JP3339224B2 - High voltage generator - Google Patents

High voltage generator

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JP3339224B2
JP3339224B2 JP32519894A JP32519894A JP3339224B2 JP 3339224 B2 JP3339224 B2 JP 3339224B2 JP 32519894 A JP32519894 A JP 32519894A JP 32519894 A JP32519894 A JP 32519894A JP 3339224 B2 JP3339224 B2 JP 3339224B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高電圧発生装置に係
り、特に、圧電素子を有効に活用してなる高電圧発生装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-voltage generator, and more particularly to a high-voltage generator using piezoelectric elements effectively.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の高電圧発生装置において
は、例えば、特開昭60−259770号公報にて示さ
れているように、発振回路、コンデンサ及び圧電素子に
より直列共振回路を構成し、この直列共振回路の共振周
波数にて圧電素子を発振回路の発振作用のもとに共振さ
せて圧電素子とコンデンサの共通端子から共振電圧を発
生させ、かつこの共振電圧をダイオードにより倍電圧半
波整流して高電圧を発生させるようにしたものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of high-voltage generator, a series resonance circuit is constituted by an oscillation circuit, a capacitor and a piezoelectric element as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-259770, for example. The piezoelectric element is resonated at the resonance frequency of the series resonance circuit under the oscillating action of the oscillation circuit to generate a resonance voltage from the common terminal of the piezoelectric element and the capacitor. Some rectifiers generate a high voltage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
高電圧発生装置においては、接地電位に対し、正及び負
の2種類の高電圧を発生させるようにしたいという要請
がある。しかし、この要請に応えるためには、通常、正
及び負の各高電圧の発生に対し、圧電素子及び発振回路
をそれぞれ一組ずつ採用しなければならない。従って、
このような構成では、同一部品の重複採用を招き、構成
が複雑になり、製造コストが高くなるという不具合を生
ずる。
However, in such a high voltage generator, there is a demand to generate two types of positive and negative high voltages with respect to the ground potential. However, in order to meet this demand, it is usually necessary to employ one set of piezoelectric element and one set of oscillating circuit for generating positive and negative high voltages. Therefore,
In such a configuration, the same components are repeatedly used, resulting in a problem that the configuration is complicated and the manufacturing cost is increased.

【0004】また、上述のような高電圧発生装置のまま
では、ダイオードによる半波整流により倍電圧を発生で
きても、圧電素子からの共振電圧の取り出し端子が単一
のため、全波整流による倍電圧方式を採用することは困
難である。その結果、半波整流のままでは、全波整流の
場合に比べて、半減した高電圧しか得られないという不
具合がある。
In the high voltage generator as described above, even if a double voltage can be generated by half-wave rectification using a diode, since a single terminal is provided for extracting a resonance voltage from the piezoelectric element, full-wave rectification is used. It is difficult to adopt the voltage doubler method. As a result, there is a problem in that the half-wave rectification can provide only a high voltage that is half that of the full-wave rectification.

【0005】これに対し、本発明者は、上記直列共振回
路における圧電素子の両電極から正負の両共振電圧を直
接取り出すことにつき検討してみた。このような共振電
圧の取り出し方法によると、圧電素子のコンデンサ側電
極は、この圧電素子及びコンデンサにより発振回路から
直流的に遮断されているため、圧電素子のコンデンサ側
電極からの共振電圧の取り出しは可能である。しかし、
圧電素子の発振回路側電極は発振回路と直流的に直結さ
れているので、圧電素子の発振回路側電極から発振回路
の発振エネルギー中の直流成分まで取り出されてしま
う。このため、上記直列共振回路の共振に必要な直流レ
ベルがシフトし、その結果、直列共振回路の共振を適正
には維持できないことが分かった。
[0005] On the other hand, the present inventor has examined the direct extraction of both positive and negative resonance voltages from both electrodes of the piezoelectric element in the series resonance circuit. According to such a method of extracting the resonance voltage, since the capacitor-side electrode of the piezoelectric element is cut off DC from the oscillation circuit by the piezoelectric element and the capacitor, the resonance voltage is extracted from the capacitor-side electrode of the piezoelectric element. It is possible. But,
Since the oscillation circuit side electrode of the piezoelectric element is directly connected to the oscillation circuit in a DC manner, a DC component in the oscillation energy of the oscillation circuit is extracted from the oscillation circuit side electrode of the piezoelectric element. For this reason, it has been found that the DC level required for the resonance of the series resonance circuit shifts, and as a result, the resonance of the series resonance circuit cannot be properly maintained.

【0006】一方、上記圧電素子の発振回路側電極から
コンデンサや他の圧電素子を通して共振電圧を取り出す
ようにした場合、発振回路の発振エネルギー中の直流成
分がコンデンサや他の圧電素子により遮断される。その
結果、発振エネルギー中の交流成分のみの取り出しが可
能となり、上記直列共振回路の共振を適正に維持し得る
ことが分かった。
On the other hand, when a resonance voltage is taken out from the oscillation circuit side electrode of the piezoelectric element through a capacitor or another piezoelectric element, a DC component in the oscillation energy of the oscillation circuit is cut off by the capacitor or another piezoelectric element. . As a result, it has been found that only the AC component in the oscillation energy can be extracted, and the resonance of the series resonance circuit can be appropriately maintained.

【0007】そこで、本発明は、以上のようなことに対
処すべく、余分な重複構成部材の採用を抑制しつつ、圧
電素子を有効に活用して2種類の高電圧を適正に発生さ
せるようにした高電圧発生装置を提供することを目的と
する。
[0007] In view of the above, the present invention has been made to appropriately generate two kinds of high voltages by effectively utilizing the piezoelectric element while suppressing the use of an unnecessary overlapping component. It is an object of the present invention to provide a high-voltage generating device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明においては、円板状の圧電振
動子(41)と、この圧電振動子(41)の一面に形成
された円板状の共通電極(42)と、前記圧電振動子
(41)の他面に形成され前記共通電極(42)に対向
する半円板状の両分割電極(43、44)とを有し、共
通電極(42)及び両分割電極(43、44)の一方
(43)を介して発振手段(20、30)及び容量素子
(50、50a、50b)と共に直列共振回路を構成す
る圧電素子(40)と、前記直列共振回路の共振に伴い
圧電素子(40)からその共通電極(42)を介し共振
電圧を受けて倍電圧全波整流し高電圧として発生する第
1の倍電圧全波整流手段(60、70)と、圧電素子
(40)からその両分割電極(43、44)の他方(4
4)を介し共振電圧を受けて倍電圧全波整流し高電圧と
して発生する第2の倍電圧全波整流手段(80、90)
とを備える高電圧発生装置が提供される。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a disk-shaped piezoelectric vibrator.
A moving element (41) and formed on one surface of the piezoelectric vibrator (41)
Disc-shaped common electrode (42) and the piezoelectric vibrator
(41) a semi-disc-shaped split electrode (43, 44) formed on the other surface facing the common electrode (42), and the common electrode (42) and the split electrode (43, 44); And a piezoelectric element (40) forming a series resonance circuit together with the oscillating means (20, 30) and the capacitance element (50, 50a, 50b) via one of the (43), and a piezoelectric element ( A first voltage doubler full-wave rectifier (60, 70) which receives a resonance voltage from the common electrode (42) via the common electrode (42) and generates a double voltage full-wave rectification as a high voltage; The other (4) of the two split electrodes (43, 44)
Second voltage double voltage full-wave rectifier (80, 90) which receives the resonance voltage via 4) and generates a double voltage full-wave rectification as a high voltage
And a high voltage generator comprising:

【0009】また、請求項2に記載の発明においては、
円板状の圧電振動子(41)と、この圧電振動子(4
1)の一面に形成された円板状の共通電極(42)と、
前記圧電振動子(41)の他面に形成され前記共通電極
(42)に対向する半円板状の両分割電極(43、4
4)とを有し、共通電極(42)及び両分割電極(4
3、44)の一方(43)を介して発振手段(20、3
0)及び容量素子(50、50a、50b)と共に直列
共振回路を構成する圧電素子(40)と、前記直列共振
回路の共振に伴い圧電素子(40)からその一方の分割
電極(43)を介し共振電圧を受けて倍電圧全波整流し
高電圧として発生する第1の倍電圧全波整流手段(6
0、70)と、圧電素子(40)からその他方の分割電
極(44)を介し共振電圧を受けて倍電圧全波整流し高
電圧として発生する第2の倍電圧全波整流手段(80、
90)とを備える高電圧発生装置が提供される。
Further, in the invention according to claim 2,
A disk-shaped piezoelectric vibrator (41) and the piezoelectric vibrator (4
1) a disc-shaped common electrode (42) formed on one surface ;
The common electrode formed on the other surface of the piezoelectric vibrator (41)
(42) , two semi-circular disc-shaped split electrodes (43, 4
4), and the common electrode (42) and both split electrodes (4
Oscillating means (20, 3) via one (43) of the
0) and a capacitive element (50, 50a, 50b) and a piezoelectric element (40) forming a series resonance circuit, and the piezoelectric element (40) is coupled via the one split electrode (43) with the resonance of the series resonance circuit. First voltage doubler full-wave rectifying means (6) which receives the resonance voltage and generates double voltage full-wave rectification and generates a high voltage.
0, 70) and a second voltage doubler full wave rectifier (80, 70) which receives a resonance voltage from the piezoelectric element (40) via the other split electrode (44) and doubles voltage full wave rectification to generate a high voltage.
90).

【0010】また、請求項3に記載の発明においては、
円板状の圧電振動子(161)と、この圧電振動子(1
61)の一面に形成された円弧板状の第1、第2の分割
電極(162、163)と、圧電振動子(161)の他
面に形成された円弧板状の第3、第4の分割電極(16
4、165)とを有し、前記第1の分割電極(162)
は、第1、第2の円弧状部分(162a、162b)か
らなり、前記第4の分割電極(165)は、第3、第4
の円弧状部分(165a、165b)からなり、前記第
1の円弧状部分(162a)は前記第3の分割電極(1
64)に対向し、前記第2の円弧状部分(162b)は
前記第3の円弧状部分(165a)に対向し、前記第2
の分割電極(163)は前記第4の円弧状部分(165
b)に対向しており、前記第1の円弧状部分(162
a)、これと対向する前記圧電振動子(161)の部分
及び前記第3の分割電極(164)にて容量素子と同様
の機能を有する部分を構成し、前記前記第3の円弧状部
分(165a)及び前記第2の円弧状部分(162b)
を介して発振手段(20、30)及び前記容量素子と同
様の機能を有する部分と共に直列共振回路を構成する圧
電素子(160)と、前記直列共振回路の共振に伴い前
記圧電素子(160)から前記第1の分割電極(16
2)を介し共振電圧を受けて倍電圧全波整流し高電圧と
して発生する第1の倍電圧全波整流手段(60、70)
と、前記圧電素子(160)から前記第2の分割電極
(163)を介し共振電圧を受けて倍電圧全波整流し高
電圧として発生する第2の倍電圧全波整流手段(80、
90)とを備える高電圧発生装置が提供される。
Further, in the invention according to claim 3,
A disk-shaped piezoelectric vibrator (161) and the piezoelectric vibrator (1
61) First and second arcuate plate-shaped divisions formed on one surface
In addition to the electrodes (162, 163) and the piezoelectric vibrator (161)
Arc-shaped third and fourth divided electrodes (16
4, 165) and the first divided electrode (162).
Are the first and second arc-shaped portions (162a, 162b)
And the fourth divided electrode (165) includes third and fourth electrodes.
Arc-shaped portions (165a, 165b),
One arc-shaped portion (162a) is connected to the third divided electrode (1
64), the second arc-shaped portion (162b)
The second arc-shaped portion (165a) is opposed to the second arc-shaped portion (165a).
Is divided into the fourth arc-shaped portions (165).
b), the first arc-shaped portion (162)
a), a portion of the piezoelectric vibrator (161) opposed thereto;
And the third divided electrode (164) is similar to the capacitive element.
A portion having the function of the third arc-shaped portion
Minute (165a) and said second arc-shaped portion (162b)
Through the oscillation means (20, 30) and the capacitive element.
A piezoelectric element (160) that forms a series resonance circuit together with a portion having the same function, and the first split electrode (16 ) is separated from the piezoelectric element (160) by resonance of the series resonance circuit.
First voltage doubler full-wave rectifier (60, 70) which receives the resonance voltage via 2) and generates a double voltage full-wave rectification as a high voltage
And the second split electrode from the piezoelectric element (160).
A second voltage doubler full-wave rectifier (80,
90).

【0011】また、請求項4に記載の発明では、請求項
3に記載の高電圧発生装置において、前記第1の分割電
極(162)の中心角は240度であり、前記第2の分
割電極(163)の中心角は120度であることを特徴
とする。また、請求項5に記載の発明では、請求項3に
記載の高電圧発生装置において、前記第4の分割電極
(165)の中心角は240度であり、前記第3の分割
電極(164)の中心角は120度であることを特徴と
する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the high voltage generator according to the third aspect, the first divided power supply
The central angle of the pole (162) is 240 degrees,
The central angle of the split electrode (163) is 120 degrees . According to a fifth aspect of the present invention, in the high voltage generator according to the third aspect, the fourth divided electrode is provided.
The central angle of (165) is 240 degrees, and the third division
The center angle of the electrode (164) is 120 degrees .

【0012】お、上記各構成要素のカッコ内の符号
は、後述する実施例記載の具体的構成要素との対応関係
を示すものである。
[0012] The Contact, reference numerals in parentheses of the above respective components are those which show the correspondence with specific components of an embodiment according to later.

【0013】[0013]

【発明の作用効果】上記請求項1に記載の発明によれ
ば、圧電素子が、共通電極及び両分割電極を備えて、こ
れら共通電極及び一方の分割電極を介し、発振手段及び
容量素子と共に直列共振回路を構成する。そして、圧電
素子の共通電極から生ずる共振電圧が、第1の倍電圧全
波整流手段により、倍電圧全波整流し高電圧として発生
され、一方、圧電素子の他方の分割電極から生ずる共振
電圧が、第2の倍電圧全波整流手段により、倍電圧全波
整流し高電圧として発生される。
According to the first aspect of the present invention, the piezoelectric element includes the common electrode and both split electrodes, and is connected in series with the oscillation means and the capacitive element via the common electrode and one split electrode. Construct a resonance circuit. Then, a resonance voltage generated from the common electrode of the piezoelectric element is generated as a high voltage by double voltage full wave rectification by the first voltage doubler full wave rectifier, while a resonance voltage generated from the other divided electrode of the piezoelectric element is generated. The second voltage doubler full-wave rectifier generates a double voltage full-wave rectifier as a high voltage.

【0014】かかる場合、共通電極が容量素子により発
振手段から直流的し遮断され、かつ両分割電極が互いに
独立しているので、発振手段の発振エネルギーの直流成
分が、共通電極から取り出されたり、一方の分割電極を
通して他方の分割電極から取り出されたりすることはな
い。従って、余分な重複素子の採用を伴うことなく、直
列共振回路の共振を適正に維持しつつ、圧電素子の共通
電極及び他方の分割電極から共振電圧をそれぞれ同時に
取り出すことができる。
In such a case, since the common electrode is cut off from the oscillating means by the capacitive element in a DC manner and the divided electrodes are independent of each other, the DC component of the oscillating energy of the oscillating means can be extracted from the common electrode. It is not taken out of one of the divided electrodes from the other. Accordingly, the resonance voltage can be simultaneously taken out from the common electrode and the other divided electrode of the piezoelectric element while maintaining the resonance of the series resonance circuit properly without using an extra redundant element.

【0015】また、圧電素子の共通電極及び一方の分割
電極が互いに独立しているので、上記各共振電圧に対す
る各倍電圧全波整流手段による倍電圧全波整流が可能と
なる。このため、これら倍電圧全波整流に基づき、上記
各共振電圧を適正な高電圧として得ることができる。そ
の結果、半波整流の場合に比べて十分な高電圧を確保で
きる。以上のような作用効果は、上記請求項2に記載の
発明によっても、達成できる。
Further, since the common electrode and one of the divided electrodes of the piezoelectric element are independent of each other, it is possible to perform the voltage doubler full wave rectification by the voltage doubler full wave rectifier for each resonance voltage. For this reason, based on these doubled voltage full-wave rectifications, it is possible to obtain the respective resonance voltages as appropriate high voltages. As a result, a sufficiently high voltage can be secured as compared with the case of half-wave rectification. The above operation and effect can also be achieved by the invention described in claim 2.

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1乃至図3を
参照して説明する。図1は、本発明に係る高電圧発生装
置が静電アクチュエータ10に適用された例を示してい
る。静電アクチュエータ10は、高電圧発生装置から後
述のように発生する正及び負の高電圧を同時に受けて車
両のサンバイザ等の透光量を調整する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example in which the high voltage generator according to the present invention is applied to an electrostatic actuator 10. The electrostatic actuator 10 simultaneously receives positive and negative high voltages generated from the high voltage generator as described later, and adjusts the amount of light transmitted by a sun visor or the like of the vehicle.

【0021】高電圧発生装置は、トランジスタ回路20
と、このトランジスタ回路20に接続した高周波トラン
ス30とを備えている。トランジスタ回路20は、トラ
ンジスタ21を備えており、このトランジスタ21は、
そのベースにて、抵抗22を介し直流電源の正側端子+
Bに接続されるようになっている。また、このトランジ
スタ21のベースは、コンデンサ23を介し後述する圧
電素子40とコンデンサ50と間に接続されている。な
お、トランジスタ21のエミッタは接地してある。
The high-voltage generating device includes a transistor circuit 20
And a high-frequency transformer 30 connected to the transistor circuit 20. The transistor circuit 20 includes a transistor 21. The transistor 21
At its base, the positive terminal of the DC power
B. The base of the transistor 21 is connected via a capacitor 23 between a later-described piezoelectric element 40 and a capacitor 50. Note that the emitter of the transistor 21 is grounded.

【0022】高周波トランス30は、フェライトコアに
1次側コイル31及び2次側コイル32を巻装したもの
で、1次側コイル31は、その一端にて、抵抗22を通
してトランジスタ21のベースに接続されている。ま
た、1次側コイル31の他端はトランジスタ21のコレ
クタに接続されている。圧電素子40は、図1乃至図3
にて示すごとく、円板状の圧電振動子41の下面に円板
状の共通電極42を形成し、一方、圧電振動子41の上
面に半円板状両分割電極43、44を、互いに独立して
形成して構成されている。そして、この圧電素子40
は、共通電極42と分割電極43との間への印加電圧に
応答して圧電振動子41を振動させて、共通電極42と
両分割電極43、44との間に圧電電圧を発生させる。
ここで、共通電極42は、コンデンサ23を通してトラ
ンジスタ21のベースに接続されており、分割電極43
は、高周波トランス30の2次側コイル32を通して接
地されている。
The high-frequency transformer 30 has a primary coil 31 and a secondary coil 32 wound around a ferrite core. The primary coil 31 has one end connected to the base of the transistor 21 through the resistor 22. Have been. The other end of the primary coil 31 is connected to the collector of the transistor 21. The piezoelectric element 40 is shown in FIGS.
As shown in the figure, a disc-shaped common electrode 42 is formed on the lower surface of the disc-shaped piezoelectric vibrator 41, while the semi-disc-shaped split electrodes 43 and 44 are independently formed on the upper surface of the piezoelectric vibrator 41. It is formed and formed. And this piezoelectric element 40
Causes the piezoelectric vibrator 41 to vibrate in response to a voltage applied between the common electrode 42 and the split electrode 43 to generate a piezoelectric voltage between the common electrode 42 and the split electrodes 43 and 44.
Here, the common electrode 42 is connected to the base of the transistor 21 through the capacitor 23,
Are grounded through the secondary coil 32 of the high-frequency transformer 30.

【0023】コンデンサ50は、高周波トランス30の
2次側コイル32及び圧電素子40と共にその分割電極
43及び共通電極42を介し直列共振回路を構成するも
ので、このコンデンサ50は、その一端にて接地され、
その他端にて圧電素子40の共通電極42に接続されて
いる。以上のような構成によれば、上記直列共振回路
が、その共振周波数でもって、共振してコンデンサ23
を介しトランジスタ21をスイッチングさせる。これに
より、高周波トランス30が、トランジスタ21のスイ
ッチングに応答して自励発振し、1次側コイル31への
印加直流電圧を2次側コイル32から高周波電圧として
出力させる。このことは、圧電素子40が上記圧電電圧
を共振電圧として発生することを意味する。
The capacitor 50 constitutes a series resonance circuit together with the secondary coil 32 and the piezoelectric element 40 of the high-frequency transformer 30 through the divided electrode 43 and the common electrode 42. The capacitor 50 has one end grounded. And
The other end is connected to the common electrode 42 of the piezoelectric element 40. According to the above configuration, the series resonance circuit resonates at its resonance frequency to
The transistor 21 is switched via the switch. As a result, the high-frequency transformer 30 self-oscillates in response to the switching of the transistor 21, and outputs a DC voltage applied to the primary coil 31 from the secondary coil 32 as a high-frequency voltage. This means that the piezoelectric element 40 generates the piezoelectric voltage as a resonance voltage.

【0024】両ダイオード60、70は、圧電素子40
と共に倍電圧全波整流回路を構成するもので、ダイオー
ド60は、そのアノードにて接地され、一方、そのカソ
ードにて圧電素子40の共通電極42に接続されてい
る。また、ダイオード70は、そのアノードにて圧電素
子40の共通電極42に接続されている。このため、両
ダイオード60、70は、圧電素子40の共通電極42
からの共振電圧を倍電圧全波整流し負の高電圧としてダ
イオード70のカソードから出力する。
The diodes 60 and 70 are connected to the piezoelectric element 40.
The diode 60 is connected to the common electrode 42 of the piezoelectric element 40 at its cathode while its anode is grounded. The diode 70 has its anode connected to the common electrode 42 of the piezoelectric element 40. Therefore, both diodes 60 and 70 are connected to the common electrode 42 of the piezoelectric element 40.
From the cathode of the diode 70 as a negative high voltage.

【0025】また、両ダイオード80、90は、圧電素
子40と共に倍電圧全波整流回路を構成するもので、ダ
イオード80は、そのカソードにて接地され、一方、そ
のアノードにて圧電素子40の分割電極44に接続され
ている。また、ダイオード90は、そのカソードにて圧
電素子40の分割電極44に接続されている。このた
め、両ダイオード80、90は、圧電素子40の分割電
極からの共振電圧を倍電圧全波整流し正の高電圧として
ダイオード90のアノードから出力する。
The diodes 80 and 90 together with the piezoelectric element 40 constitute a voltage doubler full-wave rectifier circuit. The diode 80 is grounded at its cathode, and is divided at its anode. It is connected to the electrode 44. The diode 90 is connected at its cathode to the split electrode 44 of the piezoelectric element 40. For this reason, both diodes 80 and 90 double-voltage full-wave rectify the resonance voltage from the divided electrodes of the piezoelectric element 40 and output the same from the anode of the diode 90 as a positive high voltage.

【0026】以上のように構成した本第1実施例におい
て、上記直流電源から高周波トランス30の1次側コイ
ル31に直流電圧が印加されると、高周波トランス30
の2次側コイル32、圧電素子40及びコンデンサ50
が直接共振回路を構成して共振する。このため、この共
振によるトランジスタ21のスイッチング作用に応答し
て高周波トランス30が自励発振して上記共振現象を維
持する。従って、圧電素子40が、共通電極42と分極
電極43との間に共振電圧を発生する。
In the first embodiment configured as described above, when a DC voltage is applied from the DC power source to the primary coil 31 of the high frequency transformer 30, the high frequency transformer 30
Secondary coil 32, piezoelectric element 40 and capacitor 50
Directly constitute a resonance circuit and resonate. Therefore, the high-frequency transformer 30 self-oscillates in response to the switching action of the transistor 21 due to the resonance, and maintains the resonance phenomenon. Accordingly, the piezoelectric element 40 generates a resonance voltage between the common electrode 42 and the polarization electrode 43.

【0027】この場合、共通電極42がコンデンサ50
により高周波トランス30から直流的に遮断されるとと
もに、分割電極44が分割電極43により高周波トラン
ス30から直流的に遮断されている。このため、高周波
トランス30の発振エネルギーのうち直流成分を除く交
流成分のみが共通電極42側及び分割電極44側に伝わ
る。
In this case, the common electrode 42 is connected to the capacitor 50
As a result, the DC is cut off from the high-frequency transformer 30 and the split electrode 44 is cut off DC from the high-frequency transformer 30 by the split electrode 43. Therefore, only the AC component of the oscillation energy of the high-frequency transformer 30 excluding the DC component is transmitted to the common electrode 42 side and the split electrode 44 side.

【0028】その結果、接地電位を基準として、共通電
極42には負の共振電圧が発生し、一方、分極電極44
には正の共振電圧が発生する。ここで、上述のごとく、
両ダイオード60、70が圧電素子40と共に倍電圧全
波整流回路を構成するため、この倍電圧全波整流回路に
より、共通電極42に生ずる負の共振電圧が倍電圧全波
整流されて負の高電圧としてダイオード70のカソード
から出力される。一方、上述のごとく、両ダイオード8
0、90が圧電素子40と共に倍電圧全波整流回路を構
成するため、この倍電圧全波整流回路により、共通電極
44に生ずる正の共振電圧が倍電圧全波整流されて正の
高電圧としてダイオード90のアノードから出力され
る。
As a result, a negative resonance voltage is generated at the common electrode 42 with reference to the ground potential, while the polarization electrode 44 is
Generates a positive resonance voltage. Here, as described above,
Since the diodes 60 and 70 together with the piezoelectric element 40 constitute a voltage doubler full-wave rectifier circuit, the voltage doubler full-wave rectifier rectifies the negative resonance voltage generated at the common electrode 42 by the voltage doubler full-wave rectifier to produce a negative high voltage. The voltage is output from the cathode of the diode 70. On the other hand, as described above, both diodes 8
Since 0 and 90 constitute a voltage doubler full-wave rectifier circuit together with the piezoelectric element 40, the positive resonance voltage generated at the common electrode 44 is double-voltage double-wave rectified by the voltage doubler full-wave rectifier circuit to become a positive high voltage. Output from the anode of the diode 90.

【0029】以上説明したように、本第1実施例では、
圧電素子40の共通電極42に対向する電極を、互いに
独立した両分割電極43、44により構成したので、上
記直列共振回路の共振による高周波トランス30の自励
発振のもとに、圧電素子40の共通電極42及び分割電
極44から負及び正の共振電圧を同時に取り出すことが
できる。これにより、単一の圧電素子40という簡単な
構成でもって、正負の高電圧を同時に必要とする静電ア
クチュエータ10のための高電圧発生装置を提供でき
る。
As described above, in the first embodiment,
Since the electrode facing the common electrode 42 of the piezoelectric element 40 is constituted by the split electrodes 43 and 44 independent of each other, the piezoelectric element 40 is self-oscillated by the high-frequency transformer 30 due to the resonance of the series resonance circuit. Negative and positive resonance voltages can be simultaneously extracted from the common electrode 42 and the split electrode 44. Thus, with a simple configuration of a single piezoelectric element 40, it is possible to provide a high-voltage generator for the electrostatic actuator 10 that requires both positive and negative high voltages at the same time.

【0030】かかる場合、上述のごとく、互いに独立し
た両分割電極の一方44及び共通電極42から正及び負
の共振電圧を取り出すようにしているので、高周波トラ
ンス30の発振エネルギー中の直流成分の流出を伴うこ
となく、上記直列共振回路の共振現象を適正に維持でき
る。また、圧電素子40の共通電極42及び分割電極4
4が互いに異極性にて独立しているので、単一の圧電素
子たる圧電素子40から両倍電圧全波整流回路でもって
正負2種類の高電圧を同時に適正に取り出すことができ
る。また、このような正負の高電圧により、静電アクチ
ュエータ10を効率よく駆動できる。
In such a case, as described above, the positive and negative resonance voltages are taken out from one of the two divided electrodes 44 and the common electrode 42, so that the DC component in the oscillation energy of the high-frequency transformer 30 flows out. The resonance phenomenon of the series resonance circuit can be appropriately maintained without accompanying the above. Further, the common electrode 42 and the divided electrode 4 of the piezoelectric element 40
4 are independent of each other with different polarities, two positive and negative high voltages can be simultaneously and properly extracted from the single piezoelectric element 40 by the double voltage full-wave rectifier circuit. Further, the electrostatic actuator 10 can be efficiently driven by such positive and negative high voltages.

【0031】図4は、上記第1実施例の変形例を示して
おり、この変形例においては、上記第1実施例にて述べ
た圧電素子40の各電極が、上記第1実施例の場合とは
逆の極性でもって使用されていることにその構成上の特
徴がある。即ち、圧電素子40の共通電極42が高周波
トランス30の2次側コイル32を通して接地されてい
る。また、分割電極43が、コンデンサ50を通して接
地されるとともに、コンデンサ23を通してトランジス
タ21のベースに接続されている。一方、分割電極44
がダイオード80のアノード及びダイオード90のカソ
ードに接続されている。その他の構成は上記第1実施例
と同様である。
FIG. 4 shows a modification of the first embodiment. In this modification, the electrodes of the piezoelectric element 40 described in the first embodiment are different from those of the first embodiment. There is a structural feature in that it is used with a polarity opposite to that of FIG. That is, the common electrode 42 of the piezoelectric element 40 is grounded through the secondary coil 32 of the high frequency transformer 30. The split electrode 43 is grounded through a capacitor 50 and connected to the base of the transistor 21 through a capacitor 23. On the other hand, the split electrode 44
Are connected to the anode of the diode 80 and the cathode of the diode 90. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0032】しかして、このように構成した本変形例に
おいては、上記第1実施例にて述べたと同様の共振現象
のもとに、圧電素子40が、分極電極43とこれに対向
する圧電振動子41及び共通電極42の各部分との間に
共振電圧を発生する。これにより、接地電位を基準とし
て、分割電極43には負の共振電圧が発生し、一方、分
割電極44には正の共振電圧が発生する。
In this modified embodiment, the piezoelectric element 40 is driven by the polarization element 43 and the piezoelectric vibrator opposing the polarization electrode 43 under the same resonance phenomenon as described in the first embodiment. A resonance voltage is generated between the element 41 and each part of the common electrode 42. As a result, a negative resonance voltage is generated at the divided electrode 43 with reference to the ground potential, while a positive resonance voltage is generated at the divided electrode 44.

【0033】そして、両ダイオード60、70の倍電圧
全波整流作用のもとに分割電極43からの共振電圧に基
づき負の高電圧が発生され、一方、両ダイオード80、
90の倍電圧全波整流作用のもとに分割電極44からの
共振電圧に基づき正の高電圧が発生される。その結果、
上記第1実施例にて述べた作用効果と同様の作用効果を
本変形例でも達成できる。
Then, a negative high voltage is generated based on the resonance voltage from the split electrode 43 under the double voltage full-wave rectifying action of the diodes 60 and 70, while the diodes 80 and 70
A positive high voltage is generated based on the resonance voltage from the split electrode 44 under the doubled voltage full wave rectification of 90. as a result,
The same operation and effect as those described in the first embodiment can be achieved in this modification.

【0034】図5は、本発明の第2実施例を示してお
り、この第2実施例においては、上記第1実施例にて述
べた圧電素子40に代えて、一対の圧電素子100、1
10が採用されている。圧電素子100は、その負側電
極101にて、コンデンサ50を通して接地されるとと
もに、コンデンサ23を通してトランジスタ21のベー
スに接続されている。一方、この圧電素子100の正側
電極102は高周波トランス30の2次側コイル32を
通して接地されている。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, a pair of piezoelectric elements 100, 1 and 1 are used instead of the piezoelectric element 40 described in the first embodiment.
10 are employed. The piezoelectric element 100 is grounded at its negative electrode 101 through a capacitor 50 and connected to the base of the transistor 21 through a capacitor 23. On the other hand, the positive electrode 102 of the piezoelectric element 100 is grounded through the secondary coil 32 of the high frequency transformer 30.

【0035】また、圧電素子110は、その負側電極1
11にて、圧電素子100の正側電極102に接続され
ており、この圧電素子110の正側電極112は、ダイ
オード80のアノード及びダイオード90のカソードに
接続されている。本第2実施例においては、圧電素子1
10はコンデンサと同様の静電容量素子として機能す
る。これにより、高周波トランス30の2次側コイル3
2と圧電素子100の正側電極102との共通接続点に
生ずる発振エネルギーのうち直流成分以外の交流成分の
みが圧電素子110を介し両ダイオード80、90側に
取り出される。
The piezoelectric element 110 has a negative electrode 1
At 11, it is connected to the positive electrode 102 of the piezoelectric element 100, and the positive electrode 112 of the piezoelectric element 110 is connected to the anode of the diode 80 and the cathode of the diode 90. In the second embodiment, the piezoelectric element 1
Reference numeral 10 functions as a capacitance element similar to a capacitor. Thereby, the secondary coil 3 of the high-frequency transformer 30
Of the oscillating energy generated at the common connection point between the second element 2 and the positive electrode 102 of the piezoelectric element 100, only the AC component other than the DC component is extracted to both diodes 80 and 90 via the piezoelectric element 110.

【0036】但し、圧電素子は耐圧性及び容量性に優れ
ているため、圧電素子110の外形寸法はこれと同様の
耐圧性及び静電性を有するコンデンサの外形寸法よりも
かなり小さい。なお、その他の構成は上記第1実施例と
同様である。このように構成した本第2実施例において
は、コンデンサ50が高周波トランス30の2次側コイ
ル32及び圧電素子100と共に直列共振回路を構成す
る。このため、この直列共振回路の共振による高周波ト
ランス30の自励発振のもとに、圧電素子100が共振
電圧を発生する。このとき、電極101には、負の共振
電圧が現れ、一方、電極102には、正の共振電圧が現
れる。
However, since the piezoelectric element has excellent pressure resistance and capacitance, the external dimensions of the piezoelectric element 110 are considerably smaller than the external dimensions of a capacitor having similar pressure resistance and electrostatic properties. The other configuration is the same as that of the first embodiment. In the second embodiment configured as described above, the capacitor 50 forms a series resonance circuit together with the secondary coil 32 and the piezoelectric element 100 of the high-frequency transformer 30. Therefore, the piezoelectric element 100 generates a resonance voltage under self-excited oscillation of the high-frequency transformer 30 due to resonance of the series resonance circuit. At this time, a negative resonance voltage appears on the electrode 101, while a positive resonance voltage appears on the electrode 102.

【0037】従って、両ダイオード60、70が圧電素
子100の電極101からの共振電圧を倍電圧全波整流
して負の高電圧を発生する。一方、両ダイオード80、
90が圧電素子110を介して圧電素子100の電極1
02から共振電圧を受けて倍電圧全波整流し正の高電圧
を発生する。かかる場合、高周波トランス30の発振エ
ネルギーのうち直流成分が、圧電素子110の静電容量
作用により、両ダイオード80、90から遮断される。
換言すれば、上記直列共振回路の共振現象を適正に維持
した状態にて、圧電素子100の電極102からの共振
電圧が圧電素子110を通して適正に取り出されるの
で、両倍電圧全波整流回路による正及び負の各高電圧の
適正な取り出しが可能となる。
Accordingly, both diodes 60 and 70 double-wave rectify the resonance voltage from electrode 101 of piezoelectric element 100 to generate a negative high voltage. On the other hand, both diodes 80,
90 is the electrode 1 of the piezoelectric element 100 via the piezoelectric element 110
02 receives the resonance voltage and performs double voltage full wave rectification to generate a positive high voltage. In such a case, the DC component of the oscillation energy of the high-frequency transformer 30 is cut off from the diodes 80 and 90 by the capacitance action of the piezoelectric element 110.
In other words, since the resonance voltage from the electrode 102 of the piezoelectric element 100 is properly taken out through the piezoelectric element 110 in a state where the resonance phenomenon of the series resonance circuit is properly maintained, the positive voltage by the double voltage full-wave rectifier circuit is obtained. And appropriate extraction of each negative high voltage.

【0038】ここで、圧電素子110は圧電素子100
の共振周波数から微妙にずれた周波数にて振動するた
め、僅かな損失があるが、略2倍の全波整流電流が得ら
れる。これを、両圧電素子100、110を並列接続し
た場合と比較してみると、両圧電素子100、110の
並列接続の場合(図6にて実線参照)に比べて、両圧電
素子100、110を直列接続した場合(図6にて破線
参照)の方が、発生出流が2倍の大きさで得られること
が確認された。
Here, the piezoelectric element 110 is
Vibrates at a frequency slightly deviated from the resonance frequency of the above, and although there is a slight loss, an almost double full-wave rectified current can be obtained. When this is compared with the case where both the piezoelectric elements 100 and 110 are connected in parallel, compared with the case where both the piezoelectric elements 100 and 110 are connected in parallel (see the solid line in FIG. 6), both the piezoelectric elements 100 and 110 are connected. Were connected in series (see the broken line in FIG. 6), it was confirmed that the generated outflow could be obtained with twice the size.

【0039】なお、両圧電素子100、110の並列接
続の場合、図6にて実線で示すように変化するのは、次
の理由による。通常、圧電素子の発生電流の大きさは圧
電素子の共振時の内部インピーダンスが小さい程大き
い。そして、圧電素子100或いは110の内部インピ
ーダンスは、当該圧電素子の直径や厚み等により決まる
が、この内部インピーダンスは、同圧電素子の表面積に
反比例してはおらず、表面積を2倍にしても1/2には
下がらないことによる。
In the case where the two piezoelectric elements 100 and 110 are connected in parallel, the reason for the change as shown by the solid line in FIG. 6 is as follows. Normally, the magnitude of the current generated by the piezoelectric element increases as the internal impedance of the piezoelectric element at resonance decreases. The internal impedance of the piezoelectric element 100 or 110 is determined by the diameter and the thickness of the piezoelectric element. However, the internal impedance is not inversely proportional to the surface area of the piezoelectric element. Because it does not drop to 2.

【0040】図7は上記第2実施例の第1変形例を示し
ており、この第1変形例においては、ダイオード70の
カソードが平滑用コンデンサ120を介して接地される
とともにこのコンデンサ120に抵抗130が並列接続
されている。一方、ダイオード90のアノードが平滑用
コンデンサ140を介して接地されるとともにこのコン
デンサ140に抵抗150が並列接続されている。
FIG. 7 shows a first modification of the second embodiment. In the first modification, the cathode of a diode 70 is grounded via a smoothing capacitor 120, and a resistor is connected to the capacitor 120. 130 are connected in parallel. On the other hand, the anode of the diode 90 is grounded via a smoothing capacitor 140, and a resistor 150 is connected in parallel to the capacitor 140.

【0041】この第1変形例によれば、ダイオード7
0、90からの各高電圧をコンデンサ120、140に
よりそれぞれ平滑化するので、倍電圧全波整流した後の
電流の使用状態が良好となる。また、各抵抗130、1
50により負荷の有無による高電圧の変動を抑制でき
る。このことは、各抵抗130、150が高電圧発生装
置の内部インピーダンスを下げる役割をもつことを意味
する。
According to the first modification, the diode 7
Since the high voltages from 0 and 90 are smoothed by the capacitors 120 and 140, respectively, the use state of the current after the double voltage full-wave rectification is improved. Further, each resistor 130, 1
With 50, the fluctuation of high voltage due to the presence or absence of a load can be suppressed. This means that each of the resistors 130 and 150 has a role of lowering the internal impedance of the high voltage generator.

【0042】このため、本第1変形例によれば、より一
層使い易い高電圧発生装置の提供が可能となる。なお、
本第1変形例における高電圧発生装置の入出力電圧特性
は図8にて示すごとく得られた。これによれば、正負両
側にて、例えば、入力電圧9Vに対し負荷抵抗1MΩ時
で600Vの出力電圧が得られた。
Therefore, according to the first modified example, it is possible to provide a high-voltage generating device that is easier to use. In addition,
The input / output voltage characteristics of the high voltage generator according to the first modified example were obtained as shown in FIG. According to this, an output voltage of 600 V was obtained on both the positive and negative sides at a load resistance of 1 MΩ with respect to an input voltage of 9 V, for example.

【0043】図9は、上記第2実施例の第2変形例を示
しており、この第2変形例においては、上記第2実施例
における圧電素子110に代えて、この圧電素子110
と同様の静電容量を有するコンデンサ110aを採用し
たことにその構成上の特徴がある。これにより、本第2
変形例によっても、上記第2実施例と同様の作用効果を
達成できる。
FIG. 9 shows a second modification of the second embodiment. In the second modification, the piezoelectric element 110 is replaced with the piezoelectric element 110 of the second embodiment.
There is a feature in the configuration in that the capacitor 110a having the same capacitance as that described above is employed. As a result, the second
According to the modification, the same operation and effect as those of the second embodiment can be achieved.

【0044】図10は、上記第2実施例の第3変形例を
示しており、この第3変形例においては、上記第2実施
例におけるコンデンサ50及び圧電素子110に代え
て、圧電素子50a及びコンデンサ110bをそれぞれ
採用したことにその構成上の特徴がある。かかる場合、
圧電素子50a及びコンデンサ110bが、それぞれ、
コンデンサ50及び圧電素子110と同様の機能を有す
る。
FIG. 10 shows a third modification of the second embodiment. In this third modification, the piezoelectric element 50a and the piezoelectric element 110 are replaced with the piezoelectric element 50a and the piezoelectric element 110 of the second embodiment. The adoption of each of the capacitors 110b has a structural feature. In such cases,
The piezoelectric element 50a and the capacitor 110b are respectively
It has the same function as the capacitor 50 and the piezoelectric element 110.

【0045】これにより、本第3変形例によっても、上
記第2実施例と同様の作用効果を達成できる。図11
は、上記第2実施例の第4変形例を示しており、この第
4変形例においては、上記第2実施例におけるコンデン
サ50に代えて、このコンデンサ50と同様の静電容量
を有する圧電素子50bを採用したことにその構成上の
特徴がある。
Thus, according to the third modification, the same operation and effect as those of the second embodiment can be achieved. FIG.
Shows a fourth modification of the second embodiment. In this fourth modification, a piezoelectric element having the same capacitance as that of the capacitor 50 is used instead of the capacitor 50 of the second embodiment. The use of the 50b has a structural feature.

【0046】これにより、本第4変形例によっても、上
記第2実施例と同様の作用効果を達成できる。なお、上
記第4変形例において、図12にて示すごとく、ダイオ
ード70のカソードを平滑用コンデンサ120aを介し
接地するとともにこのコンデンサ120aに抵抗130
aを並列接続し、一方、ダイオード90のアノードを平
滑用コンデンサ140aを介して接地するとともにこの
コンデンサ140aに抵抗150aを並列接続するよう
に実施してもよい。
Thus, according to the fourth modification, the same operation and effect as those of the second embodiment can be achieved. In the fourth modification, as shown in FIG. 12, the cathode of the diode 70 is grounded via a smoothing capacitor 120a, and a resistor 130 is connected to the capacitor 120a.
a, the anode of the diode 90 may be grounded via a smoothing capacitor 140a, and the resistor 150a may be connected in parallel to the capacitor 140a.

【0047】これにより、ダイオード70、90からの
各高電圧をコンデンサ120a、140aによりそれぞ
れ平滑化するので、倍電圧全波整流した後の電流の使用
状態が良好となる。また、各抵抗130a、150aに
より負荷の有無による高電圧の変動を抑制できる。この
ことは、各抵抗130a、150aが高電圧発生装置の
内部インピーダンスを下げる役割をもつことを意味す
る。その結果、より一層使い易い高電圧発生装置の提供
が可能となる。
As a result, the high voltages from the diodes 70 and 90 are smoothed by the capacitors 120a and 140a, respectively, so that the use state of the current after the double voltage full-wave rectification is improved. In addition, fluctuations in high voltage due to the presence or absence of a load can be suppressed by the resistors 130a and 150a. This means that each of the resistors 130a and 150a has a role of lowering the internal impedance of the high voltage generator. As a result, it is possible to provide a high-voltage generator that is easier to use.

【0048】図13乃至図15は本発明の第3実施例を
示しており、この第3実施例においては、上記第1実施
例において圧電素子40及びコンデンサ50に代えて圧
電素子160を採用したことにその構成上の特徴があ
る。圧電素子160は、円板状の圧電振動子161の下
面に負側の円弧板状の分割電極162、163を形成
し、一方、圧電振動子161の上面に正側の円弧板状の
分割電極164、165を形成して構成されている。
FIGS. 13 to 15 show a third embodiment of the present invention. In this third embodiment, a piezoelectric element 160 is employed in place of the piezoelectric element 40 and the capacitor 50 in the first embodiment. In particular, there is a characteristic in its configuration. The piezoelectric element 160 has negative arc-shaped plate-shaped divided electrodes 162 and 163 formed on the lower surface of a disk-shaped piezoelectric vibrator 161, and a positive arc-shaped plate-shaped divided electrode on the upper surface of the piezoelectric vibrator 161. 164 and 165 are formed.

【0049】この場合、両分割電極162及び163の
各中心角が、それぞれ、例えば、240度及び120度
(図14参照)となっており、一方、両分割電極164
及び165の各中心角が、それぞれ、例えば、120度
及び240度(図15参照)となっている。また、分割
電極162は中心角120度の各円弧状部分162a、
162bからなり、一方、分割電極165は中心角12
0度の各円弧状部分165a、165bからなる。そし
て、円弧状部分162aが圧電振動子161を介して分
割電極164に対向し、円弧状部分162bが圧電振動
子161を介して円弧状部分165aに対向し、かつ、
分割電極163が圧電振動子161を介して円弧状部分
165bに対向している。
In this case, the central angles of the two divided electrodes 162 and 163 are, for example, 240 degrees and 120 degrees (see FIG. 14), respectively.
, And 165 are, for example, 120 degrees and 240 degrees (see FIG. 15), respectively. In addition, the divided electrode 162 has arc-shaped portions 162a having a central angle of 120 degrees,
162b, while the split electrode 165 has a central angle of 12
Each of the arc-shaped portions 165a and 165b at 0 degree is formed. The arc-shaped portion 162a faces the divided electrode 164 via the piezoelectric vibrator 161; the arc-shaped portion 162b faces the arc-shaped portion 165a via the piezoelectric vibrator 161;
The divided electrode 163 faces the arc-shaped portion 165b via the piezoelectric vibrator 161.

【0050】また、分割電極162は、ダイオード60
のカソード及びダイオード70のアノードに接続される
とともに、コンデンサ23を通してトランジスタ21の
ベースに接続されている。分割電極163は、ダイオー
ド80のアノード及びダイオード90のカソードに接続
されている。また、分割電極164は接地され、分割電
極165は高周波トランス30の2次側コイル32を通
して接地されている。
The split electrode 162 is connected to the diode 60
And the anode of the diode 70, and is connected to the base of the transistor 21 through the capacitor 23. The split electrode 163 is connected to the anode of the diode 80 and the cathode of the diode 90. The split electrode 164 is grounded, and the split electrode 165 is grounded through the secondary coil 32 of the high frequency transformer 30.

【0051】このような圧電素子160においては、円
弧状部分162a、これに対向する圧電振動子161の
部分及び分割電極164が上記第1実施例におけるコン
デンサ50と同様の機能を有する。また、分割電極16
5、これに対向する圧電振動子161の部分、円弧状部
分162b及び分割電極163が上記第1実施例にて述
べた圧電素子40と同様に機能を有する。
In such a piezoelectric element 160, the arc-shaped portion 162a, the portion of the piezoelectric vibrator 161 facing the arc-shaped portion 162a, and the split electrode 164 have the same functions as the capacitor 50 in the first embodiment. In addition, the split electrode 16
5, the portion of the piezoelectric vibrator 161 opposed thereto, the arc-shaped portion 162b, and the divided electrode 163 have the same function as the piezoelectric element 40 described in the first embodiment.

【0052】これにより、圧電素子160と高周波トラ
ンス30の2次側コイル32が、上記第1実施例にて述
べた圧電素子40、コンデンサ50及び高周波トランス
30の2次側コイル32からなる直列共振回路と同様の
直列共振回路を構成する。その結果、本第3実施例によ
れば、コンデンサ50を別部品として採用することな
く、単一の圧電素子160の採用のもとに、上記第1実
施例と同様の作用効果を達成できる。
As a result, the piezoelectric element 160 and the secondary coil 32 of the high frequency transformer 30 are connected to the series resonance of the piezoelectric element 40, the capacitor 50 and the secondary coil 32 of the high frequency transformer 30 described in the first embodiment. A series resonance circuit similar to the circuit is configured. As a result, according to the third embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be achieved without employing the capacitor 50 as a separate component and employing the single piezoelectric element 160.

【0053】なお、本発明の実施にあたっては、トラン
ジスタ回路20及び高周波トランス30からなる発振回
路に限ることなく、圧電素子が含まれる直列共振回路を
構成できる発振回路であれば、十分である。また、本発
明の実施にあたっては、上記各実施例における両倍電圧
整流回路からの正及び負の高電圧の一方の極性を反転さ
せて、共に、同一極性の高電圧として取り出すようにし
てもよい。これにより、高周波トランス30から直流的
に遮断した状態にて同一極性の2種類の高電圧の適正な
発生が可能となる。
In practicing the present invention, an oscillation circuit that can form a series resonance circuit including a piezoelectric element is sufficient without being limited to the oscillation circuit including the transistor circuit 20 and the high-frequency transformer 30. Further, in practicing the present invention, one of the positive and negative high voltages from the double voltage rectifier circuit in each of the above embodiments may be inverted to take out both as high voltages of the same polarity. . This makes it possible to properly generate two types of high voltages having the same polarity in a state where the high-frequency transformer 30 is cut off in a DC manner.

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

【図1】本発明の第1実施例を示す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の圧電素子の下面図である。FIG. 2 is a bottom view of the piezoelectric element of FIG.

【図3】図1の圧電素子の上面図である。FIG. 3 is a top view of the piezoelectric element of FIG.

【図4】上記第1実施例の変形例を示す回路構成図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a modification of the first embodiment.

【図5】本発明の第2実施例を示す回路構成図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】図5の直列接続した両圧電素子の場合の発生電
流を、両圧電素子を並列接続した場合と比較したグラフ
である。
6 is a graph comparing the current generated in the case of both piezoelectric elements connected in series in FIG. 5 with the case where both piezoelectric elements are connected in parallel.

【図7】上記第2実施例の第1変形例を示す回路構成図
である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a first modification of the second embodiment.

【図8】図7の構成における入出力電圧特性を示すグラ
フである。
8 is a graph showing input / output voltage characteristics in the configuration of FIG.

【図9】上記第2実施例の第2変形例を示す回路構成図
である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a second modification of the second embodiment.

【図10】上記第2実施例の第3変形例を示す回路構成
図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a third modification of the second embodiment.

【図11】上記第2実施例の第4変形例を示す回路構成
図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a fourth modification of the second embodiment.

【図12】上記第4変形例の部分的変形例を示す回路構
成図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a partial modification of the fourth modification.

【図13】本発明の第3実施例を示す回路構成図であ
る。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図14】図13の圧電素子の下面図である。FIG. 14 is a bottom view of the piezoelectric element of FIG.

【図15】図13の圧電素子の上面図である。FIG. 15 is a top view of the piezoelectric element of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20・・・トランジスタ回路、30・・・高周波トラン
ス、40、50a、50b、110・・・圧電素子、4
2・・・共通電極、43、44・・・分割電極、50、
110a、110b・・・コンデンサ、60、70、8
0、90・・・ダイオード。
Reference numeral 20: transistor circuit, 30: high-frequency transformer, 40, 50a, 50b, 110: piezoelectric element, 4
2 ... common electrode, 43, 44 ... divided electrode, 50,
110a, 110b ... capacitors, 60, 70, 8
0, 90... Diodes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/24 H02M 7/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 3/24 H02M 7/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 円板状の圧電振動子と、この圧電振動子
の一面に形成された円板状の共通電極と、前記圧電振動
子の他面に形成され前記共通電極に対向する半円板状の
両分割電極とを有し、前記共通電極及び前記両分割電極
の一方を介して発振手段及び容量素子と共に直列共振回
路を構成する圧電素子と、 前記直列共振回路の共振に伴い前記圧電素子からその共
通電極を介し共振電圧を受けて倍電圧全波整流し高電圧
として発生する第1の倍電圧全波整流手段と、 前記圧電素子からその両分割電極の他方を介し共振電圧
を受けて倍電圧全波整流し高電圧として発生する第2の
倍電圧全波整流手段とを備える高電圧発生装置。
1. A disk-shaped piezoelectric vibrator, and the piezoelectric vibrator
A disk-shaped common electrode formed on one surface of the piezoelectric vibrator;
A semi-disc-shaped divided electrode formed on the other surface of the element and facing the common electrode, and is connected in series with an oscillating means and a capacitive element via one of the common electrode and the divided electrodes. A piezoelectric element forming a resonance circuit; and a first voltage doubler full-wave rectifier that receives a resonance voltage from the piezoelectric element via its common electrode and generates a double-voltage full-wave rectifier as a high voltage with the resonance of the series resonance circuit. And a second voltage doubler full-wave rectifier for receiving a resonance voltage from the piezoelectric element via the other of the two divided electrodes and performing double-voltage full-wave rectification to generate a high voltage.
【請求項2】 円板状の圧電振動子と、この圧電振動子
の一面に形成された円板状の共通電極と、前記圧電振動
子の他面に形成され前記共通電極に対向する半円板状の
両分割電極とを有し、前記共通電極及び前記両分割電極
の一方を介して発振手段及び容量素子と共に直列共振回
路を構成する圧電素子と、 前記直列共振回路の共振に伴い前記圧電素子からその一
方の分割電極を介し共振電圧を受けて倍電圧全波整流し
高電圧として発生する第1の倍電圧全波整流手段と、 前記圧電素子からその他方の分割電極を介し共振電圧を
受けて倍電圧全波整流し高電圧として発生する第2の倍
電圧全波整流手段とを備える高電圧発生装置。
2. A disk-shaped piezoelectric vibrator, and the piezoelectric vibrator
A disk-shaped common electrode formed on one surface of the piezoelectric vibrator;
A semi-disc-shaped divided electrode formed on the other surface of the element and facing the common electrode, and is connected in series with an oscillating means and a capacitive element via one of the common electrode and the divided electrodes. A piezoelectric element constituting a resonance circuit; and a first voltage doubler which receives a resonance voltage from the piezoelectric element via one of the divided electrodes in accordance with the resonance of the series resonance circuit and performs full-wave voltage rectification and generates a high voltage. A high voltage generator comprising: a wave rectifying unit; and a second voltage doubler full wave rectifying unit that receives a resonance voltage from the piezoelectric element via the other divided electrode and performs double voltage full wave rectification to generate a high voltage.
【請求項3】 円板状の圧電振動子と、この圧電振動子
の一面に形成された円弧板状の第1、第2の分割電極
と、圧電振動子の他面に形成された円弧板状の第3、第
4の分割電極とを有し、前記第1の分割電極は、第1、
第2の円弧状部分からなり、前記第4の分割電極は、第
3、第4の円弧状部分からなり、前記第1の円弧状部分
は前記第3の分割電極に対向し、前記第2の円弧状部分
は前記第3の円弧状部分に対向し、前記第2の分割電極
は前記第4の円弧状部分に対向しており、前記第1の円
弧状部分、これと対向する前記圧電振動子の部分及び前
記第3の分割電極にて容量素子と同様の機能を有する部
分を構成し、前記前記第3の円弧状部分及び前記第2の
円弧状部分を介して発振手段及び前記容量素子と同様の
機能を有する部分と共に直列共振回路を構成する圧電素
子と、 前記直列共振回路の共振に伴い前記圧電素子から前記第
1の分割電極を介し共振電圧を受けて倍電圧全波整流し
高電圧として発生する第1の倍電圧全波整流手段と、 前記圧電素子から前記第2の分割電極を介し共振電圧を
受けて倍電圧全波整流し高電圧として発生する第2の倍
電圧全波整流手段とを備える高電圧発生装置。
3. A disk-shaped piezoelectric vibrator, and said piezoelectric vibrator
First and second arcuate plate-shaped divided electrodes formed on one surface
And third and fourth arc-shaped plates formed on the other surface of the piezoelectric vibrator.
And the first divided electrode includes a first divided electrode and a first divided electrode.
A second arc-shaped portion, wherein the fourth divided electrode is
3. The first arc-shaped portion, comprising a fourth arc-shaped portion
Is opposed to the third divided electrode, and the second arc-shaped portion
Is opposed to the third arc-shaped portion, and the second divided electrode
Is opposed to the fourth arc-shaped portion, and the first circle is
An arcuate portion, a portion of the piezoelectric vibrator facing the arcuate portion, and a front portion
A portion having the same function as the capacitive element in the third divided electrode
The third arc-shaped portion and the second arc-shaped portion.
The same as the oscillating means and the capacitive element via the arc-shaped portion
A piezoelectric element constituting a series resonant circuit together with the portion having the function, said from the piezoelectric element due to the resonance of the series resonant circuit first
A first voltage doubler full-wave rectifier that receives a resonance voltage via one split electrode and generates a doubled voltage full-wave rectification as a high voltage, and receives a resonance voltage from the piezoelectric element via the second split electrode. A second voltage doubler full-wave rectifier for generating a high voltage by performing voltage doubler full-wave rectification.
【請求項4】 前記第1の分割電極の中心角は240度
であり、前記第2の分割電極の中心角は120度である
ことを特徴とする請求項3に記載の高電圧発生装置。
4. A central angle of said first divided electrode is 240 degrees.
The high voltage generator according to claim 3 , wherein a central angle of the second divided electrode is 120 degrees .
【請求項5】 前記第4の分割電極の中心角は240度
であり、前記第3の分割電極の中心角は120度である
ことを特徴とする請求項3に記載の高電圧発生装置。
5. A central angle of said fourth divided electrode is 240 degrees.
The high voltage generator according to claim 3, wherein a central angle of the third divided electrode is 120 degrees .
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