JP2009164092A - 高圧点灯の圧電発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧点灯に用いる圧電発振器を提供する。
【解決手段】高圧点灯に用いる圧電発振器は、圧電キャパシタンスをLC共振回路に並列して、電力出力を実行する。LC共振回路は共振を生成し、圧電キャパシタンスにより通電変形して、逆圧電効果を生成し、変形後に生成される正圧電効果と生成される正電荷は、電圧を拡大する効果を有し、これにより、消耗電力と生産コストを減少させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、高圧点灯に関するものであって、特に、高圧点灯に用いる圧電発振器に関するものである。

冷陰極蛍光ランプ（Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL）の発光原理は一般の蛍光灯と似ていて、その発光原理は、高圧電が電極端から入力された後、管内の少数の電子分子が高速で電極に衝突し、この時、二次電子の発射を生じ、放電開始時、電子と水銀原子が衝突し、水銀原子が励起されて、２５３．７nmの紫外線光を放射する。紫外光は、管壁上に塗布された蛍光粉を励起して、色温度が相対する可視光を生成する。
一般に、ディスプレイ、PDA、デジタルカメラ、及び、携帯電話に応用される以外に、液晶ディスプレイにとっては不可欠なバックライト材料の１つである。
冷陰極蛍光ランプはフィラメントを使用しないので、フィラメントが焼ける問題がない。よって、寿命が長く、この種のランプを照明光源とするものは、発光効率が高く、管径が小さく、高輝度で、熱量が少ないという長所がある。

体積が小さく、良好な電気効果を達成するため、冷陰極ランプの点灯回路は、圧電トランス（piezoelectric transformer）を採用して、コイル型昇圧トランスを代替する。
圧電トランスは体積が小さく、高電圧増益、高効率、絶縁がよい、及び、電磁干渉がないといった電気特性がある。よって、通常、圧電トランスは、高発光効率の照明システムの点灯回路に応用されて、軽薄短小、及び、好ましい電気功能を達成する。

しかし、圧電トランスに更に大きな電力を出力させるために、尺寸を大きくする以外に、最も簡単な方式は、銀電極面の面積を増大させることであるが、銀電極面の面積が大きくなると、昇圧比を低下させ、所望の出力電力増加の効果が得られなくなる。
尺寸を大きくするのは、コストが増える以外に、軽薄短小の趨勢に逆行する。

本発明は、高圧点灯に用いる圧電発振器を提供し、構造が簡単な圧電キャパシタンスとLC共振回路により、大電力出力を達成し、電力消耗と生産コストを減少させ、市場競争力を具備させることを目的とする。

本発明は、高圧点灯に用いる圧電発振器を提供し、圧電キャパシタンスはLC共振回路下の圧電効果により、オーバーロードの時、自動保護メカニズムを発揮し、故障と過熱の危険を回避することをもう１つの目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の高圧点灯に用いる圧電発振器は、超音波振動器に応用される大電力圧電振動片を、高圧点灯の安定器とインバータ中に応用して圧電キャパシタンスとし、この圧電キャパシタンスは、通電変形時に逆圧電効果を生成し、変形後に、正圧電効果を生成するので、正電荷が生成され、電圧増大の効果を有し、大電力出力を達成し、公知の圧電トランスの高電圧、小電流、及び、電力出力制限等の欠点を改善する。

本発明は、更に、圧電キャパシタンスとLC共振回路により、LC共振回路が共振する時、最適な出力功能を発揮し、オーバーロード時、圧電キャパシタンスの温度が上昇し、キャパシタンス値が大きくなり、LC共振回路が共振を生成できず、出力功能が小さくなり、自動保護功能を有する。

この他、本発明の圧電キャパシタンスとLC共振回路のほか、更に、キャパシタンス値と圧電キャパシタンスに相当する補助キャパシタンスを適合させて、LC共振回路が共振する時、圧電効果を増加させて、出力電力の最適化を達成する。

本発明により、公知の圧電トランスの高電圧、小電流、及び、電力出力制限等の欠点を改善する。

図１は、本発明の実施例による高圧点灯に用いる圧電発振器を示す図で、主に、相互に並列したキャパシタンス１０、LC共振回路２０、及び、補助キャパシタンス３０、からなる。
圧電発振器が使用するキャパシタンス１０は圧電キャパシタンスで、電気エネルギーを保存すると共に、圧電特性を有し、電力要素を調整して、電力を出力する。
通電変形時に、逆圧電効果を生成し、変形後に正圧電効果を生成する。正、逆圧電効果の転換は正電荷の生成により、電圧を増大して、電圧増大の効果を有し、大電力出力を達成する。
且つ、本実施例は、圧電キャパシタンス１０に、共振を生成するLC共振回路２０を組み合わせ、LC共振回路２０が共振する時、最適な出力効果を生成する。

圧電キャパシタンス１０のキャパシタンス値は主に、温度の影響を受けるので、定電流の状況下で、出力電圧が変化し、本実施例は、補助キャパシタンス３０と変圧キャパシタンス１０を適合させ、補助キャパシタンス３０のキャパシタンス値と変圧キャパシタンス１０のキャパシタンス値は同じで、充電を補助し、圧電効果が出力電力の最適化を達成する。
点灯時、電圧は瞬時に高くなり、点灯終了後、キャパシタンス値は適当な適合を施すので、出力は圧電効果により調整し、余分な電力消耗を減少させる。

図２で示されるように、本実施例の圧電キャパシタンス１０は、圧電材質により円板基材１１を製作し、更に、銀ゲル、銅ペースト、或いは、ニッケルペーストにより同様に円形の導電層１２、１３を円板基材１１の全体、或いは、一部の上表面と下表面に製作して、圧電キャパシタンス１０の両極を構成し、導電層１２、１３外側は、それぞれ、電極ピン１２１、１３１を溶接して、LC共振回路２０を連接する。
本実施例中、一つの圧電キャパシタンス１０を使用し、７０ワットの電力を出力することができ、ハーフブリッジの共振回路を使用するだけでよいので、生産コストを減少させることができる。もちろん、フルブリッジの共振回路を使用する場合でも、更に高い電力の出力が可能である。
更に、この圧電キャパシタンス１０はL抵抗型のLC共振回路を使用すると、自動保護功能を有し、オーバーロード時に、キャパシタンス値の増加により共振出力が変化し、出力電力が低くなり、温度が低下する。圧電キャパシタンス１０は圧電特性を有するので、一旦、オーバーロードになると、温度が上昇し、キャパシタンス値が大きくなり、LC共振回路内部のキャパシタンス値が変化し、共振が生成できず、出力効果が小さくなって、ランプも暗くなり、これにより、故障と過熱の危険を減少させる。

この他、図３で示されるように、本発明のもう1つの実施例は、ワイヤ５０により上下連接する二個の圧電キャパシタンス１０、４０を使用し、実務上、圧電キャパシタンスは直列でも並列でもよく、それぞれ、一組の円板基材１１と対応する二導電層１２、１３（圧電キャパシタンス１０、４０の構造は相同であるので、圧電キャパシタンス１０を代表とする）を有する。
キャパシタンス値が高くなり、インダクタンス値も増加するので、共振後に生成される電力も大きくなり、１００ワット出力することができ、温度も３０℃を維持することができる。これは、本実施例の圧電キャパシタンスが公知の圧電トランスより、倍増した電力出力が可能であり、且つ、過熱問題がないことを意味する。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明の実施例による高圧点灯に用いる圧電発振器を示す図である。 本発明の実施例による圧電キャパシタンスを示す図である。 本発明のもう1つの実施例による圧電キャパシタンスを示す図である。

符号の説明

１０ 圧電キャパシタンス
１１ 円板基材
１２ 導電層
１２１ 電極ピン
１３ 導電層
１３１ 電極ピン
２０ LC共振回路
３０ 補助キャパシタンス
４０ 圧電キャパシタンス
５０ ワイヤ

Claims (8)

1. 高圧点灯に用いる圧電発振器であって、キャパシタンスとLC共振回路とからなり、その特徴は、
   前記キャパシタンスは圧電キャパシタンスで、前記LC共振回路と並列され、前記圧電キャパシタンスは、
   圧電材質で、上表面と下表面を有する円板基材と、
   それぞれ、前記円板基材の上表面と下表面に形成され、前記圧電キャパシタンスの両極を形成する二導電層と、
   からなることを特徴とする高圧点灯に用いる圧電発振器。
2. 補助キャパシタンスを有し、前記圧電キャパシタンスと前記LC共振回路の間に並列されることを特徴とする請求項１に記載の高圧点灯に用いる圧電発振器。
3. 前記補助キャパシタンスのキャパシタンス値と前記圧電キャパシタンスのキャパシタンス値は等しいことを特徴とする請求項２に記載の高圧点灯に用いる圧電発振器。
4. 前記LC共振回路は、ハーフブリッジ共振回路、或いは、フルブリッジ共振回路から構成されることを特徴とする請求項１に記載の高圧点灯に用いる圧電発振器。
5. 前記二導電層の外側は、電極ピンを溶接して、前記LC共振回路を連接することを特徴とする請求項１に記載の高圧点灯に用いる圧電発振器。
6. 前記円板基材と前記二導電層は二組で、ワイヤにより直列、或いは、並列されることを特徴とする請求項５に記載の高圧点灯に用いる圧電発振器。
7. 前記二導電層は円形で、それぞれ、前記円板基材の全面、或いは、一部の上表面と下表面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の高圧点灯に用いる圧電発振器。
8. 前記二導電層は、銀ゲル、銅ペースト、或いは、ニッケルペーストから形成されることを特徴とする請求項１に記載の高圧点灯に用いる圧電発振器。

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