JP2004289097A - High power piezoelectric transformer - Google Patents

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JP2004289097A JP2003120718A JP2003120718A JP2004289097A JP 2004289097 A JP2004289097 A JP 2004289097A JP 2003120718 A JP2003120718 A JP 2003120718A JP 2003120718 A JP2003120718 A JP 2003120718A JP 2004289097 A JP2004289097 A JP 2004289097A
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piezoelectric transformer
piezoelectric
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晃 ▲徳▼島
Akira Tokushima
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient piezoelectric inverter capable of suppressing a leak current and of outputting a high watt value of 15W or more that is a five-times or more output watt value. <P>SOLUTION: A rigid body part is constituted in the middle of the piezoelectric transformer to completely eliminate occurrence of a vibrating mode in a twisting direction or a vibrating mode in a meandering direction that occurs in high-power driving, so that the high power piezoelectric transformer in which efficiency is improved and a temperature elevation is saturated at a low temperature, can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶バックライト等に用いられる、圧電トランスを昇圧手段とした圧電インバータの主に大型冷陰極放電管をドライブする点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の圧電インバータにおいては、出力が3W程度の、液晶のバックライトサイズでは15インチないし17インチ程度を最大とするワット数の、圧電インバータが開発されて実用されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧電インバータにあっては、直径が2mm前後で長さが250mm程度の冷陰極放電管を、3W程度の出力仕様で、主に15インチから17インチ程度のノートパソコン向けに開発されて実用されてきたが、これに加えて最近テレビ市場などの大型ディスプレイ市場が前年度比で2倍以上に伸びて、30型及び40型の大型液晶テレビの市場が飛躍的に拡大してきている。
【0004】
このため圧電インバータの出力アップが要求されているが、高電圧出力あるいは大電流出力の、これまでの4〜5倍の12Wから15W程度以上となる出力アップが要求されている。しかし現状の圧電インバータは大電力化と共に高い発熱を発生して、出力低下や効率低下などが伴い、3Wないし5Wを越えると、圧電トランスが熱暴走してついには破壊するという、出力ワット数の限界を越えられないという問題を有していた。
【0005】
本発明は、圧電トランスの2次モード(λモード)に着目して、これまでの5倍以上の高電力を発生できて、かつドライブ周波数をこれ迄の80KHzから120KHzと比較的高いドライブ周波数の半値となる50KHz前後の低いドライブ周波数を実現することで、リーク電流を押さえ、かつ出力ワット数を5倍以上となる15W以上の高ワット数を出力する事ができる効率の良い、これまでの圧電インバータ性能の限界を超える、新規な圧電インバータを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決する為の手段】
上記の目的を達成する為に、本発明の圧電トランスを用いた圧電インバータは、特開2000−332315公報の1次モード(1/2波長)を用いた小型で高出力かつ低ドライブ周波数の圧電トランスに着目したものである。
【0007】
前記の圧電トランスは、圧電トランスの領域を、第1の領域となる出力部と、第2の領域となる入力部と、第3の領域となる剛体部の3つの領域から圧電トランスを構成することにより、パワーアップのウィークポイントとなる、長さ方向の分極部と、厚み方向分極部の分極時の応力最大点と、ドライブ次に発生する応力最大点を、従来のセラミックストランスのように重なる事なく、別位置に構成する発明により、パワーが伴う出力が不可能であった1次モード(1/2波長)駆動で、数ワット程度の実用的なパワーアップに成功したものである。
【0008】
前記の特開2000−332315公報の、1次モード(1/2波長)を用いた圧電トランスと、前記圧電トランスの出力部の分極方向を180°変化させて分極した圧電トランスを完成させて一組として用いた圧電トランスの複数の出力部には、180°位相の異なる高電圧が発生する。
【0009】
40インチ程度の大型ディスプレイに使用される冷陰極放電管は、例えば直径3mmで、長さが580mm程度のもので、安定放電電圧が3500Vp−pで管電流は17mAp−pの出力仕様で、実用電力は7から8Wとなる。この放電管の両端に前記の一組の圧電トランスの出力部を接続してドライブすると、正の高電圧と負の高電圧が前記の長管の放電管の両端に印加される事になるので、従来の1/2値程度の高電圧で目的とする28000cd/mを出力することができた。
【0010】
しかし複数の圧電トランスを用いると、微妙に共振周波数及び共振インビーダンスが異なる為、差分の周波数に起因する側帯波が発生してビートとなり電気ノイズが発生して発振するので、ドライブが不安定となった。
【0011】
前記した理由から、複数枚の1次モード(1/2波長)を用いた圧電トランス構成では、多数の圧電トランスの中から同特性の圧電トランスを選んで組み合わせる必要があるので、実用上の問題が大きいという欠点が生じた。従って、一枚の圧電トランス構成で高電圧出力と大電流出力及び大電力駆動を実現する必要がある。
【0012】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を、実施例に基づき図面を参照して説明する。これ迄の圧電インバータに用いられてきた圧電トランスは、3Wないし5W程度までの電力で前記の圧電トランスをドライブしてきた。それ以上の電力でドライブすると、厚み方向分極と長さ方向分極の境界部、あるいは振動振幅の最小部で、その応力が最大となる節部、もしくは振動速度が最大となる出力電極部近傍で、前記電力の増加と共に、これ迄の2倍近い10W程度の電力では、急激な発熱を伴い破壊に至った。この破壊の原因は、前記の大電力の印加と共に生じる高い発熱により、圧電トランスが軟化する事でλモードの撓み振動に、圧電トランスの特性には寄与しない捩れ方向の振動モードや、蛇行方向の振動モードが重畳して発生することが原因であることが、レーザードップラー等の最新の高周波振動測定器等の解析で明かとなった。
【0013】
圧電トランスに用いる焼成直後の圧電セラミックスの自発分極の向きは、アトランダムな配列を成しているので等方性体と考えてよく、分極のため直流電界を印加すると、電界をかけた方向にわずかではあるが伸び、分極とは直角の方向には縮むのでほぼ正方晶系となり、分極処理後の磁器に共振周波数の近傍の交流電界を印加すると、元の寸法と残留歪みが付加された大きさの間の寸法を行き来することで、圧電セラミックス磁器に機械的共振が起こり、圧電トランスとして応用することができる。
【0014】
図1に示すように、長さ60mm幅12mm厚さ1.5mm程度の圧電セラミックスの両端面に、E出力電極1及びG出力電極2を付与して、前記の圧電トランスを長さ方向に2:2:1:2:2の割合となるように圧電トランスの領域が分割される。第1の領域と第5の領域は出力部である。第2の領域と第4の領域は入力部で、矢印で示すように分極の向きが180度異なる位相関係に分極してある。第3の領域は剛体部で、第2の領域より低い高電圧で、かつ第4の領域よりは高い高電圧によって分極処理されている。前記圧電トランスをドライブするには、入力端子3及び4を接続してひとまとめとし、また他の入力端子5及び6を接続して別のひとまとめとして、前記の両入力端子にドライブ信号を印加すると、E出力電極1及びG出力電極2には180度位相の異なる、高電圧の信号が同時出力される。
【0015】
図2を用いて前記の圧電トランスの分極方法について説明する。従来の圧電トランスは、プラス極とマイナス極との2極により分極を行ってきたが、本発明ではHIGH(HKV)の電界と、MIDDLE(MKV)の電界と、LOW(LKV)と、GLAND(GV)の電界の各電位を用いる事で、6端子で3極となる分極を実施することを初めて可能ならしめ、前記圧電トランスの中央部に剛体部を初めて形成する事を可能とした。
【0016】
さらに詳しく説明すると、前記の圧電セラミックスから成る圧電トランスにおいて、前記圧電トランスの厚み方向分極時のA面電極9は最も高電圧で、その裏面のB面電極10にかかる電圧はA面電極9より数KV低い高電圧で、また前記B面電極10とC面電極11は同電圧である。次にC面電極11の裏面のD面電極12にかかる電圧は、前記C面電極11より数KV低い高電圧で、また前記のD面電極12とE面電極13は同電圧である。またF面電極14にかかる電圧は0Vでアースに接続される。前記構成により分極されて成る事を特徴とするハイパワー圧電トランスを初めて得ることができた。またE出力電極1及びG出力電極2の分極は、前記の厚み方向分極が終了した後に、すべての入力電極部と剛体電極部をアースに接続して行われている。
【0017】
次に図3に示すように、長さ60mm幅12mm厚さ1.5mm程度の圧電セラミックスの表面に、表面と裏面で異なる寸法から成る電極を付与したハイパワー圧電トランスを示した。前記の圧電トランスの上表面15は、長さ方向にほぼ2:2.5:1:1.5:2に分割されていて、順に出力部16と、次に入力部17、ついで剛体部18、及び入力部19と、出力部20、の順に構成されている。また下裏面21に付与された電極は、長さ方向に2:1.5:1:2.5:2に分割されていて、順に出力部16と、次に入力部17、ついで剛体部18、及び入力部19と、次に出力部20、の順に分割されていて、上表面の電極と、下裏面の電極はその寸法比が長さ方向に正反対の寸法比となるように構成されている。
【0018】
また図3に示すハイパワー圧電トランスでも、同様に長さ方向の中央部を剛体部として用いているが、中央部では上表面のプラス極の電極と、裏面に付与されたプラス極の電極が圧電トランスの中央部で互いにぐいちに重なる事で、まわり込み分極の構成を形成しており、分極時に複雑な方向の分域を構成することにより、実駆動したハイパワードライブ時に強固な剛体部として機能することで、ハイパワードライブ時に発生する捩り方向振動モードや、蛇行方向振動モードを共に抑制する効果を発して、前記構成がロス系を小さくする方向に働き、この振動モードに起因する効果で圧電インバータ効率が15W程度のドライブ時に90%ないし95%という高効率を初めて実現した。また圧電トランスの温度上昇も、室温プラス10度程度の温度で飽和した。
【0019】
以上のように構成された、高効率構成のハイパワー圧電トランスによる圧電インバータを、液晶テレビのフラットパネルディスプレイ等に用いられる大型冷陰極放電灯の両端が、前記圧電トランスの出力のG面電極及び前記G面電極と180度出力位相の異なるH面電極の出力部にそれぞれ高圧線等を介して接続される事により、前記フラットパネルディスプレイ部の発熱が低温度で飽和するという効果を発して、ディスプレイ部の発熱による映像への影響が皆無になるという効果を奏した。
【0020】
また同様に、フラットパネルディスプレイ等に用いられる複数個の直列接続された大型冷陰極放電灯の入力部及び出力部に前記圧電トランスの出力のG面電極及び前記G極面と180度出力位相の異なるH面電極の出力部がそれぞれ高圧線等を介して接続された事により、前記フラットパネルディスプレイ部の発熱が低温度で飽和するという効果を発して、ディスプレイ部の発熱による映像への影響が皆無になるという効果を奏した。
【0021】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。従来の圧電インバータは電磁波を発生せず、小型・軽量である特徴を有したため、小型・携帯機器やイオナイザー等の健康機器、あるいは15インチないし17インチ程度を最大とする、パーソナルコンピュータ向けのインバータとして多用されてきたが、主に3Wないし大きくても5W迄の出力用インバータとして用いられてきた。現状の圧電インバータは、10W程度の電力では、高い発熱を発生して、出力低下や効率低下などをともない、また電力増加と共に熱暴走しはじめて、ついには破壊するという、出力ワット数の限界を超えられないという問題を有していた。
【0022】
本発明では、この原因が大電力駆動時に生じる高い発熱により、圧電トランスが軟化することでλモードの撓み振動に、圧電トランスの特性には寄与しない、捩れ方向の振動モードや、蛇行方向の振動モードが、重畳して発生することなどの原因によっていることが、レーザードップラーなどを用いた振動解析で明らかにできた。
【0023】
λモードで駆動される圧電トランスの中央部に剛体部を設けると、捩れ方向の振動モードの発生や、蛇行方向の振動モードの発生が皆無となった。また15Wの電力駆動時の温度上昇も、室温プラス10度程度の温度で飽和した。さらにこの圧電トランスを用いた圧電インバータ効率は、90%ないし95%という高効率を初めて実現した。また前記圧電トランスは高効率で温度上昇が低いので、液晶ディスプレイ部の発熱による映像への影響が皆無になるという効果を奏した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によって成る圧電セラミックストランスの斜視図である。
【図2】本発明によって成る圧電セラミックストランスの分極時の実態配線図である。
【図3】本発明によって成る別の実施例の圧電セラミックストランスの側面図である。
【符号の説明】
1 E出力電極
2 G出力電極
3、4、5、6 入力端子
7、8 出力端子
9 A面電極
10 B面電極
11 C面電極
12 D面電極
13 E面電極
14 F面電極
15 上表面
16、20 出力部
17、19 入力部
21 下裏面
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device for driving a large-sized cold cathode discharge tube of a piezoelectric inverter mainly using a piezoelectric transformer as a boosting means, which is used for a liquid crystal backlight or the like.
[0002]
[Prior art]
In conventional piezoelectric inverters, piezoelectric inverters having an output of about 3 W and a wattage of up to about 15 to 17 inches in backlight size of liquid crystal have been developed and put into practical use.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
For conventional piezoelectric inverters, cold-cathode discharge tubes with a diameter of about 2 mm and a length of about 250 mm have been developed mainly for notebook computers of about 15 inches to 17 inches with an output specification of about 3 W and practical use. In addition to this, recently, the large display market such as the television market has more than doubled compared to the previous year, and the market of the 30-inch and 40-inch large-sized liquid crystal televisions has expanded dramatically.
[0004]
Therefore, the output of the piezoelectric inverter is required to be increased. However, the output is required to be increased from 12 W to 15 W which is 4 to 5 times higher than the high voltage output or the large current output. However, the current piezoelectric inverter generates a large amount of heat with the increase in power, resulting in a decrease in output and efficiency. When the output exceeds 3 W to 5 W, the piezoelectric transformer thermally runs away and eventually breaks down. There was a problem that the limit could not be exceeded.
[0005]
The present invention focuses on the secondary mode (λ mode) of a piezoelectric transformer, and can generate a power five times or more higher than before, and can increase the drive frequency from a relatively high drive frequency of 80 KHz to 120 KHz. By realizing a low drive frequency of about 50 KHz, which is half the value, it is possible to suppress leakage current and output a high wattage of 15 W or more, which is more than 5 times the output wattage. The purpose of the present invention is to provide a new piezoelectric inverter that exceeds the limit of inverter performance.
[0006]
[Means for solving the problem]
In order to achieve the above object, a piezoelectric inverter using the piezoelectric transformer of the present invention is a small-sized, high-output, low-drive-frequency piezoelectric using a primary mode (1/2 wavelength) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-332315. It focuses on transformers.
[0007]
In the piezoelectric transformer, the piezoelectric transformer has a piezoelectric transformer formed of three regions: an output portion serving as a first region, an input portion serving as a second region, and a rigid portion serving as a third region. As a result, the weak point of power-up, the maximum polarization point in the length direction, the maximum stress point during polarization of the thickness direction polarization section, and the maximum stress point generated next to the drive overlap like a conventional ceramic transformer. Without any problem, the invention configured at another position succeeded in practically increasing the power by about several watts in the primary mode (1/2 wavelength) drive in which the output accompanying the power was impossible.
[0008]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-332315 discloses a piezoelectric transformer using a primary mode (1/2 wavelength) and a piezoelectric transformer which is polarized by changing the polarization direction of an output portion of the piezoelectric transformer by 180 °. A high voltage having a 180 ° phase difference is generated at a plurality of output units of the piezoelectric transformer used as a set.
[0009]
A cold cathode discharge tube used for a large display of about 40 inches has, for example, a diameter of 3 mm and a length of about 580 mm, a stable discharge voltage of 3500 Vp-p, and a tube current of 17 mAp-p. The power is 7 to 8W. If the output section of the set of piezoelectric transformers is connected to and driven at both ends of the discharge tube, a positive high voltage and a negative high voltage are applied to both ends of the discharge tube of the long tube. Thus, the desired 28000 cd / m 2 could be output at a high voltage of about 1/2 the conventional value.
[0010]
However, when multiple piezoelectric transformers are used, the resonance frequency and resonance impedance are slightly different, so a sideband wave due to the difference frequency is generated, which becomes a beat, which generates electrical noise and oscillates, resulting in unstable drive. It became.
[0011]
For the reasons described above, in a piezoelectric transformer configuration using a plurality of primary modes (1/2 wavelength), it is necessary to select and combine piezoelectric transformers having the same characteristics from among a large number of piezoelectric transformers. Is large. Therefore, it is necessary to realize a high voltage output, a large current output, and a large power drive with one piezoelectric transformer configuration.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings. Conventional piezoelectric transformers used in piezoelectric inverters have driven the piezoelectric transformer with electric power of about 3 W to 5 W. When driven with more power, at the boundary between the thickness direction polarization and the length direction polarization, or at the minimum portion of the vibration amplitude, at the node where the stress is maximum, or near the output electrode portion where the vibration speed is maximum, With the increase of the power, the power of about 10 W, which is almost twice as much as before, causes rapid heat generation and breaks down. The cause of this destruction is that the piezoelectric transformer is softened by the high heat generated by the application of the large electric power, and the piezoelectric transformer is softened, thereby causing the λ mode bending vibration, the torsional vibration mode which does not contribute to the characteristics of the piezoelectric transformer, and the meandering vibration mode. Analysis of the latest high-frequency vibration measuring instruments such as laser Doppler revealed that the vibration mode was caused by superposition.
[0013]
The direction of spontaneous polarization of the piezoelectric ceramic immediately after firing used for the piezoelectric transformer may be considered to be isotropic because it forms an at random arrangement. Although slightly expanded, it contracts in the direction perpendicular to the polarization, so it becomes almost tetragonal.When an AC electric field near the resonance frequency is applied to the polarized porcelain, the original dimensions and the residual strain are added. By switching back and forth between dimensions, mechanical resonance occurs in the piezoelectric ceramic porcelain, so that it can be applied as a piezoelectric transformer.
[0014]
As shown in FIG. 1, an E output electrode 1 and a G output electrode 2 are provided on both end surfaces of a piezoelectric ceramic having a length of 60 mm, a width of 12 mm and a thickness of about 1.5 mm, and the piezoelectric transformer is moved in the longitudinal direction by 2 mm. : 2: 1: 2: 2, the area of the piezoelectric transformer is divided. The first area and the fifth area are output units. The second region and the fourth region are input portions, and are polarized in a phase relationship in which the directions of polarization differ by 180 degrees as indicated by arrows. The third region is a rigid body, which is polarized by a high voltage lower than that of the second region and by a high voltage higher than that of the fourth region. To drive the piezoelectric transformer, the input terminals 3 and 4 are connected to form a group, and the other input terminals 5 and 6 are connected to form another group, and a drive signal is applied to both input terminals. A high voltage signal having a phase difference of 180 degrees is simultaneously output to the E output electrode 1 and the G output electrode 2.
[0015]
The method of polarizing the piezoelectric transformer will be described with reference to FIG. In the conventional piezoelectric transformer, polarization has been performed with two poles, a plus pole and a minus pole. In the present invention, a HIGH (HKV) electric field, a MIDDLE (MKV) electric field, a LOW (LKV), and a GLAND ( By using each potential of the electric field of GV), it is possible for the first time to implement three-pole polarization with six terminals, and to form a rigid part in the center of the piezoelectric transformer for the first time.
[0016]
More specifically, in the piezoelectric transformer made of the piezoelectric ceramics, the A-side electrode 9 at the time of polarization in the thickness direction of the piezoelectric transformer has the highest voltage, and the voltage applied to the B-side electrode 10 on the back surface is higher than that of the A-side electrode 9. The B-side electrode 10 and the C-side electrode 11 have the same voltage at a high voltage several KV lower. Next, the voltage applied to the D-side electrode 12 on the back surface of the C-side electrode 11 is a high voltage lower than the C-side electrode 11 by several KV, and the D-side electrode 12 and the E-side electrode 13 have the same voltage. The voltage applied to the F-plane electrode 14 is 0 V and is connected to the ground. For the first time, a high-power piezoelectric transformer characterized by being polarized by the above configuration was obtained. The polarization of the E output electrode 1 and the G output electrode 2 is performed by connecting all the input electrode portions and the rigid body electrode portions to the ground after the completion of the above-mentioned thickness direction polarization.
[0017]
Next, as shown in FIG. 3, there is shown a high-power piezoelectric transformer in which electrodes having different dimensions are provided on the front and back surfaces of a piezoelectric ceramic having a length of about 60 mm, a width of about 12 mm, and a thickness of about 1.5 mm. The upper surface 15 of the piezoelectric transformer is divided in the length direction into approximately 2: 2.5: 1: 1.5: 2, and the output part 16, the input part 17, and the rigid part 18 are arranged in this order. , And an input unit 19 and an output unit 20 in this order. Further, the electrodes provided on the lower back surface 21 are divided into 2: 1.5: 1: 2.5: 2 in the length direction, and the output unit 16, the input unit 17, and the rigid unit 18 are arranged in this order. , And the input unit 19, and then the output unit 20, and the upper surface electrode and the lower surface electrode are configured such that their dimensional ratios are diametrically opposite in the length direction. I have.
[0018]
Also in the high-power piezoelectric transformer shown in FIG. 3, the central part in the length direction is similarly used as the rigid part, but the central part has a positive electrode on the upper surface and a positive electrode provided on the rear surface. The central part of the piezoelectric transformer overlaps with each other to form a wraparound polarization structure, and by forming a domain in a complicated direction during polarization, a rigid body part that is strong at the time of high power drive actually driven By functioning as, the torsional vibration mode and the meandering vibration mode that occur during high power driving have the effect of suppressing both, and the configuration works in the direction of reducing the loss system, and the effect due to this vibration mode For the first time, a high efficiency of 90% to 95% has been realized when driving with a piezoelectric inverter efficiency of about 15W. Also, the temperature rise of the piezoelectric transformer was saturated at room temperature plus about 10 degrees.
[0019]
A piezoelectric inverter using a high-power piezoelectric transformer having a high-efficiency configuration, configured as described above, has both ends of a large cold-cathode discharge lamp used for a flat panel display of a liquid crystal television, etc. By being connected to the output section of the H-plane electrode having a 180-degree output phase different from that of the G-plane electrode via a high-voltage line or the like, an effect is obtained in that the heat generated by the flat panel display section is saturated at a low temperature, This has the effect that the heat generated by the display unit has no effect on the image.
[0020]
Similarly, a plurality of series-connected large-sized cold cathode discharge lamps used in a flat panel display and the like have input and output portions each having a G-plane electrode of the output of the piezoelectric transformer and a 180-degree output phase with the G-polar face. Since the output portions of the different H-plane electrodes are connected to each other via a high-voltage line or the like, the effect that the heat of the flat panel display portion is saturated at a low temperature is produced, and the influence of the heat generation of the display portion on the image is reduced. This has the effect of eliminating everything.
[0021]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects. Conventional piezoelectric inverters do not generate electromagnetic waves and have the characteristics of being small and lightweight, so they are small, portable devices and health devices such as ionizers, or inverters for personal computers with a maximum size of about 15 to 17 inches. Although it has been frequently used, it has been mainly used as an inverter for output up to 3 W or at most 5 W. The current piezoelectric inverter exceeds the limit of output wattage, which generates high heat with power of about 10 W, causes a decrease in output and efficiency, etc., and begins to run away with heat and eventually breaks down. Had the problem of not being able to do so.
[0022]
In the present invention, the high heat generated during high power driving causes the piezoelectric transformer to soften, thereby causing the λ mode bending vibration to have no effect on the characteristics of the piezoelectric transformer, such as a torsional vibration mode or a meandering vibration mode. Vibration analysis using a laser Doppler, etc., revealed that the modes were caused by superposition, etc.
[0023]
By providing a rigid body at the center of the piezoelectric transformer driven in the λ mode, there was no occurrence of a torsional vibration mode or a meandering vibration mode. Further, the temperature rise at the time of 15 W power drive was saturated at a temperature of room temperature plus about 10 degrees. Furthermore, the efficiency of the piezoelectric inverter using this piezoelectric transformer is as high as 90% to 95% for the first time. Further, since the piezoelectric transformer has high efficiency and a low temperature rise, there is an effect that the heat generated by the liquid crystal display unit has no effect on the image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a piezoelectric ceramic transformer according to the present invention.
FIG. 2 is an actual wiring diagram of the piezoelectric ceramic transformer according to the present invention at the time of polarization.
FIG. 3 is a side view of a piezoelectric ceramic transformer according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 E output electrode 2 G output electrode 3, 4, 5, 6 Input terminal 7, 8 Output terminal 9 A surface electrode 10 B surface electrode 11 C surface electrode 12 D surface electrode 13 E surface electrode 14 F surface electrode 15 Upper surface 16 , 20 Output unit 17, 19 Input unit 21 Lower back

Claims (8)

圧電セラミックスから成る圧電トランスにおいて、前記圧電トランスの長手方向に2次モード(λ波長)で共振する圧電トランスが、第1の領域及び第5の領域となる出力部と、第2の領域及び第4の領域となる入力部と、第3の領域となる剛体部の、前記の5領域から構成されて成り、各領域は長手方向に、ほぼ2:2:1:2:2の割合で分割されて構成された事を特徴とするハイパワー圧電トランス。In a piezoelectric transformer made of piezoelectric ceramics, a piezoelectric transformer that resonates in a secondary mode (λ wavelength) in a longitudinal direction of the piezoelectric transformer includes an output section serving as a first area and a fifth area, and an output section serving as a second area and a fifth area. The input area, which is an area 4, and the rigid area, which is a third area, are composed of the above-mentioned five areas. Each area is divided in the longitudinal direction at a ratio of approximately 2: 2: 1: 2: 2. A high-power piezoelectric transformer characterized by being configured. 圧電セラミックスから成る圧電トランスにおいて、前記圧電トランスの中央部に剛体部を構成することにより、ハイパワードライブ時に誘発される捩り方向振動モードを抑制して、ロス系を小さくすることにより、高効率圧電トランス構成としたことを特徴とするハイパワー圧電トランス。In a piezoelectric transformer made of piezoelectric ceramics, a rigid body is formed at the center of the piezoelectric transformer, thereby suppressing a torsional vibration mode induced at the time of high power drive and reducing a loss system, thereby achieving a high efficiency piezoelectric transformer. A high-power piezoelectric transformer having a transformer configuration. 圧電セラミックスから成る圧電トランスにおいて、前記圧電トランスの中央部に剛体部を構成することにより、ハイパワードライブ時に誘発される蛇行方向振動モードを抑制して、ロス系を小さくすることにより、高効率圧電トランス構成としたことを特徴とするハイパワー圧電トランス。In a piezoelectric transformer made of piezoelectric ceramics, a rigid body is formed at the center of the piezoelectric transformer, thereby suppressing a meandering vibration mode induced at the time of high power driving and reducing a loss system, thereby achieving a high efficiency piezoelectric transformer. A high-power piezoelectric transformer having a transformer configuration. 圧電セラミックスから成る圧電トランスにおいて、前記圧電トランスの厚み方向分極時のA面電極は最も高電圧で、その裏面のB面電極にかかる電圧はA面電極より数KV低い高電圧で、また前記B面電極とC面電極は同電圧である。次にC面電極の裏面のD面電極にかかる電圧は、前記C面電極より数KV低い高電圧で、また前記のD面電極とE面電極は同電圧である。またF面電極にかかる電圧は0Vでアースに接続される。前記構成により分極されて成る事を特徴とするハイパワー圧電トランス。In the piezoelectric transformer made of piezoelectric ceramics, the A-side electrode at the time of polarization in the thickness direction of the piezoelectric transformer has the highest voltage, and the voltage applied to the B-side electrode on the back surface is a high voltage several kV lower than the A-side electrode. The plane electrode and the C plane electrode have the same voltage. Next, the voltage applied to the D-surface electrode on the back surface of the C-surface electrode is a high voltage several KV lower than that of the C-surface electrode, and the D-surface electrode and the E-surface electrode are at the same voltage. The voltage applied to the F-plane electrode is 0 V and is connected to the ground. A high power piezoelectric transformer characterized by being polarized by the above configuration. フラットパネルディスプレイ等に用いられる大型冷陰極放電灯の両端に、圧電トランスのG面電極及び前記G面電極と180度位相の異なるH面電極がそれぞれ高圧線等を介して接続された事を特徴とするハイパワー圧電トランス。The G-side electrodes of the piezoelectric transformer and the H-side electrodes 180 degrees out of phase with the G-side electrodes are connected to each end of a large cold cathode discharge lamp used for a flat panel display or the like via a high-voltage line or the like. A high power piezoelectric transformer. フラットパネルディスプレイ等に用いられる複数の直列接続された大型冷陰極放電灯の入力部及び出力部に圧電トランスのG面電極及び前記G極面と180度位相の異なるH面電極がそれぞれ高圧線等を介して接続された事を特徴とするハイパワー圧電トランス。A G-plane electrode of a piezoelectric transformer and an H-plane electrode 180 ° out of phase with the G-pole surface are provided at input and output portions of a plurality of serially connected large-sized cold cathode discharge lamps used for a flat panel display or the like, respectively. A high-power piezoelectric transformer characterized by being connected via a. 圧電セラミックスから成る圧電トランスが、圧電トランスの表面に上表面と下裏面で異なる寸法比から成る電極を付与されて構成された事を特徴とするハイパワー圧電トランスA high-power piezoelectric transformer, characterized in that a piezoelectric transformer made of piezoelectric ceramics is configured by providing electrodes having different dimensional ratios on the upper surface and the lower surface on the surface of the piezoelectric transformer. 圧電トランスの上表面は、長さ方向にほぼ2:2.5:1:1.5:2に分割されて、順に出力部と次に入力部ついで剛体部及び入力部と続いて出力部の順に構成され、また下裏面は長さ方向にほぼ2:1.5:1:2.5:2に分割されて、順に出力部と次に入力部ついで剛体部及び入力部と続いて出力部の順に構成されたことを特徴とする請求項7記載のハイパワー圧電トランス。The upper surface of the piezoelectric transformer is divided into approximately 2: 2.5: 1: 1.5: 2 in the longitudinal direction, and the output part, the input part, the rigid body part, the input part, and the output part are successively arranged. The lower back surface is divided into approximately 2: 1.5: 1: 2.5: 2 in the longitudinal direction, and the output section is next to the input section, then the rigid section and the input section, and then the output section. 8. The high-power piezoelectric transformer according to claim 7, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101086473B (en) * 2006-06-08 2010-09-29 希森美康株式会社 Reagent for sample analysis, kit for sample analysis and method for sample analysis

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