JP2005129475A - High power piezo-electric transformer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem; as to a lighting device used for a liquid crystal backlight, which uses a piezo-electric inverter having a piezo-electric transformer as a voltage boosting means, and mainly drives a large-sized cold cathode discharge tube, since conventional piezo-electric inverters are mostly ones with applied power of about 3 W, and if more than 5 W is applied, generation of high heat and thermal runaway are caused and the piezo-electric inverter is eventually broken, the limit of output wattage has not been exceeded. <P>SOLUTION: An oscillation mode in a twisting direction generated during high power drive, and an oscillation mode in a meandering direction are completely prevented from being generated by making a rigid part comprising a non-polarized part in the center part of this piezo-electric transformer. Thereby, this highly efficient, light, and thin high power piezo-electric transformer wherein rise of its temperature is saturated at low temperatures can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

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

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。  The present invention relates to a lighting device mainly used for driving a large-sized cold cathode discharge tube of a piezoelectric inverter using a piezoelectric transformer as a boosting means, which is used for a liquid crystal backlight or the like.

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。  In a conventional piezoelectric inverter, a piezoelectric inverter having an output of about 3 W and a maximum wattage of about 15 inches to 17 inches in a liquid crystal backlight size has been developed and put into practical use.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

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、これに加えて最近液晶テレビ市場などの大型液晶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。  In the conventional piezoelectric inverter, a cold cathode discharge tube having a diameter of about 2 mm and a length of about 250 mm has been developed and practically used for notebook computers of about 15 to 17 inches with an output specification of about 3 W. However, in addition to this, recently, the large liquid crystal display market such as the liquid crystal television market has more than doubled compared to the previous year, and the market for 30-inch and 40-inch large-sized liquid crystal televisions has expanded dramatically. .

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程度以上の、あるいはこれまでの6〜10倍程度以上の18Wから30W程度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大きな問題を有していた。  For this reason, it is required to increase the output of the piezoelectric inverter, but the high voltage output or the large current output is 4 to 5 times the current 12W to about 15W or more, or about 6 to 10 times or more the current 18W. Therefore, an output increase of about 30 W is required. However, current piezoelectric inverters generate high heat with high power, resulting in reduced output and reduced efficiency. If the power exceeds 3W to 5W, the piezoelectric transformer will eventually break down and eventually break down. There was a big problem that the limit could not be exceeded.

本発明は、圧電トランスの2次モード(λモード)及びそれ以上の高い周波数モードに着目して、これまでの4〜5倍から10倍前後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40〜50KHz前後の低いドライブ周波数を実現することで、リーク電流を抑え、かつ出力ワット数を例えば6倍〜10倍の18W以上で30W前後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。  The present invention pays attention to the secondary mode (λ mode) and higher frequency modes of the piezoelectric transformer, and can generate high power of about 4 to 5 times, and drive frequency can be increased. By realizing a low drive frequency of about 40-50 KHz, which is a half value of a relatively high drive frequency, from 80 KHz to 120 KHz, the leakage current is suppressed and the output wattage is, for example, 6 W to 10 times 18 W or more An object of the present invention is to provide a novel piezoelectric inverter that is capable of outputting a high wattage of around 30 W and that exceeds the limit of conventional piezoelectric inverter performance.

課題を解決する為の手段Means to solve the problem

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。  In order to achieve the above object, a piezoelectric inverter using the piezoelectric transformer of the present invention is a small, high output and low drive frequency piezoelectric device using the primary mode (1/2 wavelength) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-332315. It focuses on the transformer.

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、従来の圧電セラミックストランスのように重畳する事なく、別位置に構成する発明により、パワーの伴う出力が圧電トランスの破壊で不可能であった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。  In the piezoelectric transformer, the piezoelectric transformer is composed of three regions, that is, an output unit serving as a first region, an input unit serving as a second region, and a rigid body serving as a third region. As a conventional piezoelectric ceramic transformer, the polarization point in the length direction, the stress maximum point at the time of polarization of the thickness direction polarization part, and the stress maximum point generated next to the drive, which are the weak points of power-up, By the invention configured in a different position without superimposing, it is possible to increase the practical power up to about several watts by the primary mode (1/2 wavelength) drive, in which output with power was impossible due to destruction of the piezoelectric transformer. It is a success.

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。  Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-332315 discloses a piezoelectric transformer using a primary mode (1/2 wavelength) and a piezoelectric transformer polarized by changing the polarization direction of the output portion of the piezoelectric transformer by 180 °. High voltages with different phases of 180 ° are generated at a plurality of output portions of the piezoelectric transformer used as a set.

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3〜4mmで、長さが580mmないし1.2m程度に及ぶものもあり、安定放電電圧が例えば3500Vp−pで管電流は17mAp−pないしその数倍に及ぶ出力仕様で、実用電力は12〜15Wないし18〜30W程度となる。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同時かつ同期して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例えば28000cd/mを出力することができた。Cold cathode discharge tubes used for large displays of about 40 inches have a diameter of 3 to 4 mm and a length of about 580 mm to 1.2 m, for example, a stable discharge voltage of 3500 Vp-p and a tube current of With an output specification ranging from 17 mAp-p to several times, practical power is about 12-15 W to 18-30 W. When driving by connecting the output part of the pair of piezoelectric transformers to both ends of the discharge tube, a positive high voltage and a negative high voltage are applied simultaneously and synchronously to both ends of the discharge tube of the long tube. Therefore, for example, a target of 28000 cd / m 2 can be output at a high voltage of about ½ of the conventional value.

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ピ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。  However, when multiple piezoelectric transformers are used, the resonance frequency and resonance impedance are slightly different, so sidebands caused by the difference frequency are generated, resulting in beats and electrical noise, resulting in oscillation, which makes the drive unstable. It was.

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内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。  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. Caused the disadvantage of large. Therefore, it is necessary to realize a high voltage output, a large current output, and a large power drive with a single piezoelectric transformer configuration.

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、瞬時に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。  Embodiments of the invention will be described based on examples with reference to the drawings. Piezoelectric transformers that have been used in conventional piezoelectric inverters have driven the piezoelectric transformer with a power of about 3W to 5W. When driving with more power, at the boundary between thickness direction polarization and length direction polarization, or at the minimum vibration amplitude, at the node where the stress is maximum, or near the output electrode where the vibration speed is maximum, Along with the increase of the electric power, the electric power of about 10 W, which is nearly twice as much as before, suddenly generated heat and led to destruction. The cause of this destruction is that the piezoelectric transformer is softened due to the high heat generated by the application of the above-mentioned high power, so that the vibration mode in the torsional direction and the meandering direction do not contribute to the characteristics of the piezoelectric transformer due to the soft vibration of the λ mode. It is clear from the analysis of the latest high-frequency vibration measuring instruments such as laser Doppler that the cause is that the vibration modes of the above occur.

またさらに圧電セラミックスから成る圧電トランスの周波数−インピーダンス特性は、例えば長さ63mm、幅15mm、厚さ1.2mmの圧電トランスでは、1次モードが約50KHz−10Ωの特性となり、2次モードが約120KHz−5Ωの特性で、3次モードが約180KHz−30Ωとなる特性を得た。またさらに高次には、幅方向振動と厚み方向振動の共振点が存する。前記の圧電トランスを、50KHzのファンダメンタル成分でドライブすると、前段のFET等のドライブ波形にもよるが、前記したように低インピーダンスの2次モードが約倍周波数にあって、そのインピーダンスが5Ω前後と低インピーダンスの為、前記2次モードを主とする高次モードが無視できない大きさで、重畳してドライブされるところとなり、圧電トランスは複雑な振動姿態を示して、前記圧電トランスの温度上昇は瞬時に70〜80℃に上った。  Furthermore, the frequency-impedance characteristics of a piezoelectric transformer made of piezoelectric ceramics are, for example, a characteristic with a primary mode of about 50 KHz-10Ω in a piezoelectric transformer having a length of 63 mm, a width of 15 mm, and a thickness of 1.2 mm. With the characteristic of 120 KHz-5Ω, the characteristic in which the third mode is about 180 KHz-30Ω was obtained. In a higher order, there are resonance points of width direction vibration and thickness direction vibration. When the piezoelectric transformer is driven with a 50 KHz fundamental component, the low-impedance secondary mode is at about double frequency as described above, and the impedance is about 5 Ω, as described above, depending on the drive waveform of the FET in the previous stage. Due to the low impedance, the higher order modes, mainly the second order mode, cannot be ignored. The piezoelectric transformer shows a complicated vibration state and the temperature rise of the piezoelectric transformer is It rose to 70-80 ° C instantly.

以上説明した、ドライブ時に生じる不要で無効な振動成分を取り除けば、ドライブ時の損失が少なくなり、圧電トランスの変換効率が高いレベルにアップして、温度上昇も低レベルのものとなる。前述の圧電トランスの高次成分を抑制して、ファンダメンタル成分での超音波領域のドライブを実現するには、ドライブ周波数となる1次モードのインピーダンスが、2次モードのインピーダンスに比べて、低インピーダンス化される必要がある。  If the unnecessary and invalid vibration components generated during driving are removed, the loss during driving is reduced, the conversion efficiency of the piezoelectric transformer is increased to a high level, and the temperature rise is also reduced to a low level. In order to suppress the high-order component of the piezoelectric transformer and realize the driving of the ultrasonic region with the fundamental component, the impedance of the primary mode as the drive frequency is lower than the impedance of the secondary mode. Need to be

この新規なる構成として、圧電セラミックスから成る圧電トランスが、複数の入力部と複数の出力部と中央部に未分極部から成る剛体部から構成されて成り、前記トランスの長さ方向の寸法と、幅方向の寸法比が、ほぼ0.2前後以下となる寸法比の、例えば長さ63mm、幅8mm、厚さ1.2mm程度の圧電トランスでは、1次モードが約50KHz−10Ωの特性となり、2次モードが約115KHz−180Ωの特性となり、3次モードが約210KHz−10Ωとなる特性を得た。またさらに高次周波数には、幅方向振動と厚み方向振動の共振点が存する。圧電トランスの長さ方向寸法と幅方向の寸法比が、ほぼ0.2前後以下となる寸法比の前記の圧電トランスをドライブしたところ、15W及び30W前後の電力駆動時の温度上昇が、室温プラス10℃〜20℃前後の温度で飽和した。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。  As this new configuration, a piezoelectric transformer made of piezoelectric ceramics is composed of a plurality of input parts, a plurality of output parts, and a rigid part consisting of an unpolarized part at the center, and the dimension in the length direction of the transformer, In a piezoelectric transformer having a dimensional ratio of about 0.2 or less in the width direction, such as a length of 63 mm, a width of 8 mm, and a thickness of about 1.2 mm, the primary mode has a characteristic of about 50 KHz-10Ω, The secondary mode has a characteristic of about 115 KHz-180Ω, and the third mode has a characteristic of about 210 KHz-10Ω. Furthermore, resonance points of width direction vibration and thickness direction vibration exist at higher order frequencies. When the piezoelectric transformer having a dimensional ratio of about 0.2 or less in the length direction and width direction of the piezoelectric transformer is driven, the temperature rise during power driving of about 15 W and about 30 W increases to room temperature plus Saturated at a temperature around 10 ° C to 20 ° C. Furthermore, the piezoelectric inverter efficiency using this piezoelectric transformer is the first to realize a high efficiency of 90% to 95%.

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。  The direction of spontaneous polarization of piezoelectric ceramics used for piezoelectric transformers immediately after firing is considered to be an isotropic body because they are arranged at random, and when a DC electric field is applied for polarization, the direction of the applied electric field is Although slightly extended and contracted in a direction perpendicular to the polarization, it becomes almost tetragonal, and when an alternating electric field near the resonance frequency is applied to the porcelain after polarization treatment, the original dimensions and residual strain are added. By going back and forth between these dimensions, mechanical resonance occurs in the piezoelectric ceramic porcelain, and it can be applied as a piezoelectric transformer.

図1に示すように、例えば長さ63mm幅10mm厚さ1.2mm程度の圧電セラミックスの両端面に、E面電極1及びG面電極2を付与した、前記の圧電トランスを長さ方向にほぼ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。矢印で示すように左側と右側では、分極の向きが180度異なる位相関係に分極してある。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の領域は剛体部で未分極部となっている。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、前記のひとまとめとした両入力端子にドライブ信号を印加すると、E面電極1及びG面電極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。  As shown in FIG. 1, for example, the piezoelectric transformer in which the E-plane electrode 1 and the G-plane electrode 2 are provided on both end faces of a piezoelectric ceramic having a length of 63 mm, a width of 10 mm, and a thickness of about 1.2 mm is substantially in the length direction. The region of the piezoelectric transformer is divided so as to have a ratio of 2: 2: 1: 2: 2. The first area and the fifth area are output units. As indicated by the arrows, the left and right sides are polarized in a phase relationship that is 180 degrees different in polarization direction. 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 part that is an unpolarized part. In order to drive the piezoelectric transformer, the input terminals 3 and 4 are connected together, and the other input terminals 5 and 6 are connected together as another group. When applied, the E plane electrode 1 and the G plane electrode 2 simultaneously output high voltage signals having a phase difference of 180 degrees.

以上の構成によって成る圧電セラミックスから成る圧電トランスは、超音波振動励振の中央部が、未分極で振動せず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も、18Wないし30W程度の大電力ドライブ時においても共に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〜20度程度の温度上昇で飽和に達した。  The piezoelectric transformer made of piezoelectric ceramics having the above-described configuration is a torsional direction vibration mode generated at the time of high power drive, because the central part of the ultrasonic vibration excitation functions as a rigid part that is not polarized and does not vibrate, Both the meandering direction vibration mode is suppressed and the configuration works in the direction of reducing the loss system. Due to the effect of this vibration mode, the piezoelectric inverter efficiency is as high as about 18 W to 30 W even when driving at about 15 W. For the first time, high efficiency of 90% to 95% was achieved in both cases. Also, the temperature rise of the piezoelectric transformer reached saturation with a temperature rise of room temperature plus 10 to 20 degrees.

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の内部に用いられている大型冷陰極放電灯の入−出力端に、前記圧電トランスの出力部のG面電極及び前記G面電極と180度出力位相の異なるH面電極の各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、プラス方向の高電圧とマイナス方向の高電圧が、同期して同時に出力される効果で、通常の1/2の電圧値でのドライブが可能となり、かつ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。  A piezoelectric inverter using a high-power piezoelectric transformer having a high-efficiency configuration configured as described above is connected to the input-output terminal of a large-sized cold cathode discharge lamp used inside a flat panel display of a liquid crystal television. The high-voltage in the positive direction and the high voltage in the negative direction are respectively connected to the G-plane electrode of the output portion and the output portions of the H-plane electrode having a 180-degree output phase different from that of the G-plane electrode through high-voltage lines. Due to the effect that the voltage is output simultaneously in synchronism, the display unit can be driven with a normal voltage value of 1/2, and the heat generated in the flat panel display unit is saturated at a low temperature. There was an effect that the influence of the fever on the image was completely eliminated.

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。  Similarly, the input and output portions of a plurality of large-sized cold cathode discharge lamps connected in series used in a flat panel display or the like have a G-phase electrode of the output of the piezoelectric transformer and the G-pole surface and a 180-degree output phase. Since the output parts of different H-plane electrodes are connected via high-voltage lines, etc., the heat generated in the flat panel display part is saturated at a low temperature. The effect was that there was nothing.

発明の効果The invention's effect

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・軽量で低価格であり省スペース性に富むという特徴を有したため、小型・携帯機器や冷・暖房機器及び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。本発明も同様の効果を奏するが従来品は、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。前記の現状の圧電インバータは、10W程度の電力印加では、瞬時に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て、ついには破壊するという、3〜5W程度の出力ワット数の従来からの限界値を超えられないという問題を有していた。  Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. Conventional piezoelectric inverters do not generate electromagnetic waves, and are small, lightweight, inexpensive, and have good space-saving features, so they are small, portable equipment, health equipment such as cooling / heating equipment and ionizers, or 15 inches or more. It has been widely used as an inverter for personal computers with a maximum of about 17 inches. Although the present invention has the same effect, the conventional product has been mainly used as an output inverter of 3 W to 5 W at most. The above-mentioned current piezoelectric inverter generates high heat instantaneously when power is applied at about 10 W, with a decrease in output and efficiency, etc., and thermal runaway with an increase in power. There was a problem that the conventional limit value of the output wattage of about 5 W could not be exceeded.

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。In the present invention, the cause is high heat generated during high-power driving, and the piezoelectric transformer is softened to soften the λ-mode bending vibration, which does not contribute to the characteristics of the piezoelectric transformer. It has been clarified by vibration analysis using a laser Doppler that the modes are caused by superposition.

前記現象の対策として、λモードで駆動される圧電トランスの中央部に未分極部からなる剛体部を設けると、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。さらに前記の複数の入力部と複数の出力部から構成されて成り、前記圧電トランスの長さ方向寸法比と幅方向の寸法比がほぼ0.2前後以下となる寸法比から構成されたことを特徴とする圧電トランスでは、15W及び30W前後のハイパワーの電力駆動時の温度上昇も、共に室温プラス10度ないし20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、ハイパワードライブ時においても、90%ないし95%という高効率を初めて実現した。また前記の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。さらに1つの圧電トランスで、2本ないし数本の冷陰極放電管をドライブできるなどの特徴を有し、大型液晶テレビ等の量産時の経済的効果には計り知れないものがある等、多くの効果を奏するものである。As a countermeasure against the above phenomenon, when a rigid body portion made of an unpolarized portion is provided at the center of a piezoelectric transformer driven in the λ mode, generation of a vibration mode in a torsional direction or generation of a vibration mode in a meandering direction is eliminated. . Further, the piezoelectric transformer is composed of a plurality of input sections and a plurality of output sections, and is composed of a dimensional ratio in which the dimensional ratio in the length direction and the dimensional ratio in the width direction of the piezoelectric transformer is about 0.2 or less. In the characteristic piezoelectric transformer, the temperature rise during high-power driving at around 15 W and 30 W was both saturated at room temperature plus 10 to 20 degrees. Furthermore, the piezoelectric inverter efficiency using this piezoelectric transformer is the first to achieve a high efficiency of 90% to 95% even during high power drive. The piezoelectric transformer is highly efficient and has a low temperature rise, so that there is no effect on the image due to the heat generated in the liquid crystal display unit. Furthermore, one piezoelectric transformer has the feature that it can drive two or several cold cathode discharge tubes, and there are many such as immeasurable economic effects at the time of mass production of large liquid crystal televisions, etc. There is an effect.

符号の説明Explanation of symbols

1 E面電極
2 G面電極
3、4、5、6 入力端子
7、8 出力端子
1 E surface electrode 2 G surface electrode 3, 4, 5, 6 Input terminal 7, 8 Output terminal

Claims (7)

圧電セラミックスから成る圧電トランスが、複数の入力部と複数の出力部から構成されて成り、前記複数の出力部の電気位相が180度異なって成る出力部に、複数本の冷陰極放電管を接続して構成されたことを特徴とするハイパワー圧電トランス。A piezoelectric transformer made of piezoelectric ceramic is composed of a plurality of input sections and a plurality of output sections, and a plurality of cold cathode discharge tubes are connected to an output section in which the electrical phases of the plurality of output sections differ by 180 degrees. A high-power piezoelectric transformer characterized by being configured as described above. 圧電セラミックスから成る圧電トランスが、複数の入力部と複数の出力部から構成されて成り、前記圧電トランスの長さ方向寸法と、幅方向の寸法比が、ほぼ0.2前後以下となる寸法比から構成されたことを特徴とするハイパワー圧電トランス。A piezoelectric transformer made of piezoelectric ceramics is composed of a plurality of input parts and a plurality of output parts, and the dimension ratio in which the dimension in the length direction and the dimension in the width direction of the piezoelectric transformer is about 0.2 or less. A high-power piezoelectric transformer characterized by comprising 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)及びそれ以上の周波数で共振する圧電トランスが、第2の領域及び第4の領域となる入力部と、第1の領域及び第5の領域となる出力部と、第3の領域となる未分極部から成る剛体部の、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、構成されたこと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 piezoelectric transformer that resonates in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer with a second mode (λ wavelength) and a frequency higher than the second is a second region and a fourth region; The region is composed of the above-mentioned five regions, that is, an output portion serving as the first region and the fifth region, and a rigid portion composed of the unpolarized portion serving as the third region. Each region is approximately 2: 2 in the longitudinal direction. A high power piezoelectric transformer characterized in that it is divided and configured at a ratio of 1: 2: 2. 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未分極部から成る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 torsional direction vibration mode induced during high-power drive can be suppressed and a loss system can be reduced by forming a rigid body portion consisting of an unpolarized portion at the center of the piezoelectric transformer. A high-power piezoelectric transformer characterized by having a high-efficiency piezoelectric 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未分極部から成る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, by forming a rigid body portion made of an unpolarized portion at the center of the piezoelectric transformer, the meandering direction vibration mode induced at the time of high power drive is suppressed and the loss system is reduced. A high-power piezoelectric transformer characterized by having a high-efficiency piezoelectric transformer configuration. フラットパネルディスプレイ等に内蔵さ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度電気位相の異なる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-plane electrode of the piezoelectric transformer and the H-plane electrode having an electrical phase different from that of the G-plane electrode by 180 degrees are connected to both ends of a large-sized cold cathode discharge lamp built in a flat panel display or the like via high-voltage lines. High-power piezoelectric transformer characterized by フラットパネルディスプレイ等に内蔵さ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面電極と180度電気位相の異なる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-plane electrode of the piezoelectric transformer and the H-plane electrode having an electrical phase of 180 degrees different from that of the G-plane electrode at the input and output portions of a plurality of large-scale cold cathode discharge lamps built in a flat panel display or the like are respectively high pressure. A high-power piezoelectric transformer characterized by being connected via a wire or the like.
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