JP4066393B2 - Piezoelectric transformer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、昇圧用、もしくは、降圧用の圧電セラミックスを用いた圧電トランスに関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯テレビやノート型パソコンをはじめ、各種携帯用電子機器の普及に伴い、これら携帯用電子機器の、高効率化、小型低背化、電磁ノイズの低減や低消費電力化の要求が高まっている。そこで、電磁誘導トランスに変えて、機械振動のエネルギーを変換媒体とする圧電トランスの搭載が検討されている。圧電トランスは、電磁誘導トランスと比較して、エネルギー密度が高く、電磁ノイズの放射がないためである。
【0003】
一方、圧電トランスは、放射ノイズは、ほとんど無いものの、伝導ノイズに関しては、容量性の素子であることから、入出力間に大きな結合容量が存在し、入出力間のインピーダンスが極端に低く、伝導ノイズに対する耐性が低い。そこで、圧電トランスは、特にコモンモード(伝導)ノイズに対して、従来の電磁誘導トランス以上に対策が必要になる。
【0004】
一例として、ACアダプタを考えると、入力側に伝導ノイズ対策用のコモンモードチョークコイルがあり、次に、全波整流回路と、直流回路に並列に大きなコンデンサ(瞬時断線対策用を兼ねた脈動抑制用の平滑コンデンサ)がある。その次に、直流を交流に変換するスイッチング回路があり、ここで変換された交流電力が電磁誘導トランスに入り、所定の交流電圧に変換される。最後に、変圧された交流電力を整流し、所定の直流電力を出力するのが、スイッチング方式のACアダプタである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ACアダプタに用いられている電子部品の中で体積が大きく、かつ、変換効率に大きな影響を及ぼすのが、変圧器(トランス)であった。
【0006】
仮に、電磁誘導トランスを圧電トランスで代替した場合でも、コモンモードチョーク等のトランス前段の回路部品までを小型化、低背化しなければ、アダプタ全体を小型化、低背化することはできない。
【0007】
そして、入出力間に大きな結合容量を持つ圧電トランスを採用すると、コモンモードノイズに対する耐性が悪化するため、結果として、ノイズ対策部品の大型化を招き、電子機器としては小型化、低背化という特徴が得られない。
【0008】
そこで、本発明の課題は、伝導ノイズに対する耐性(イミュニティ)の高い圧電トランスを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧電セラミックスを用いた圧電トランスであって、励振のための入力部と、出力電力取り出し用の出力部との間に、ノイズ対策用のシールド部を有し、前記シールド部が板状の導体よりなる圧電トランスである。
【0011】
また、本発明は、圧電セラミックスを用いた圧電トランスであって、励振のための入力部と、出力電力取り出し用の出力部との間に、ノイズ対策用のシールド部を有し、前記シールド部が内部導体よりなる上記の圧電トランスである。
【0012】
また、本発明は、前記内部導体が、並行する複数の線状の導体を、スルーホールを用いて、電気的に接続してなる上記の圧電トランスである。
【0013】
また、本発明は、前記内部導体が、並行する複数の線状の導体を、圧電トランスの側面に設けた側面電極を用いて、電気的に接続してなる上記の圧電トランスである。
【0014】
本発明の圧電トランスによって、変圧器として用いても、入力側から出力側へ、そのまま伝導されていたコモンモードノイズが抑制されて、イミュニティが改善され、コモンモードチョーク等のノイズ対策部品を大型化することなく、変圧器を小型化することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明は、圧電セラミックスを用いた圧電トランスであって、励振のための入力部と出力電力取り出し用の出力部との間に、ノイズ対策用のシールド部を有することを特徴とする圧電トランス、及び上記シールド部が内部導体よりなることを特徴とする圧電トランスである。
【0016】
以下に、本発明の実施の形態を、図を用いて、説明する。
【0017】
図1に、本発明の第1の実施の形態の圧電トランスの外観斜視図[図1(a)]、および図1(a)のA−A断面図[図1(b)]を示す。図1(c)は、図1(b)のC部を拡大した部分断面図である。
【0018】
本発明の第1の実施の形態の圧電トランスは、従来より、圧電トランスとして最も一般的に用いられている昇圧用の積層ローゼン型圧電トランスであり、圧電トランスの入力部6と出力部7の間に、シールド部として板状の導体であるシールド板1を設けたものである。
【0019】
本実施の形態では、図1に示すように、圧電トランスの入力部6と、出力部7とを個別に作成してから、シールド板1を介して双方を接着して圧電トランスとした。
【0020】
圧電トランスの側面で、シールド板1は、外部電極2によって、電気的に外部に引き出され、接地されている。
【0021】
また、入力用の内部電極3を外部に接続する外部電極4、および出力用の外部電極5、および端面電極8を設けた。外部電極4は、図中、反対側にも設けてある。また、内部電極3の構成は、従来の積層ローゼン型圧電トランスと同じである。
【0022】
入力部6の分極は、図1(c)中の矢印10で示してあるように、一層置きに厚み方向に逆向きに施されている。また、出力部の分極は、外部電極と端面電極との間で分極されている[図1(b)]。
【0023】
図2に、本発明の第2の実施の形態の圧電トランスの説明図を示す。図2に示すように、圧電セラミックスよりなるグリーンシート13および14に、導体ペーストを用いて、入力用の内部電極3を印刷すると共に、シールド部用の内部導体として、グリーンシート13上の入力部と出力部の境界線上に、線状に導体11を印刷し、さらに、内部導体(線状に印刷した導体11)に接してスルーホール12を設けた。グリーンシート13と、グリーンシート14とは、内部電極の形状が異なり、内部電極3と3aとは、図中、上下対称な形状にしてある。
【0024】
そして、グリーンシート13と14を厚さ方向に交互に複数枚積層した積層体を焼成し、本発明の第2の実施の形態の圧電トランス(積層ローゼン型)を得た。
【0025】
得られた圧電トランスのシールド部は、図2(c)に示すように、並行する導体11をスルーホール12で電気的に接続して、擬似的な面を構成したものである。並行する導体11としたのは、導体11は、必ずしも、直線的形状を有する必要はないからである。
【0026】
また、線状の導体の電気的接続は、スルーホールに代えて、圧電トランスの側面に設けた側面電極により、電気的に接続しても、同様の効果が得られる。
【0027】
図3に、本発明の第3の実施の形態の圧電トランスの外観斜視図[図3(a)]、および、図3(a)のA−A断面図[図3(b)]を示す。図3(c)は、図3(b)のC部を拡大した部分断面図である。
【0028】
本実施の形態の圧電トランスは、入力部、及び出力部共にk31(振動モード)の圧電横効果を用いた例であり、入力部26と出力部27の間にシールド部としてシールド板21を設けたものである。
【0029】
本実施の形態では、図3に示すように、圧電トランスの入力部26と、出力部27とを個別に作成してから、シールド板21を介して双方を接着して圧電トランスとした。
【0030】
圧電トランスの側面で、シールド板21は、外部電極22によって、電気的に外部に引き出され、接地されている。
【0031】
また、入力用の内部電極23を外部に接続する外部電極24、および出力用の内部電極28を外部に接続する外部電極25を設けた。外部電極24および25は、図中、反対側にも設けてある。また、内部電極23および28の構成は、従来の入力部、及び出力部共にk31(振動モード)の圧電横効果を用いた圧電トランスと同じである。
【0032】
入力部26の分極は、図3(c)中の矢印10で示してあるように、一層置きに厚み方向に逆向きに施されている。また、出力部の分極も、同様に、一層置きに厚み方向に逆向きに施されている[図3(b)]。
【0033】
また、第2の実施の形態と同様に、圧電セラミックスよりなるグリーンシートに、導体ペーストを用いて、入力用の内部電極を印刷するとともに、シールド部用の内部導体として、グリーンシート上の入力部と出力部の境界線上に、線状に導体を印刷し、さらに、内部導体(線状に印刷した導体)に接してスルーホールを設けた。
【0034】
そして、内部電極の形状が対称な形状にしてあるグリーンシートを、厚さ方向に交互に複数枚、積層した積層体を焼成し、擬似的面よりなるシールド部を有する本発明の第4の実施の形態の圧電トランス(k31の圧電横効果を用いた)を得た(図示せず)。
【0035】
図4に、本発明の第5の実施の形態の圧電トランスの外観斜視図[図4(a)]、および、図4(a)のB−B断面図[図4(b)]を示す。図4(c)は、図4(b)のC部を拡大した部分断面図である。
【0036】
本実施の形態の圧電トランスは、入力部、及び出力部共にk33(振動モード)の圧電縦効果を用いた例であり、入力部36と出力部37の間にシールド部としてシールド板31を設けたものである。
【0037】
本実施の形態では、図4に示すように、圧電トランスの入力部36と、出力部37とを個別に作成してから、シールド板31を介して双方を接着して圧電トランスとした。
【0038】
圧電トランスの側面で、シールド板31は、外部電極32よって、電気的に外部に引き出され、接地されている。
【0039】
また、入力用の内部電極33を外部に接続する外部電極34、および出力用の内部電極38を外部に接続する外部電極35を設けた。外部電極34および35は、図中、反対側の面にも設けてある。また、内部電極33および38の構成は、従来の入力部、及び出力部共にk33(振動モード)の圧電縦効果を用いた圧電トランスと同じである。
【0040】
入力部36の分極は、図4(c)中の矢印10で示してあるように、一層置きに長さ方向に逆向きに施されている。また、出力部の分極も、同様に、一層置きに長さ方向に逆向きに施されている[図4(b)]。
【0041】
また、第2の実施の形態と同様に、圧電セラミックスよりなるグリーンシートに、導体ペーストを用いて、入力用の内部電極を印刷するとともに、シールド部用の内部導体として、グリーンシート上の入力部と出力部の境界線上に、線状に導体を印刷し、さらに、内部導体(線状に印刷した導体)に接してスルーホールを設けた。
【0042】
そして、上記のようにして得たグリーンシートを、厚さ方向に複数枚積層した積層体を焼成し、擬似的面よりなるシールド部を有する本発明の第6の実施の形態の圧電トランス(k33の圧電縦効果を用いた)を得た(図示せず)。
【0043】
図5は、本発明の第7の実施の形態の圧電トランスを示し、図5(a)は圧電トランスの外観斜視図、図5(b)は、図5(a)のA−A断面図、図5(c)は、図5(b)のC部を拡大した部分断面図である。
【0044】
本実施の形態の圧電トランスは、入力部、及び出力部共に、kt(振動モード)の厚み縦効果を用いた圧電トランスであり、入力部46と出力部47の間にシールド部であるシールド板41を設けたものである。
【0045】
本実施の形態では、図5に示すように、圧電トランスの入力部46と、出力部47とを個別に作成してから、シールド板41を介して双方を接着して圧電トランスとした。なお、シールド板は、積層体作成時に導体ペーストを印刷して作成してもよい。又、シールド板は、擬似的面を構成すれば良いので、筋状、格子状、網状のいずれかであってもよい。
【0046】
圧電トランスの側面で、シールド板41は、外部電極42によって、電気的に外部に引き出され、接地されている。
【0047】
また、入力用の内部電極43を外部に接続する外部電極44、および出力用の内部電極48を外部に接続する外部電極45を設けた。外部電極44および45は、図中、反対側の面にも設けてある。また、内部電極43および48の構成は、従来の入力部、及び出力部共に、kt(振動モード)の圧電厚み縦効果を用いた圧電トランスと同じである。
【0048】
入力部46の分極は、図5(c)中の矢印10で示してあるように、一層置きに厚さ方向に逆向きに施されている。また、出力部の分極も、同様に、一層置きに厚さ方向に逆向きに施されている。
【0049】
上記のようにして得られた7つの実施の形態の本発明の圧電トランスの入出力波形、および、コモンモードノイズの伝導度を示す指標であるVgを測定したところ、入出力波形では、従来の圧電トランスと変わらず、前記Vgは大幅に低減し、コモンモードノイズの伝導度が大幅に改善された。
【0050】
本発明の第6の実施の形態の圧電トランス(入力部、及び出力部共にk33の圧電縦効果を用いた)を例として、具体的に、図を用いて、本発明の効果を説明する。
【0051】
図6は、本発明の効果を説明する図で、図6(a)は従来の圧電トランスの入出力波形を示し、図6(b)は本発明の圧電トランスの入出力波形を示し、図6(c)はVgの測定回路を示し、図6(d)はVgの測定結果を示す図である。
【0052】
図6(a)および図6(b)に示すように、従来の圧電トランスの入出力波形(Vin及びVout)と、本発明の圧電トランスの入出力波形は、ほとんど変わっていない。図中の縦軸は電圧(V)、横軸は時間(t)である。
【0053】
そして、図6(d)に示すように、従来の圧電トランスのVg(図中52)が80mVPーPであったのに対し、本発明の圧電トランスのVg(図中51)は24mVPーPであり、入力側から出力側へのコモンモードノイズを伝導する機能は大幅に抑制された。図中の縦軸はVgを示し、横軸は時間(t)である。
【0054】
gは、図6(c)に示すように、入力側の一端を、規格で規定された抵抗RS(この場合は51Ω)を介して接地し、同時に出力側の一端を接地して、RSの前後の電位差として測定される。Routは負荷抵抗(この場合は18Ω)である。
【0055】
上記の測定に供した圧電トランスは、大きさが32mm×10mm×6mm、定格入力10v、定格出力2.5vであり、内部導体としては、60μm厚の高Qm材よりなるグリーンシートの入力部を形成する部分と出力部を形成する部分の境界線上に、直径100μmのスルーホールを設けてから、前記境界線上に銀パラジウム合金を用いた導電ペーストを80μm幅に印刷して形成した。
【0056】
そして、内部導体とスルーホールを有するグリーンシートを50枚積層し、加圧し、焼成してシールド部を形成させた。シールド部に接続する外部電極の幅は、200μmとした。入出力用の内部電極および外部電極は、従来と同様に形成した。
【0057】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の圧電トランスを変圧器として用いる際、入出力間の結合容量を削減することが可能となるために、コモンモードチョーク等のノイズ対策部品を大型化することなく、イミュニティを改善することが可能となった。すなわち、本発明によれば、伝導ノイズに対する耐性(イミュニティ)の高い圧電トランスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の圧電トランスを示す図、図1(a)は圧電トランスの外観斜視図、図1(b)は、図1(a)のA−A断面図、図1(c)は、図1(b)のC部を拡大した部分断面図。
【図2】本発明の第2の実施の形態の圧電トランスの説明図、図2(a)および図2(b)はグリーンシートの構成を示す説明図、図2(c)は、内部導体とスルーホールで構成されるシールド部の説明図。
【図3】本発明の第3の実施の形態の圧電トランスを示す図、図3(a)は圧電トランスの外観斜視図、図3(b)は、図3(a)のA−A断面図、図3(c)は、図3(b)のC部を拡大した部分断面図。
【図4】本発明の第5の実施の形態の圧電トランスを示す図、図4(a)は圧電トランスの外観斜視図、図4(b)は、図4(a)のB−B断面図、図4(c)は、図4(b)のC部を拡大した部分断面図。
【図5】本発明の第7の実施の形態の圧電トランスを示す図、図5(a)は圧電トランスの外観斜視図、図5(b)は、図5(a)のA−A断面図、図5(c)は、図5(b)のC部を拡大した部分断面図。
【図6】本発明の効果を説明する図、図6(a)は従来の圧電トランスの入出力波形を示す図、図6(b)は本発明の圧電トランスの入出力波形を示す図、図6(c)はVgの測定回路を示す図、図6(d)はVgの測定結果を示す図。
【符号の説明】
1,21,31,41 シールド板
2,22,32,42 (シールド板と接続する)外部電極
3,3a,23,33,43 (入力用の)内部電極
4,24,34,44 (入力用の)外部電極
5,25,35,45 (出力用の)外部電極
6,26,36,46 入力部
7,27,37,47 出力部
8 端面電極
28,38,48 (出力用の)内部電極
10 (分極方向を示す)矢印
11 (線状の)導体
12 スルーホール
13,14 グリーンシート
51 (本発明の圧電トランスの)Vg
52 (従来の圧電トランスの)Vg
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric transformer using piezoelectric ceramics for boosting or stepping down.
[0002]
[Prior art]
With the widespread use of portable electronic devices such as portable TVs and laptop computers, there is an increasing demand for higher efficiency, smaller size, lower height, reduced electromagnetic noise, and lower power consumption. . Therefore, in place of the electromagnetic induction transformer, mounting of a piezoelectric transformer using the energy of mechanical vibration as a conversion medium is being studied. This is because the piezoelectric transformer has a higher energy density and does not emit electromagnetic noise as compared with the electromagnetic induction transformer.
[0003]
On the other hand, although the piezoelectric transformer has almost no radiation noise, it is a capacitive element with respect to conduction noise, so there is a large coupling capacitance between the input and output, and the impedance between the input and output is extremely low. Low resistance to noise. Therefore, the piezoelectric transformer requires countermeasures more than the conventional electromagnetic induction transformer, particularly for common mode (conduction) noise.
[0004]
As an example, when considering an AC adapter, there is a common mode choke coil for conduction noise countermeasures on the input side, then a full-wave rectifier circuit and a large capacitor in parallel with the DC circuit (pulsation suppression that also serves as a countermeasure for instantaneous disconnection) Smoothing capacitor). Next, there is a switching circuit that converts direct current into alternating current, and the alternating current power converted here enters the electromagnetic induction transformer and is converted into a predetermined alternating voltage. Finally, a switching-type AC adapter rectifies the transformed AC power and outputs a predetermined DC power.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, a transformer (transformer) has a large volume among electronic components used in an AC adapter and has a great influence on conversion efficiency.
[0006]
Even if the electromagnetic induction transformer is replaced with a piezoelectric transformer, the entire adapter cannot be reduced in size or height unless the circuit components, such as a common mode choke, before the transformer are reduced in size and height.
[0007]
And if a piezoelectric transformer with a large coupling capacitance between the input and output is adopted, the resistance to common mode noise deteriorates, resulting in an increase in the size of noise countermeasure components, which means that electronic devices are smaller and lower in profile. The feature cannot be obtained.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a piezoelectric transformer having high resistance (immunity) to conduction noise.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a piezoelectric transformer using the piezoelectric ceramic, an input for the excitation, between the output of the output power take-out, have a shielding portion for noise suppression, the shield portion is a plate A piezoelectric transformer made of a conductor.
[0011]
The present invention is also a piezoelectric transformer using piezoelectric ceramics, comprising a shield part for noise countermeasure between an input part for excitation and an output part for taking out output power, and the shield part Is the above-described piezoelectric transformer made of an internal conductor.
[0012]
The present invention is the above-described piezoelectric transformer in which the internal conductor is formed by electrically connecting a plurality of parallel linear conductors using through holes.
[0013]
Further, the present invention is the above-described piezoelectric transformer in which the inner conductor is electrically connected to a plurality of parallel linear conductors using a side electrode provided on a side surface of the piezoelectric transformer.
[0014]
The piezoelectric transformer of the present invention suppresses common mode noise that has been conducted directly from the input side to the output side even when used as a transformer, improving immunity, and increasing the size of noise countermeasure components such as common mode chokes. The transformer can be reduced in size without doing so.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is a piezoelectric transformer using piezoelectric ceramics, characterized by having a noise countermeasure shield part between an input part for excitation and an output part for taking out output power, The piezoelectric transformer is characterized in that the shield part is made of an internal conductor.
[0016]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows an external perspective view [FIG. 1 (a)] of the piezoelectric transformer according to the first embodiment of the present invention and an AA cross-sectional view [FIG. 1 (b)] of FIG. 1 (a). FIG.1 (c) is the fragmentary sectional view which expanded the C section of FIG.1 (b).
[0018]
The piezoelectric transformer according to the first embodiment of the present invention is a multilayer Rosen-type piezoelectric transformer for boosting that has been most commonly used as a piezoelectric transformer, and includes an input unit 6 and an output unit 7 of the piezoelectric transformer. A shield plate 1 which is a plate-like conductor is provided as a shield part.
[0019]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the input part 6 and the output part 7 of the piezoelectric transformer are individually formed and then bonded together via the shield plate 1 to obtain a piezoelectric transformer.
[0020]
On the side surface of the piezoelectric transformer, the shield plate 1 is electrically drawn out by the external electrode 2 and grounded.
[0021]
In addition, an external electrode 4 that connects the internal electrode 3 for input to the outside, an external electrode 5 for output, and an end face electrode 8 are provided. The external electrode 4 is also provided on the opposite side in the figure. The configuration of the internal electrode 3 is the same as that of a conventional laminated Rosen piezoelectric transformer.
[0022]
As shown by the arrow 10 in FIG. 1 (c), the input portion 6 is polarized every other layer in the opposite direction in the thickness direction. Moreover, the polarization of the output part is polarized between the external electrode and the end face electrode [FIG. 1 (b)].
[0023]
FIG. 2 is an explanatory diagram of the piezoelectric transformer according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the input internal electrode 3 is printed on the green sheets 13 and 14 made of piezoelectric ceramics using a conductor paste, and the input part on the green sheet 13 is used as the internal conductor for the shield part. The conductor 11 was printed in a line on the boundary line between the output part and the through hole 12 was provided in contact with the internal conductor (the conductor 11 printed in a line). The green sheet 13 and the green sheet 14 have different internal electrode shapes, and the internal electrodes 3 and 3a are vertically symmetrical in the figure.
[0024]
And the laminated body which laminated | stacked several green sheets 13 and 14 alternately by the thickness direction was baked, and the piezoelectric transformer (laminated rosen type) of the 2nd Embodiment of this invention was obtained.
[0025]
As shown in FIG. 2C, the obtained shield portion of the piezoelectric transformer has a pseudo surface formed by electrically connecting parallel conductors 11 through through holes 12. The parallel conductors 11 are used because the conductors 11 do not necessarily have a linear shape.
[0026]
Further, the same effect can be obtained when the linear conductors are electrically connected by the side electrodes provided on the side surfaces of the piezoelectric transformer instead of the through holes.
[0027]
FIG. 3 shows an external perspective view [FIG. 3A] of the piezoelectric transformer according to the third embodiment of the present invention, and an AA sectional view [FIG. 3B] of FIG. 3A. . FIG.3 (c) is the fragmentary sectional view which expanded the C section of FIG.3 (b).
[0028]
The piezoelectric transformer of the present embodiment is an example in which the piezoelectric lateral effect of k31 (vibration mode) is used for both the input unit and the output unit, and a shield plate 21 is provided as a shield unit between the input unit 26 and the output unit 27. It is a thing.
[0029]
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the piezoelectric transformer input section 26 and output section 27 are individually formed, and then both are bonded via the shield plate 21 to form a piezoelectric transformer.
[0030]
On the side surface of the piezoelectric transformer, the shield plate 21 is electrically drawn out by the external electrode 22 and grounded.
[0031]
In addition, an external electrode 24 for connecting the input internal electrode 23 to the outside and an external electrode 25 for connecting the output internal electrode 28 to the outside are provided. The external electrodes 24 and 25 are also provided on the opposite side in the figure. The configuration of the internal electrodes 23 and 28 is the same as that of the conventional piezoelectric transformer using the piezoelectric lateral effect of k31 (vibration mode) in both the input unit and the output unit.
[0032]
As shown by the arrow 10 in FIG. 3C, the polarization of the input section 26 is applied every other layer in the opposite direction in the thickness direction. Similarly, the polarization of the output part is applied in the opposite direction in the thickness direction every other layer [FIG. 3 (b)].
[0033]
Similarly to the second embodiment, an input internal electrode is printed on a green sheet made of piezoelectric ceramics using a conductor paste, and the input part on the green sheet is used as an internal conductor for the shield part. A conductor was printed linearly on the boundary line between the output part and a through hole was formed in contact with the inner conductor (conductor printed in a linear form).
[0034]
Then, a fourth embodiment of the present invention having a shield part made of a pseudo surface by firing a laminated body in which a plurality of green sheets in which the shape of the internal electrode is symmetric is alternately laminated in the thickness direction. A piezoelectric transformer of the form (using the piezoelectric lateral effect of k31) was obtained (not shown).
[0035]
FIG. 4 shows an external perspective view [FIG. 4 (a)] of the piezoelectric transformer according to the fifth embodiment of the present invention, and a BB cross-sectional view [FIG. 4 (b)] of FIG. 4 (a). . FIG. 4C is a partial cross-sectional view in which a portion C in FIG. 4B is enlarged.
[0036]
The piezoelectric transformer of the present embodiment is an example in which the piezoelectric longitudinal effect of k33 (vibration mode) is used for both the input unit and the output unit, and a shield plate 31 is provided as a shield unit between the input unit 36 and the output unit 37. It is a thing.
[0037]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the piezoelectric transformer input section 36 and the output section 37 are individually formed and then bonded together via the shield plate 31 to form a piezoelectric transformer.
[0038]
On the side surface of the piezoelectric transformer, the shield plate 31 is electrically drawn out by the external electrode 32 and grounded.
[0039]
In addition, an external electrode 34 that connects the input internal electrode 33 to the outside and an external electrode 35 that connects the output internal electrode 38 to the outside are provided. The external electrodes 34 and 35 are also provided on the opposite surface in the drawing. The configuration of the internal electrodes 33 and 38 is the same as that of the conventional piezoelectric transformer using the piezoelectric longitudinal effect of k33 (vibration mode) in both the input part and the output part.
[0040]
As shown by the arrow 10 in FIG. 4 (c), the input portion 36 is polarized in the opposite direction in the length direction every other layer. Similarly, the polarization of the output portion is applied in the opposite direction in the length direction every other layer [FIG. 4 (b)].
[0041]
Similarly to the second embodiment, an input internal electrode is printed on a green sheet made of piezoelectric ceramics using a conductor paste, and the input part on the green sheet is used as an internal conductor for the shield part. A conductor was printed linearly on the boundary line between the output part and a through hole was formed in contact with the inner conductor (conductor printed in a linear form).
[0042]
Then, a piezoelectric transformer (k33) according to the sixth embodiment of the present invention having a shield part made of a pseudo surface by firing a laminate in which a plurality of green sheets obtained as described above are laminated in the thickness direction. (Not shown) was obtained.
[0043]
5A and 5B show a piezoelectric transformer according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 5A is an external perspective view of the piezoelectric transformer, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG.5 (c) is the fragmentary sectional view which expanded the C section of FIG.5 (b).
[0044]
The piezoelectric transformer according to the present embodiment is a piezoelectric transformer using a thickness longitudinal effect of kt (vibration mode) in both the input unit and the output unit, and a shield plate that is a shield unit between the input unit 46 and the output unit 47. 41 is provided.
[0045]
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the piezoelectric transformer input section 46 and the output section 47 are individually formed and then bonded together via the shield plate 41 to form a piezoelectric transformer. The shield plate may be formed by printing a conductor paste at the time of forming the laminate. Further, since the shield plate only needs to form a pseudo surface, it may be in the form of a streak, a lattice, or a net.
[0046]
On the side surface of the piezoelectric transformer, the shield plate 41 is electrically drawn out by the external electrode 42 and grounded.
[0047]
Further, an external electrode 44 that connects the input internal electrode 43 to the outside and an external electrode 45 that connects the output internal electrode 48 to the outside are provided. The external electrodes 44 and 45 are also provided on the opposite surface in the figure. The configuration of the internal electrodes 43 and 48 is the same as that of the conventional piezoelectric transformer using the piezoelectric thickness longitudinal effect of kt (vibration mode) in both the input part and the output part.
[0048]
As shown by the arrow 10 in FIG. 5C, the input portion 46 is polarized in the opposite direction in the thickness direction. Similarly, the polarization of the output portion is applied in the opposite direction in the thickness direction every other layer.
[0049]
The input / output waveform of the piezoelectric transformer according to the seventh embodiment obtained as described above and V g which is an index indicating the conductivity of the common mode noise were measured. As in the case of the piezoelectric transformer, V g is greatly reduced, and the conductivity of common mode noise is greatly improved.
[0050]
The effects of the present invention will be described specifically with reference to the drawings, taking as an example the piezoelectric transformer of the sixth embodiment of the present invention (the piezoelectric longitudinal effect of k33 is used for both the input unit and the output unit).
[0051]
6A and 6B are diagrams for explaining the effect of the present invention. FIG. 6A shows input / output waveforms of a conventional piezoelectric transformer, FIG. 6B shows input / output waveforms of the piezoelectric transformer of the present invention, and FIG. 6 (c) shows a measurement circuit for V g , and FIG. 6 (d) shows a measurement result for V g .
[0052]
As shown in FIGS. 6A and 6B, the input / output waveforms (V in and V out ) of the conventional piezoelectric transformer and the input / output waveforms of the piezoelectric transformer of the present invention are hardly changed. In the figure, the vertical axis represents voltage (V) and the horizontal axis represents time (t).
[0053]
As shown in FIG. 6D, V g (52 in the figure) of the conventional piezoelectric transformer was 80 mV P-P , whereas V g (51 in the figure) of the piezoelectric transformer of the present invention is 24 mV P-P , and the function of conducting common mode noise from the input side to the output side was greatly suppressed. In the figure, the vertical axis represents V g and the horizontal axis represents time (t).
[0054]
As shown in FIG. 6C, V g is grounded at one end on the input side via a resistor R S (51Ω in this case) defined by the standard, and at the same time, one end on the output side is grounded. It is measured as the potential difference before and after R S. Rout is a load resistance (in this case, 18Ω).
[0055]
The piezoelectric transformer subjected to the above measurement has a size of 32 mm × 10 mm × 6 mm, a rated input of 10 v, a rated output of 2.5 v, and the inner conductor is a green sheet input portion made of a high Qm material having a thickness of 60 μm. A through hole having a diameter of 100 μm was provided on the boundary line between the part to be formed and the part to form the output part, and then a conductive paste using a silver-palladium alloy was printed on the boundary line to a width of 80 μm.
[0056]
Then, 50 green sheets having internal conductors and through holes were stacked, pressed, and baked to form a shield part. The width of the external electrode connected to the shield part was 200 μm. The internal and external electrodes for input / output were formed in the same manner as before.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, when the piezoelectric transformer of the present invention is used as a transformer, it is possible to reduce the coupling capacity between the input and output without increasing the size of a noise countermeasure component such as a common mode choke. It became possible to improve immunity. That is, according to the present invention, a piezoelectric transformer having high resistance (immunity) to conduction noise can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a piezoelectric transformer according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is an external perspective view of the piezoelectric transformer, and FIG. 1 (b) is an AA cross section of FIG. 1 (a). FIG. 1 and FIG. 1C are partial cross-sectional views enlarging a portion C in FIG.
2A and 2B are explanatory diagrams of a piezoelectric transformer according to a second embodiment of the present invention, FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams showing the configuration of a green sheet, and FIG. 2C is an internal conductor; Explanatory drawing of the shield part comprised with a through hole.
3A and 3B are views showing a piezoelectric transformer according to a third embodiment of the present invention, FIG. 3A is an external perspective view of the piezoelectric transformer, and FIG. 3B is an AA cross section of FIG. FIG. 3 and FIG. 3C are partial cross-sectional views enlarging a portion C of FIG.
4A and 4B are views showing a piezoelectric transformer according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 4A is an external perspective view of the piezoelectric transformer, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 4 and FIG. 4C are partial cross-sectional views enlarging the part C of FIG.
5A and 5B are diagrams showing a piezoelectric transformer according to a seventh embodiment of the present invention, FIG. 5A is an external perspective view of the piezoelectric transformer, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 5 and FIG. 5C are partial cross-sectional views in which a portion C of FIG. 5B is enlarged.
6A and 6B are diagrams for explaining the effects of the present invention, FIG. 6A is a diagram showing input / output waveforms of a conventional piezoelectric transformer, FIG. 6B is a diagram showing input / output waveforms of the piezoelectric transformer of the present invention, FIG. 6C shows a V g measurement circuit, and FIG. 6D shows a V g measurement result.
[Explanation of symbols]
1, 21, 31, 41 Shield plate 2, 22, 32, 42 External electrode 3, 3a, 23, 33, 43 (connected to shield plate) Internal electrode 4, 24, 34, 44 (input) External electrodes 5, 25, 35, 45 (for output) External electrodes 6, 26, 36, 46 Input section 7, 27, 37, 47 Output section 8 End face electrodes 28, 38, 48 (for output) Internal electrode 10 (indicating polarization direction) arrow 11 (linear) conductor 12 through hole 13, 14 green sheet 51 (in the piezoelectric transformer of the present invention) V g
52 V g (of conventional piezoelectric transformer)

Claims (4)

圧電セラミックスを用いた圧電トランスであって、励振のための入力部と、出力電力取り出し用の出力部との間に、ノイズ対策用のシールド部を有し、
前記シールド部は板状の導体よりなることを特徴とする圧電トランス。
It is a piezoelectric transformer using piezoelectric ceramics, and has a shield part for noise countermeasure between an input part for excitation and an output part for taking out output power,
The piezoelectric transformer, wherein the shield part is made of a plate-like conductor.
圧電セラミックスを用いた圧電トランスであって、励振のための入力部と、出力電力取り出し用の出力部との間に、ノイズ対策用のシールド部を有し、
前記シールド部は内部導体よりなることを特徴とする圧電トランス。
It is a piezoelectric transformer using piezoelectric ceramics, and has a shield part for noise countermeasure between an input part for excitation and an output part for taking out output power,
The piezoelectric transformer, wherein the shield part is made of an internal conductor.
前記内部導体は、並行する複数の線状の導体を、スルーホールを用いて、電気的に接続してなることを特徴とする請求項2記載の圧電トランス。 3. The piezoelectric transformer according to claim 2 , wherein the inner conductor is formed by electrically connecting a plurality of parallel linear conductors using through holes. 前記内部導体は、並行する複数の線状の導体を、圧電トランスの側面に設けた側面電極を用いて、電気的に接続してなることを特徴とする請求項2記載の圧電トランス。 3. The piezoelectric transformer according to claim 2 , wherein the inner conductor is formed by electrically connecting a plurality of parallel linear conductors using a side electrode provided on a side surface of the piezoelectric transformer.
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