JP3413621B2 - 圧電トランスを用いた電圧変換装置 - Google Patents
圧電トランスを用いた電圧変換装置Info
- Publication number
- JP3413621B2 JP3413621B2 JP18032994A JP18032994A JP3413621B2 JP 3413621 B2 JP3413621 B2 JP 3413621B2 JP 18032994 A JP18032994 A JP 18032994A JP 18032994 A JP18032994 A JP 18032994A JP 3413621 B2 JP3413621 B2 JP 3413621B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- output
- piezoelectric transformer
- terminals
- terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 9
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電圧源から所定電
圧の交流あるいは直流を供給する電圧変換装置に関し、
特に、液晶ディスプレイ用バックライト点灯用のインバ
ータ電源に最適な、圧電トランスを用いた電圧変換装置
に関するものである。
圧の交流あるいは直流を供給する電圧変換装置に関し、
特に、液晶ディスプレイ用バックライト点灯用のインバ
ータ電源に最適な、圧電トランスを用いた電圧変換装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の圧電トランスに用いられて
いる圧電振動子の構造の概略を示す斜視図である。図４
において、圧電セラミックス矩形板１には長さ方向のお
よそ半分の部分に厚さ方向で対向する電極２および３が
形成され、電極２および３が形成された部分とは反対の
端面に電極４が形成されている。図４に示される従来の
圧電トランス用振動子において、電極２および３の部分
は厚さ方向に分極され、電極４と電極２および３との間
の部分は圧電セラミックス矩形板１の長さ方向に分極さ
れている。
いる圧電振動子の構造の概略を示す斜視図である。図４
において、圧電セラミックス矩形板１には長さ方向のお
よそ半分の部分に厚さ方向で対向する電極２および３が
形成され、電極２および３が形成された部分とは反対の
端面に電極４が形成されている。図４に示される従来の
圧電トランス用振動子において、電極２および３の部分
は厚さ方向に分極され、電極４と電極２および３との間
の部分は圧電セラミックス矩形板１の長さ方向に分極さ
れている。
【０００３】図５は、従来の圧電トランスの動作原理を
説明するための図であり、図５（ａ）は圧電セラミック
ス矩形板１の断面図、図５（ｂ）は圧電セラミックス矩
形板１が長さ方向振動の１波長共振モードで振動してい
る場合の変位分布であり、図５（ａ）において、電極３
をアース端子とし、電極２に圧電セラミックス矩形板１
の長さ方向振動の１波長共振モードの共振周波数に等し
い周波数の電圧を印加すると、矩形板１は、図５（ｂ）
及び（ｃ）に示すように振動する。この時、電極３と端
面電極４との間には圧電効果により、電圧を発生する。
したがって、電極２および３を１次側入力端子とし、電
極４および３を２次側出力端子とするトランスが得られ
る。なお、電極３は、入出力に共通である。
説明するための図であり、図５（ａ）は圧電セラミック
ス矩形板１の断面図、図５（ｂ）は圧電セラミックス矩
形板１が長さ方向振動の１波長共振モードで振動してい
る場合の変位分布であり、図５（ａ）において、電極３
をアース端子とし、電極２に圧電セラミックス矩形板１
の長さ方向振動の１波長共振モードの共振周波数に等し
い周波数の電圧を印加すると、矩形板１は、図５（ｂ）
及び（ｃ）に示すように振動する。この時、電極３と端
面電極４との間には圧電効果により、電圧を発生する。
したがって、電極２および３を１次側入力端子とし、電
極４および３を２次側出力端子とするトランスが得られ
る。なお、電極３は、入出力に共通である。
【０００４】図４および図５の従来の圧電トランスを用
いた電圧発生回路の従来例を図６を用いて説明する。
いた電圧発生回路の従来例を図６を用いて説明する。
【０００５】図６において、図４および図５に示した圧
電トランスを３１で、一次側入力端子を３２および３
３、２次側出力端子を３４で示す。電圧Ｖｃの直流源を
トランジスタ３５でスイッチングして得たパルス電圧を
圧電トランス３１の入力端子３２に供給する。入力端子
３３は抵抗３６を介して接地されている。出力端子３４
には整流器３７、３８および平滑用コンデンサ３９から
成る整流平滑回路が接続され、その出力に所定電圧の直
流を得ている。トランジスタ３５でスイッチングされた
パルスが１次側入力端子３２に加えられると、一時的に
端子３３から抵抗３６を介して１次側電流が流れ、その
大きさが電圧として検出され、移相回路４０を介して、
トランジスタ増幅器４１に供給され、そこで増幅された
後、トランジスタ３５に供給され、トランジスタ３５の
スイッチングを制御する。かくして、トランジスタ３５
のスイッチング周波数が、圧電トランス３１の動作に追
従して、共振周波数に安定化されるとともに、自励発振
が維持される。
電トランスを３１で、一次側入力端子を３２および３
３、２次側出力端子を３４で示す。電圧Ｖｃの直流源を
トランジスタ３５でスイッチングして得たパルス電圧を
圧電トランス３１の入力端子３２に供給する。入力端子
３３は抵抗３６を介して接地されている。出力端子３４
には整流器３７、３８および平滑用コンデンサ３９から
成る整流平滑回路が接続され、その出力に所定電圧の直
流を得ている。トランジスタ３５でスイッチングされた
パルスが１次側入力端子３２に加えられると、一時的に
端子３３から抵抗３６を介して１次側電流が流れ、その
大きさが電圧として検出され、移相回路４０を介して、
トランジスタ増幅器４１に供給され、そこで増幅された
後、トランジスタ３５に供給され、トランジスタ３５の
スイッチングを制御する。かくして、トランジスタ３５
のスイッチング周波数が、圧電トランス３１の動作に追
従して、共振周波数に安定化されるとともに、自励発振
が維持される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図６の電圧変換装置で
は、電源電圧Ｖｃをスイッチングして、圧電トランスの
１次側入力端子の一方３２に供給し、他方の端子３３は
抵抗３６を介して接地しているので、入力端子３２およ
び３３間に加わる電圧は、Ｖｃが限度であり、必要とす
る出力電圧を得るためには、電源電圧Ｖｃを高くする必
要がある。
は、電源電圧Ｖｃをスイッチングして、圧電トランスの
１次側入力端子の一方３２に供給し、他方の端子３３は
抵抗３６を介して接地しているので、入力端子３２およ
び３３間に加わる電圧は、Ｖｃが限度であり、必要とす
る出力電圧を得るためには、電源電圧Ｖｃを高くする必
要がある。
【０００７】図７は、長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ
１ｍｍの圧電セラミック矩形板を用いた図４の圧電トラ
ンスの負荷抵抗Ｒに対する効率と出力電圧の関係を示し
たグラフである。同図から明らかなように、図４の圧電
トランスでは、負荷抵抗Ｒが大きいときに、出力電圧は
高くなり、効率は圧電トランスの２次側の制動容量Ｃｄ
２の共振周波数でのインピーダンス（１／（ωｒ・Ｃｄ
２））に等しいときに最大となる。それ故、使用する負
荷抵抗の大きさにより、必要な出力電圧と効率の両方を
満足させる条件を選択することが必要である。入力電圧
が制限されている場合には、必要な出力電圧を得るため
に、圧電セラミックス矩形板の寸法を大きくしたり、１
次側に入力電圧のステップアップ用に電磁トランスを接
続する方法を採用する必要があるなどの欠点があった。
１ｍｍの圧電セラミック矩形板を用いた図４の圧電トラ
ンスの負荷抵抗Ｒに対する効率と出力電圧の関係を示し
たグラフである。同図から明らかなように、図４の圧電
トランスでは、負荷抵抗Ｒが大きいときに、出力電圧は
高くなり、効率は圧電トランスの２次側の制動容量Ｃｄ
２の共振周波数でのインピーダンス（１／（ωｒ・Ｃｄ
２））に等しいときに最大となる。それ故、使用する負
荷抵抗の大きさにより、必要な出力電圧と効率の両方を
満足させる条件を選択することが必要である。入力電圧
が制限されている場合には、必要な出力電圧を得るため
に、圧電セラミックス矩形板の寸法を大きくしたり、１
次側に入力電圧のステップアップ用に電磁トランスを接
続する方法を採用する必要があるなどの欠点があった。
【０００８】従って、本発明の課題は、上記した従来の
圧電トランスを用いた電圧変換装置の欠点を除去し、制
限された入力電圧の下でも、電磁トランスを用いること
無く、高い出力電圧を得ることができる圧電トランスを
用いた電圧変換装置を提供することである。
圧電トランスを用いた電圧変換装置の欠点を除去し、制
限された入力電圧の下でも、電磁トランスを用いること
無く、高い出力電圧を得ることができる圧電トランスを
用いた電圧変換装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、所定の
共振周波数を有する圧電振動子の励振用入力端子対を一
次側入力端子とし、該圧電振動子に該一次側入力端子と
は直流的に分離された端子対を２次側出力端子とした圧
電トランスと、所定の直流電圧をスイッチングして前記
共振周波数と等しい周波数を有し、互いに逆位相の２つ
のパルス電圧を出力するパルス発生回路と、該２つのパ
ルス電圧をそれぞれ前記一次側入力端子の対端子のそれ
ぞに供給し、前記２次側出力端子の対端子間から所用の
交流出力電圧を得ることを特徴とする圧電トランスを用
いた電圧変換装置が得られる。
共振周波数を有する圧電振動子の励振用入力端子対を一
次側入力端子とし、該圧電振動子に該一次側入力端子と
は直流的に分離された端子対を２次側出力端子とした圧
電トランスと、所定の直流電圧をスイッチングして前記
共振周波数と等しい周波数を有し、互いに逆位相の２つ
のパルス電圧を出力するパルス発生回路と、該２つのパ
ルス電圧をそれぞれ前記一次側入力端子の対端子のそれ
ぞに供給し、前記２次側出力端子の対端子間から所用の
交流出力電圧を得ることを特徴とする圧電トランスを用
いた電圧変換装置が得られる。
【００１０】本発明の電圧変換装置では、前記出力端子
に接続され前記出力電圧の一部を検出して検出電圧を出
力する分圧回路と、該検出電圧の位相を調整する移相回
路とを備え、また前記パルス発生回路はスイッチング周
波数を制御する制御信号端子を有しており、該移相回路
の出力を制御信号として前記制御信号端子に加え、スイ
ッチング周波数を安定化させることが好ましい。
に接続され前記出力電圧の一部を検出して検出電圧を出
力する分圧回路と、該検出電圧の位相を調整する移相回
路とを備え、また前記パルス発生回路はスイッチング周
波数を制御する制御信号端子を有しており、該移相回路
の出力を制御信号として前記制御信号端子に加え、スイ
ッチング周波数を安定化させることが好ましい。
【００１１】また、前記２次側出力端子に整流平滑回路
を設け、所定電圧の直流出力を得ることができる。
を設け、所定電圧の直流出力を得ることができる。
【００１２】
【作用】本発明の電圧変換装置においては、圧電トラン
スの１次側入力端子と２次側出力端子が直流的に分離さ
れており、しかも、それぞれ、対端子からなっている。
また、パルス発生回路が、所定の直流電圧Ｖｃをスイッ
チングして、圧電トランスの共振周波数と等しい周波数
を有し互いに逆位相の２つのパルス電圧を出力し、該２
つのパルス電圧をそれぞれ前記１次側入力端子の対端子
のそれぞに供給しているから、一次側入力端子の電位の
変化は、直流電圧Ｖｃの２倍になり、したがって、出力
電圧も２倍になる。結果的に昇圧比が２倍になる。
スの１次側入力端子と２次側出力端子が直流的に分離さ
れており、しかも、それぞれ、対端子からなっている。
また、パルス発生回路が、所定の直流電圧Ｖｃをスイッ
チングして、圧電トランスの共振周波数と等しい周波数
を有し互いに逆位相の２つのパルス電圧を出力し、該２
つのパルス電圧をそれぞれ前記１次側入力端子の対端子
のそれぞに供給しているから、一次側入力端子の電位の
変化は、直流電圧Ｖｃの２倍になり、したがって、出力
電圧も２倍になる。結果的に昇圧比が２倍になる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１４】図１は、本発明の電圧変換装置に用いる圧
電トランスの１実施例を示す斜視図である。同図を参照
して、圧電セラミックス矩形板１１の一方の端面から前
記圧電セラミックス矩形板の長さのおよそ２分の１の領
域のほぼ全面に厚さ方向に対向する第１の対向電極１２
および１３が形成され、残りの２分の１の領域の両側面
に、第２の対向電極１４および１５が形成されている。
図１の圧電セラミックス矩形板１１は、その半分の領域
で第一の対向電極１２及び１３により、厚さ方向に分極
されており、残りの半分の領域は、第２の対向電極１
４、１５により幅方向に分極されている。分極方向を白
抜き矢印で示す。
電トランスの１実施例を示す斜視図である。同図を参照
して、圧電セラミックス矩形板１１の一方の端面から前
記圧電セラミックス矩形板の長さのおよそ２分の１の領
域のほぼ全面に厚さ方向に対向する第１の対向電極１２
および１３が形成され、残りの２分の１の領域の両側面
に、第２の対向電極１４および１５が形成されている。
図１の圧電セラミックス矩形板１１は、その半分の領域
で第一の対向電極１２及び１３により、厚さ方向に分極
されており、残りの半分の領域は、第２の対向電極１
４、１５により幅方向に分極されている。分極方向を白
抜き矢印で示す。
【００１５】図１において、第１の対向電極１２および
１３に、圧電セラミックス矩形板１１の長さ方向の１波
長共振モードの共振周波数にほぼ等しい周波数の電圧を
印加すると、逆圧電横効果により圧電セラミックス矩形
板１１は長さ方向に共振する。この時、第２の対向電極
１４、１５には圧電横効果により電圧が発生する。すな
わち、第１の対向電極１２および１３を１次側とし、第
２の対向電極１４、１５を２次側とする圧電トランスが
得られる。
１３に、圧電セラミックス矩形板１１の長さ方向の１波
長共振モードの共振周波数にほぼ等しい周波数の電圧を
印加すると、逆圧電横効果により圧電セラミックス矩形
板１１は長さ方向に共振する。この時、第２の対向電極
１４、１５には圧電横効果により電圧が発生する。すな
わち、第１の対向電極１２および１３を１次側とし、第
２の対向電極１４、１５を２次側とする圧電トランスが
得られる。
【００１６】図２は，本発明の１実施例を示す回路図
で、図１の圧電トランスを用いた電圧変換装置の構成を
示す。同図において、圧電トランスは２１で示し、一次
側端子は２２ａ、２２ｂで示し、２次側端子は２３ａ、
２３ｂで示した。２４は直流電圧Ｖｃを別々のトランジ
スタスイッチング回路でスイッチングして互いに逆位相
の２つのパルス電圧を発生するパルス回路である。各パ
ルス電圧について、振幅はＶｃで、周波数は圧電トラン
ス２１の共振周波数に等しい。この互いに逆位相の２の
パルス電圧は、それぞれ、圧電トランス２１の１次側端
子２２ａ、２２ｂに印加されている。また、２次側端子
２３ａと２３ｂ間には、負荷２５と分圧抵抗２６が直列
に接続されており、端子２３ｂは接地されている。分圧
抵抗２６で検出された電圧は、移相回路２７を介して、
増幅器２８に印加され、その出力はパルス発生回路２４
の制御入力端子２９に印加されている。
で、図１の圧電トランスを用いた電圧変換装置の構成を
示す。同図において、圧電トランスは２１で示し、一次
側端子は２２ａ、２２ｂで示し、２次側端子は２３ａ、
２３ｂで示した。２４は直流電圧Ｖｃを別々のトランジ
スタスイッチング回路でスイッチングして互いに逆位相
の２つのパルス電圧を発生するパルス回路である。各パ
ルス電圧について、振幅はＶｃで、周波数は圧電トラン
ス２１の共振周波数に等しい。この互いに逆位相の２の
パルス電圧は、それぞれ、圧電トランス２１の１次側端
子２２ａ、２２ｂに印加されている。また、２次側端子
２３ａと２３ｂ間には、負荷２５と分圧抵抗２６が直列
に接続されており、端子２３ｂは接地されている。分圧
抵抗２６で検出された電圧は、移相回路２７を介して、
増幅器２８に印加され、その出力はパルス発生回路２４
の制御入力端子２９に印加されている。
【００１７】パルス発生回路２４は、その制御入力端子
２９を有するフリップフロップａ２４１を有し、その２
出力に逆極性の信号Ｑ、Ｑバーを保持しており、入力端
子にハイレベル信号が入力する度に、その２出力はそれ
までの信号レベルを逆転する。逆極性の信号Ｑ、Ｑバー
は、トランジスタスイッチング回路２４２，２４３に供
給され、そのオンオフを制御する。すなわち、それぞれ
直流電圧＋Ｖｃをスイッチングする。
２９を有するフリップフロップａ２４１を有し、その２
出力に逆極性の信号Ｑ、Ｑバーを保持しており、入力端
子にハイレベル信号が入力する度に、その２出力はそれ
までの信号レベルを逆転する。逆極性の信号Ｑ、Ｑバー
は、トランジスタスイッチング回路２４２，２４３に供
給され、そのオンオフを制御する。すなわち、それぞれ
直流電圧＋Ｖｃをスイッチングする。
【００１８】図２の電圧変換装置では、圧電トランス２
１の入力端子２２ａ、２２ｂがアースに対してフローテ
ィングの状態でパルス発生回路２７に接続されているた
め、パルス発生回路２２から互いに逆位相の電圧パルス
がそれぞれ印加されると、１次側の入力端子２２ａ、２
２ｂ間には、実効的に、電圧Ｖｃの２倍の電圧のパルス
が印加されたことになる。したがって、実効的に圧電ト
ランスの昇圧比が２倍になったことと同じである。
１の入力端子２２ａ、２２ｂがアースに対してフローテ
ィングの状態でパルス発生回路２７に接続されているた
め、パルス発生回路２２から互いに逆位相の電圧パルス
がそれぞれ印加されると、１次側の入力端子２２ａ、２
２ｂ間には、実効的に、電圧Ｖｃの２倍の電圧のパルス
が印加されたことになる。したがって、実効的に圧電ト
ランスの昇圧比が２倍になったことと同じである。
【００１９】さらに、２次側出力端子２３ａ、２３ｂに
発生した出力電圧の一部が負荷抵抗２５に直列に接続さ
れた分圧用抵抗２６により検出され、その位相を移相回
路２７で調整し、増幅回路２８で増幅後、制御入力端子
２９に与えて、フリップフロップ２４１を制御し、スイ
ッチング周期を制御している。したがって、パルス発生
回路２４、圧電トランス２１、分圧用抵抗２６、移相回
路２７、増幅器２８、制御入力端子２９の系で自励発振
回路を形成している。したがって、負荷変動や環境条件
の変化に対しても、圧電トランス２１の共振周波数を追
尾して安定な自励発振を継続して、所定の電圧を安定し
て供給することができる。
発生した出力電圧の一部が負荷抵抗２５に直列に接続さ
れた分圧用抵抗２６により検出され、その位相を移相回
路２７で調整し、増幅回路２８で増幅後、制御入力端子
２９に与えて、フリップフロップ２４１を制御し、スイ
ッチング周期を制御している。したがって、パルス発生
回路２４、圧電トランス２１、分圧用抵抗２６、移相回
路２７、増幅器２８、制御入力端子２９の系で自励発振
回路を形成している。したがって、負荷変動や環境条件
の変化に対しても、圧電トランス２１の共振周波数を追
尾して安定な自励発振を継続して、所定の電圧を安定し
て供給することができる。
【００２０】なお、図２の例では、圧電トランスの２次
側の交流出力が負荷に供給されているが、負荷が直流を
必要とするときは、図２の２５、２６を分圧抵抗とし、
２５２６の直列回路の両端に図６の３７、３８、３９で
構成される整流平滑回路を接続し、コンデンサ３９の両
端に直流負荷を接続すれば良い。
側の交流出力が負荷に供給されているが、負荷が直流を
必要とするときは、図２の２５、２６を分圧抵抗とし、
２５２６の直列回路の両端に図６の３７、３８、３９で
構成される整流平滑回路を接続し、コンデンサ３９の両
端に直流負荷を接続すれば良い。
【００２１】図４は、本発明の電圧変換装置に用いられ
る圧電トランスの別の例を示す斜視図である。この圧電
トランスは、図４の従来の圧電トランスと類似している
が、アース端子用電極として、１次側の３のみでなく、
２次側用として，電極３に近接して電極３´を設けたも
のである。この圧電トランスは、図１のものと同様に１
次側入力端子対２２ａ、２２ｂと２次側出力端子対２３
ａ、２３ｂとを有し、直流的に互いに分離することがで
きる。
る圧電トランスの別の例を示す斜視図である。この圧電
トランスは、図４の従来の圧電トランスと類似している
が、アース端子用電極として、１次側の３のみでなく、
２次側用として，電極３に近接して電極３´を設けたも
のである。この圧電トランスは、図１のものと同様に１
次側入力端子対２２ａ、２２ｂと２次側出力端子対２３
ａ、２３ｂとを有し、直流的に互いに分離することがで
きる。
【００２２】１次側入力端子対２２ａ、２２ｂ、及び２
次側出力端子対２３ａ、２３ｂは図の通りとなり、それ
ぞれの端子を図２と同様に、パルス発生回路２４及び負
荷２５、分圧抵抗２６に接続することによって、同様
に、昇圧比が高くかつ安定な出力を得ることのできる電
圧変換装置を提供できる。
次側出力端子対２３ａ、２３ｂは図の通りとなり、それ
ぞれの端子を図２と同様に、パルス発生回路２４及び負
荷２５、分圧抵抗２６に接続することによって、同様
に、昇圧比が高くかつ安定な出力を得ることのできる電
圧変換装置を提供できる。
【００２３】図２において、パルス発生回路２４におけ
る２つのトランジスタスイッチング回路２４２、２４３
は、いずれもＰＮＰ型及びＮＰＮ型トランジスタを用い
て構成したが、型の組み合わせや接続は他に種々構成で
きることはいうまでもない。
る２つのトランジスタスイッチング回路２４２、２４３
は、いずれもＰＮＰ型及びＮＰＮ型トランジスタを用い
て構成したが、型の組み合わせや接続は他に種々構成で
きることはいうまでもない。
【００２４】また、圧電トランスとしても、図１及び図
３に示された以外の構成であっても、１次側入力端子対
と２次側出力端子対とを有し、１次側と２次側とが直流
的に互いに分離することができるものであれば良い。一
般的には、図１及び図３のものが、電極構造が単純であ
るので好ましい。
３に示された以外の構成であっても、１次側入力端子対
と２次側出力端子対とを有し、１次側と２次側とが直流
的に互いに分離することができるものであれば良い。一
般的には、図１及び図３のものが、電極構造が単純であ
るので好ましい。
【００２５】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の電圧変
換装置によれば、圧電トランスへの入力電圧を実効的に
ほぼ２倍にすることができるため、昇圧比をほぼ２倍と
することができ、例えば液晶バックライト用の冷陰極管
等のように数１０ｋΩ〜数百ｋΩの負荷インピーダンス
に対しても、ステップアップ用に電磁トランスを用いた
り、高電圧直流源を用意したりすることなく、所望の出
力電圧を効率良く発生させることができる。
換装置によれば、圧電トランスへの入力電圧を実効的に
ほぼ２倍にすることができるため、昇圧比をほぼ２倍と
することができ、例えば液晶バックライト用の冷陰極管
等のように数１０ｋΩ〜数百ｋΩの負荷インピーダンス
に対しても、ステップアップ用に電磁トランスを用いた
り、高電圧直流源を用意したりすることなく、所望の出
力電圧を効率良く発生させることができる。
【図１】本発明の一実施例の電圧変換装置で用いる圧電
トランスの構成を示す斜視図である。
トランスの構成を示す斜視図である。
【図２】図１の圧電トランスを用いた電圧変換装置の一
実施例を示す回路図である。
実施例を示す回路図である。
【図３】本発明の電圧変換装置で用いられる圧電トラン
スの他の例を示す斜視図である。
スの他の例を示す斜視図である。
【図４】従来の圧電トランスの構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】（ａ）は図４の圧電トランスの断面図である。
（ｂ）は図４の圧電トランスが振動している際の変位分
布を示す図である。（ｃ）は図５（ｂ）に対応する歪分
布を示す図である。
（ｂ）は図４の圧電トランスが振動している際の変位分
布を示す図である。（ｃ）は図５（ｂ）に対応する歪分
布を示す図である。
【図６】図４の圧電トランスを用いた従来の電圧変換装
置を示す回路図である。
置を示す回路図である。
【図７】図４に示した圧電トランスの負荷抵抗に対する
効率と昇圧比の関係を示す図である。
効率と昇圧比の関係を示す図である。
１、１１ 圧電セラミックス矩形板
２、３；１２、１３ 第１の対向電極
３´ ２次側出力接地用電極
４ 端面電極
１４、１５ 第２の対向電極
２１ 圧電トランス
２２ａ、２２ｂ １次側入力端子
２３ａ、２３ｂ ２次側入力端子
２４ パルス発生回路
２５ 負荷
２６ 分圧抵抗
２７ 移相回路
２８ 増幅器
２９ 制御入力端子
２４１ フリップフロップ
２４２、２４３ トランジスタスイッチング回路
３７、３８ 整流器
３９ コンデンサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−177451（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−220386（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 7/48
H01L 41/107
H02M 3/24
Claims (3)
- 【請求項１】 所定の共振周波数を有する圧電振動子の
励振用入力端子対を一次側入力端子とし、該圧電振動子
に該一次側入力端子とは直流的に分離された端子対を２
次側出力端子とした圧電トランスと、所定の直流電圧を
スイッチングして前記共振周波数と等しい周波数を有
し、互いに逆位相の２つのパルス電圧を出力するパルス
発生回路と、該２つのパルス電圧をそれぞれ前記一次側
入力端子の対端子のそれぞれに供給し、前記２次側出力
端子の対端子間から所用の交流出力電圧を得ることを特
徴とする圧電トランスを用いた電圧変換装置。 - 【請求項２】 前記出力端子に接続され前記出力電圧の
一部を検出して検出電圧を出力する分圧回路と、該検出
電圧の位相を調整する移相回路とを備え、前記パルス発
生回路はスイッチング周波数を制御する制御信号端子を
有し、該移相回路の出力を制御信号として前記制御信号
端子に加え、スイッチング周波数を安定化させることを
特徴とする請求項１に記載の圧電トランスを用いた電圧
変換装置。 - 【請求項３】 前記２次側出力端子に整流平滑回路を設
け、所定電圧の直流出力を得ることを特徴とする請求項
１あるいは請求項２記載の圧電トランスを用いた電圧変
換装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18032994A JP3413621B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 圧電トランスを用いた電圧変換装置 |
| CN95115028A CN1082257C (zh) | 1994-07-18 | 1995-07-18 | 压电变压器及采用该变压器的电压变换装置 |
| EP95111237A EP0693789A3 (en) | 1994-07-18 | 1995-07-18 | Piezoelectric transformer with primary and secondary electrodes isolated from each other and voltage converters using the same |
| KR1019950021723A KR100325648B1 (ko) | 1994-07-18 | 1995-07-18 | 압전트랜스를이용한전압변환장치 |
| US08/707,144 US5777425A (en) | 1994-07-18 | 1996-09-03 | Voltage converter for use with a piezoelectric transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18032994A JP3413621B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 圧電トランスを用いた電圧変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0847265A JPH0847265A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3413621B2 true JP3413621B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=16081316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18032994A Expired - Fee Related JP3413621B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-08-01 | 圧電トランスを用いた電圧変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3413621B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3432646B2 (ja) * | 1995-08-16 | 2003-08-04 | 松下電器産業株式会社 | 圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置 |
| JP3031265B2 (ja) * | 1996-10-24 | 2000-04-10 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスの駆動回路および駆動方法 |
| US5969963A (en) * | 1997-01-14 | 1999-10-19 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Power converting device supplying AC voltage of a continuous wave form |
| JP3246397B2 (ja) * | 1997-06-19 | 2002-01-15 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスの駆動回路 |
| JP3282594B2 (ja) * | 1998-10-05 | 2002-05-13 | 株式会社村田製作所 | 圧電トランスインバータ |
-
1994
- 1994-08-01 JP JP18032994A patent/JP3413621B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0847265A (ja) | 1996-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6433458B2 (en) | Method and unit for driving piezoelectric transformer used for controlling luminance of cold-cathode tube | |
| JP2618685B2 (ja) | 圧電振動子駆動回路 | |
| JP3119154B2 (ja) | 圧電トランス及びそれを用いた電力変換装置 | |
| KR100325648B1 (ko) | 압전트랜스를이용한전압변환장치 | |
| KR900005855A (ko) | 플라즈마 에칭 시스템 및 그 구동방법 | |
| US20200098968A1 (en) | Power converter | |
| KR840005001A (ko) | 텔레비젼 표시 시스템용 압전 얼터전압 발생기 | |
| JP3413621B2 (ja) | 圧電トランスを用いた電圧変換装置 | |
| US5394048A (en) | High-voltage generator | |
| JP2002017090A (ja) | 圧電トランスの駆動方法および駆動装置 | |
| JP2004533708A (ja) | 圧電トランスおよび動作方法 | |
| JP2775254B2 (ja) | 非線形容量性負荷駆動用▲高▼周波▲高▼圧電源 | |
| JP2001086758A (ja) | 圧電トランスの駆動方法及びその装置 | |
| US5986384A (en) | Self-oscillation type signal converter | |
| EP0078864A1 (en) | Transistor inverter device | |
| KR100248319B1 (ko) | 고승압비 및 고효율 상태로 압전 변압기를 구동하는 방법 | |
| US6118206A (en) | Piezoelectric signal converter | |
| JP2005184896A (ja) | 圧電トランスの駆動回路 | |
| JP3025651B2 (ja) | 圧電トランス | |
| JPH08149851A (ja) | 圧電トランス駆動装置 | |
| JPH04145876A (ja) | 超音波アクチュエータ駆動回路 | |
| JP4277143B2 (ja) | 自励発振型信号変換装置 | |
| JP4392541B2 (ja) | 圧電信号変換装置 | |
| TW431060B (en) | Piezoelectric-transformer inverter | |
| JP4277144B2 (ja) | 自励発振型信号変換装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030305 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090404 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100404 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110404 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120404 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120404 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130404 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130404 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140404 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |