷陰極管を点灯させることができる多出力、高昇圧、高出力圧電トランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大型の液晶表示装置（ＬＣＤディスプレイ）にはバックライト用の複数の冷陰極管が必要となる。そのため、従来は、図１２に示したように、冷陰極管と同じ数だけのインバータトランス（巻線型、圧電型）、駆動回路、発振回路、制御回路、フィードバック回路等が必要であった。また、点灯させる冷陰極管のインピーダンス、インバータ出力のばらつき等があるため、それらの制御が煩雑となっている。それによって部品点数が多くなって安価なインバータを得ることが困難であった。
【０００３】
大型のディスプレイに使用される冷陰極管は長尺管であるため、高い点灯開始電圧、点灯維持電圧が必要となり、従来のローゼンが他の圧電トランスや巻線型のトランスでは昇圧比が不足する。したがって、圧電トランスや巻線トランスを大型化しなければ所望の特性が得られないのが現状である。
【０００４】
一つの圧電トランスで複数の冷陰極管を点灯しようとすると、冷陰極管のインピーダンス等のばらつきによって点灯する管と点灯しない管が生じる。一つの冷陰極管が点灯してしまうと、トランスの出力側が低負荷状態となり、昇圧比が低下してしまう。それによって他の冷陰極管を点灯できなくなる。これを解決するために、各々の冷陰極管の前段にバラストコンデンサ等を接続し、冷陰極管が点灯しても出力を高インピーダンスにして常時高電圧を維持するようにしなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、一個の圧電トランスで複数の出力を得て、複数の冷陰極管を点灯することができる圧電トランスを提供するものである。また、入出力容量比を大きくすることによって高い昇圧比が得られ、入力インピーダンスを小さくして高電力の注入を可能にするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、斜対称の面広がり振動を発生させ、それらを２つの出力電極を用いて出力することによって、上記の課題を解決するものである。
【０００７】
すなわち、面広がり振動モードを利用する圧電トランスにおいて、主表面が長方形の圧電セラミック板の中央側に表裏面で対向する入力電極を複数組具え、その圧電セラミック板の長手方向の両端面にそれぞれ出力電極を具え、隣接する入力電極が逆相で駆動されることに特徴を有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による圧電トランスは、次の構成要素からなる。
▲１▼圧電セラミック板
▲２▼入力電極
▲３▼出力電極
圧電セラミック板の入力電極の部分は厚み方向に分極され、その他の部分すなわち出力電極側の部分は長さ方向に分極される。入力電極は隣り合う部分が互いに斜対称に面広がり振動を発生するように駆動される。すなわち、一方が広がり、他方が縮むように駆動するもので、分極方向を交互に逆方向にしたり、入力接続を交互に逆にすることによって実現できる。
【０００９】
【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。図１は、本発明の実施例を示す斜視図で、主表面が長方形である圧電セラミック板１１を長さ方向に４等分し、中央の２つの部分に入力電極１２、１３を形成し、両端に出力電極１６を形成したものである。
【００１０】
入力電極の部分は厚み方向に分極するが、入力電極１２と入力電極１３の部分では分極方向を逆にしている。すなわち、図１にも示したように、入力電極１２の部分（（ｂ）で示した）は電極１２ｂから電極１２ａの方向に、入力電極１３の部分（（ｃ）で示した）では電極１３ａから電極１３ｂの方向に分極してある。その他の部分（（ａ）、（ｄ）で示した）では、入力電極側から出力電極１６側に長さ方向に分極されている。
【００１１】
これによって、２つの入力電極と２つの出力電極が構成され、入力電圧の印加によって２つの入力電極が駆動される。２つの入力電極が逆相で駆動されることになり、斜対称の面広がり振動が得られることになり、入力電極１２と入力電極１３の部分が交互に広がり、また縮む振動モードが得られる。これによって、２つの出力電極１６ａ、１６ｂに独立した２つの出力が得られることになる。
【００１２】
圧電トランスの２つの出力によって冷陰極管を点灯する回路を図２に示す。図２は本発明による圧電トランスを用いた冷陰極間の点灯回路を示すブロック図であり、圧電トランス２０の出力電極が冷陰極管２７ａ、２７ｂの電極に接続され、冷陰極管の他端がフィードバック回路を介して制御回路に接続され、駆動回路の同だが制御されて冷陰極管が点灯される。
【００１３】
前記のように、本発明による圧電トランスは、入力側の一方が広がり、他方が縮むように振動する。その変位を示したのが図３で、中央の入力側の左側の部分が縮み、右側の部分が広がっている。左側の出力側は広がり、右側の出力側が縮んでいる。このように、長さ方向に等分した部分が交互に広がり、縮んでいる変位を示している。なお、このような振動モードを得るためには、分極方向を変える方法だけでなく、入力の接続を互いに逆にする方法もある。
【００１４】
図４は、上記の圧電トランスのインピーダンス特性の説明図で、両出力端をショートした場合、片側をショートして片側をオープンとした場合、両出力端をオープンとした場合を示したものである。また、図５に示したように２つの出力端の出力電圧は完全な逆相となっている。
【００１５】
本発明による圧電トランスは多くの変形構造が考えられる。まず、入力部を積層構造にすることもできる。また、図６に示したように、５分割して入力電極６２、６３、６４の３入力で出力電極６６ａ、６６ｂの２出力とし、出力部２つを同相出力でき、２入力の場合よりも高い昇圧比を得ることができる。この場合の変位の状態を図７に示す。さらに、図８に示したように、入力電極８２、８３、８４、８５の４入力とすることもできる。この場合の変位の状態を図９に示す。
【００１６】
本発明によって冷陰極管を点灯する回路構成としては、図１０に示したように、冷陰極管２７ａ、２７ｂの一端を接地する接続方法と、図１１に示したように、冷陰極管２７ｃ、２７ｄの一端を接続したフローティング接続とすることもできる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明により得られる効果は以下のとおりである。
▲１▼多出力（２出力）で点灯できるだけでなく、面広がり振動を利用した高昇圧、高効率の圧電トランスが得られる。
▲２▼多出力型圧電トランスとなって、圧電トランス、圧電入力側の力率改善コイルあるいはステップアップトランス等の部品点数を半減できる。また、制御回路も簡略化できる効果もある。
▲３▼逆相出力のため、ランプを点灯させた時高調波ノイズがキャンセルされる利点がある。
▲４▼ランプを平行出力フローティング接続で点灯できる効果がある。
▲５▼高昇圧となるので、インバータの前段としてステップアップコイルがチョークコイルのみでよくなり、インバータとして高効率となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す斜視図
【図２】その駆動回路を示すブロック図
【図３】図１に示す圧電トランスの変位の説明図
【図４】図１に示す圧電トランスのインピーダンス特性の説明図
【図５】図１に示す圧電トランスの位相特性の説明図
【図６】本発明の他の実施例を示す斜視図
【図７】図６に示す圧電トランスの変位の説明図
【図８】本発明の他の実施例を示す斜視図
【図９】図８に示す圧電トランスの変位の説明図
【図１０】本発明による圧電トランスの接続方法を示す回路図
【図１１】本発明による圧電トランスの接続方法を示す回路図
【図１２】従来の圧電トランスを用いた蛍光管の駆動回路を示すブロック図
【符号の説明】
２０：圧電トランス
１１、６１、８１：圧電セラミック板
１２、１３、６２〜６４、８２〜８５：入力電極
１６、６６、８６：出力電極
２７：冷陰極管
Claims (3)
- 面広がり振動モードを利用する圧電トランスにおいて、
主表面が長方形の圧電セラミック板の中央側に表裏面で対向する入力電極を複数組具え、その圧電セラミック板の長手方向の両端面にそれぞれ出力電極を具え、隣接する入力電極が互いに逆層で駆動されることを特徴とする圧電トランス。 - 面広がり振動モードを利用する圧電トランスにおいて、
主表面が長方形の圧電セラミック板の中央側に表裏面で対向する入力電極を複数組具えるとともに当該部分は圧電セラミック板の厚み方向に分極され、その圧電セラミック板のその他の部分は長さ方向に分極されて長手方向の両端面にそれぞれ出力電極を具え、隣接する入力電極が互いに逆層で駆動されることを特徴とする圧電トランス。 - 圧電セラミック板の長さ方向をｎ等分し、その中央の（ｎ−２）の部分に複数の入力電極を具え、隣接する入力電極が交互に逆相で駆動される請求項１または請求項２記載の圧電トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002209294A JP2004055718A (ja) | 2002-07-18 | 2002-07-18 | 圧電トランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002209294A JP2004055718A (ja) | 2002-07-18 | 2002-07-18 | 圧電トランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004055718A true JP2004055718A (ja) | 2004-02-19 |
Family
ID=31933181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002209294A Pending JP2004055718A (ja) | 2002-07-18 | 2002-07-18 | 圧電トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004055718A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015050009A1 (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-09 | 株式会社村田製作所 | 絶縁型圧電トランス |
-
2002
- 2002-07-18 JP JP2002209294A patent/JP2004055718A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015050009A1 (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-09 | 株式会社村田製作所 | 絶縁型圧電トランス |
| JPWO2015050009A1 (ja) * | 2013-10-03 | 2017-03-09 | 株式会社村田製作所 | ワイヤレス電力伝送システム用の受電装置及び送電装置 |
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