JPH03261122A

JPH03261122A - 可変容量素子

Info

Publication number: JPH03261122A
Application number: JP5901290A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Imamura; 芳敬今村
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1990-03-10
Filing date: 1990-03-10
Publication date: 1991-11-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、電圧の容量変換や電圧検出等に利用される
可変容量素子に関する。

［従来の技術］従来、スイッチング電源装置では、直流入力を断続させ
るコンバータ部に出力電圧の変動を容量に変換して加え
、その発振周波数を容量変化で制御する方式のものが提
案されている。例えば、特願昭６３−２５６５５７号「
コンバータ」では、出力電圧と基準電圧とを比較して誤
差電圧を求め、その誤差電圧で容量を変化させて発振部
の共振周波数を制御し、直流出力の安定化を図っている
。

［発明が解決しようとする課題］ところで、このようなコンバータでは、刻々と変化する
電圧変化を容量に変換するための変換器、即ち、電圧に
応じた容量を得るための可変容量素子が必要である。

このような可変容量素子では、電圧によって容量が変化
する特性を備え、電圧を印加する構成と、加えられた電
圧に対応して得られる容量を取り出すための構成とを不
可欠の要素とし、その検出精度が高く、装置の小型化に
寄与するように、軽量、小型化が要請されるのである。

そこで、この発明は、電圧の容量変換や電圧検出等に用
いることができ、その検出精度が高く、小型、軽量化を
実現した可変容量素子の提供を第１の目的とする。

また、この発明は、電圧の容量変換の感度を向上させた
可変容量素子の提供を第２の目的とする。

（課題を解決するための手段〕（請求項１）即ち、この発明の可変容量素子は、第１の目的を遠戚す
るため、第１の電極（８１）、第２の電極（８２ａ、８
２ｂ）又は第３の電極（８３）が選択的に形成された複
数枚の誘電体セラミックシート（２１，２２，２３，２
４）を重ね合わせて焼結した積層体（２）と、この積層
体の任意の側面部に設置されて、前記第１の電極に接続
された第１の外部電極端子（４１）と、前記積層体の任
意の側面部に設置されて、前記第２の電極に接続された
第２の外部電極端子（４２）と、前記積層体の任意の側
面部に設置されて、前記第３の電極に接続された第３の
外部電極端子（４３）とを備えたものである。

（請求項２）また、この発明の可変容量素子は、第２の目的を達成す
るため、前記第１及び第３の電極に対して前記第２の電
極を共通電極とし、前記第１の電極を前記第３の電極に
比較して小面積化したものである。

〔作　　用］（請求項１）この発明の可変容量素子では、複数枚の誘電体セラミッ
クシートが用いられ、１枚の誘電体セラ５ツクシートに
は第１又は第３の電極、又は、第１及び第３の電極が形
成され、また、１枚の誘電体セラミックシートには第２
の電極が形成されている。このような第１、第２及び第
３の電極が形成された誘電体セラミックシートを重ね合
わせて焼結すれば、１つの焼結体としての積層体が得ら
れ、例えば、第１及び第２の電極間、第２及び第３の電
極間には誘電体セラミックシートを介在させたそれぞれ
独立した静電容量が形成されることになる。そして、第
１の電極に接続された第１の外部電極端子、第２の電極
に接続された第２の外部電極端子、第３の電極に接続さ
れた第３の外部電極端子を積層体の任意の側面部に形成
したので、第１、第２及び第３の電極が外部電極端子で
個別に引き出され、第１及び第２の外部電極端子で得ら
れる静電容量をＣＩ、第２及び第３の外部電極端子で得
られる静電容量壱Ｃよとすれば、第１及び第３の外部電
極端子間では両者の合成静電容量Ｃ０が得られる。そし
て、この合成静電容量Ｃ０は、第２の外部電極端子に加
えられる電圧によって変化し、その電圧に応じた値とな
る。

（請求項２）また、この発明の可変容量素子では、第１及び第３の電
極に対して第２の電極を共通電極とし、第１の電極を第
３の電極に比較して小面積化したことにより、第１及び
第２の外部電極端子間で得られる静電容量ＣＩは、第２
及び第３の外部電極端子間で得られる静電容量Ｃ２に比
較して小さくなり、その比率を大きくすることによって
、Ｃ２（Ｃｚとなり、第１及び第３の外部電極端子間の
合成静電容量Ｃ０は、ＣＩに漸近する。したがって、電
圧変化に対応して容量変化が大きくなり、検出感度が高
められるのである。

〔実　施　例〕

以下、この発明を図面に示した実施例を参照して詳細に
説明する。

（第１実施例）第１図は、この発明の可変容量素子の第１実施例を示す
。

第１図の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この可変容量
素子は、表面に電極を選択的に形成した複数枚の誘電体
セラミックシート（以下単に「セラミックシート」とい
う）、例えば、セラくツクシート２１．２２．２３．２
４・・・を積層して坑底した積層体２で構成され、この
実施例の積層体２は、偏平な直方体を威している。この
積層体２の側面部には、セラミックシートに形成された
電極に選択的に接続されているとともに、表面に少なく
とも半田付は可能な金属層を以て形成された第１、第２
及び第３の外部電極端子４１．４２．４３が設置されて
いる。

このような積層体２を威すセラミックシート２１．２２
．２３．２４には、誘電体磁器組成物粉末とバインダー
等とを混練し、それをドクターブレード法等の手段で所
定の厚さに形成された誘電体セラミックシート（いわゆ
るグリーンシート）が用いられている。即ち、各セラミ
ックシート２１．２２．２３．２４は、形成すべき積層
体２に応じて適当な形状及び大きさに裁断した例えば、
長方形状のセラミックシート片で構成される。

この実施例では、セラミックシート２１の上面に四角形
状を威す第１の電極８１及び第３の電極８３がセラミッ
クシート２１を２分する形態で適当な絶縁間隔１０を設
けて選択的に形成され、また、セラミックシート２２に
は電極８１．８３に対応した大きさの四角形を威す第２
の電極８２ａが選択的に形成されている。

また、電極８１．８３の非対向側の縁部は、外部電極端
子４１．４２に接続するためセラミックシート２１の長
手方向側の縁部に合わせて露出させ、また、電極８２ａ
には外部電極端子４２に接続するための張出部８２０が
設けられ、その縁部はセラミックシート２２の辺部に露
出している。

セラえツクシート２４には電極８３に対応した第２の電
極８２ｂが形成され、この電極８２ｂは電極８３の面積
に対応して電極８２ａの２分の１の形態を威している。

そして、各電極８１．８２ａ、８２ｂ、８３は、導電性
金属を印刷焼成、めっき、蒸着等の方法で形成し、その
形成には、例えば、銀、パラジウム、銅、チタン、錫等
の混合金属粉末を練り込んだ電極ペーストをセラミック
シート２１．２２．２３．２４にスクリーン印刷等の手
法で印刷して焼付けるモルトメタル法や、銅、ニッケル
等を無電解めっき法等を用いることができる。

このように、各電極８１．８２ａ、８２ｂ、８３が形成
されたセラミックシート２１〜２４とともに、電極を形
成していないセラミックシート２０を保護膜として重ね
合わせ、各セラミックシー）２０〜２４を積層状態で焼
結すると、単一の積層体２が形成される。そして、電極
８１．８３又は電極８２ａ、８２ｂの張出部８２０の縁
部が露出した積層体２の面部には、導電ペーストが印刷
されて焼成され、その結果、電極８１．８３には、第２
図に示すように、外部電極端子４１．４３が形成され、
同様に、電極８２ａ、８２ｂの張出部８２０にも同様の
外部電極端子４２が形成される。

この結果、第３図に示すように、可変容量素子が構成さ
れている。

以上の構成とすれば、第３図に示すように、外部電極端
子４１．４２の間に容量ＣＩ、外部電極端子４２．４３
の間に容量Ｃ２がそれぞれ独立して形成され、外部電極
端子４１．４３の間には両者の合成容量Ｃ０が得られる
。この合成容量Ｃ。

となる。この場合、容量Ｃ＋、Ｃｚの大小関係は、共通
電極として構成された電極８２に対する電極８１．８３
の面積比率によって定まっており、各容量Ｃ１、Ｃ２を
例えば、Ｃ２＝１０Ｃ，とすれば、０Ｃ，：＝ｉ０．９１・Ｃ，・　・　・（２）１となり、面積比率によって容量Ｃ１を容量Ｃ２の１０分
の１に設定することにより合成容量Ｃ０は、容量ＣＩの
１１分の１０（即ち、９１％程度）になることが分かる
。また、実施例のように、電極８１の面積を電極８３の
それに比較して極端に小さく設定するものとすれば、容
量Ｃ１、Ｃ２はＣ２＞＞ＣＩに設定され、その場合、式
（１）の分母のＣ３を無視すれば、式（１）は、となる。

そこで、第４図に示すように、外部電極端子４２に制御
電圧■、に加えてその電圧値を変化させると、外部電極
端子４１．４３間には、容量Ｃを中心にして容量に大き
な変化が生しることになり、電圧−容量変換素子として
その変換効率が高く、電圧の検出感度が高められること
になる。

また、外部電極端子４１．４３に電圧Ｖ１を加えた場合
には、容量Ｃ１との積に応じ、外部電極端子４２には、
加えられた電圧Ｖｏに対応した電圧■２が検出されるこ
とになる。

そして、この可変容量素子では、直方体を威す積層体２
の側面部に外部電極端子４１．４２．４３が形成されて
いるので、例えば、回路基板上に設置してパターンに外
部電極端子４１．４２．４３を独立して電気的に接続す
ることができる。

なお、この実施例では、セラミックシート２１上に電極
８１．８３を併設し、また、セラミックシート２３．２
４に面積の小さい電極８３．８２ｂを形成したが、第５
図に示すように、セラミックシー）２１に外部電極端子
４３側に絶縁間隔ｌｌを設けて幅の広い電極８１を形成
し、セラミックシート２３上に電極側に絶縁間隔１２を
設定して幅の広い電極８３を形成しても、同様の形態を
成す可変容量素子を得ることができる。

（第２実施例）次に、第６図は、この発明の可変容量素子の第２実施例
を示す。

この実施例の可変容量素子は、第６図の（Ａ）に示すよ
うに、積層体２の幅の広い端部側に外部電極端子４１．
４３を形成し、その反対側の端部に外部電極端子４２を
形成したものである。この場合、その電極構造は、第６
図の（Ｂ）に示すように、セラミックシート２１に電極
８１．８３を形成し、各電極８１．８３に対応してセラ
業ンクシート２２に電極８２ａ、８２ｂを形成し、また
、セラミックシート２３に電極８３、セラミックシート
２４に電極８２ｂを形成すればよい。したがって、この
可変容量素子では第７図に示す電極構造となる。

このような電極構造から成る可変容量素子によっても、
電圧−容量変換、容量電圧変換に用いることができ、前
記実施例と同様の効果が得られる。

なお、この実施例では、共通電極を２分する形態で電極
８２ａ、８２ｂで形成し、セラミックシート２３．２４
に設置すべき電極８３．８２ｂを小さく形成したが、第
８図に示すように、セラミックシート２２に形成すべき
電極８２ａ、８２ｂを単一の電極８２とし、セラミック
シート２３に形成すべき電極８３を電極８２に対応して
幅広く形成し、電極８３に外部電極端子４３に接続すべ
き張出部８３０を形成してもよい。

（第３実施例）次に、第９図は、この発明の可変容量素子の第３実施例
を示す。

この実施例の可変容量素子は、積層体２の長手方向の一
方の端面部に電極４１．４３、他方の端面部に電極４２
を形成したものである。この可変容量素子では、セラ逅
ツタシート２１に電極４２例の端部に絶縁間隔１３を設
け、かつ、その他方の端部に縁部を露出させて電極８１
が形成され、セラミックシート２２に電極４１．４３側
に絶縁間隔１４を設け、かつ、その他方の端部に縁部を
露出させて電極８２が形成され、また、セラミックシー
ト２３に電極４２側の端部に絶縁間隔１３を設け、かつ
、その他方の端部に縁部を露出させて電極８３が形成さ
れたものである。したがって、この可変容量素子では、
例えば第１０図に示す電極構造となる。

このような電極構造から戒る可変容量素子によっても、
電圧−容量変換及び容量電圧変換に用いることができ、
前記実施例と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、次のような効
果が得られる。

（ａ）　　！圧の変化を大きな容量変化として取り出す
ことができ、電圧の検出精度を高めることができ、また
、第１、第２又は第３の電極は積層された誘電体セラミ
ックシートの縁部に取り付され、簡単な構造であって、
軽量化、小型化を実現でき、しかも、電極間に加えられ
た電圧に対応する電圧は中間電極から取り出すこともで
き、電圧検出にも利用することができる。

（ｂ）　　第１の電極を第３の電極に比較して小面積化
したことにより、共通電極として設置された第２の電極
に対して得られる容量は、第１及び第２の電極間で小容
量、第２及び第３の電極間で大容量を得ることができ、
電圧に対する容量の変化が大きく、電圧に対する容量の
検出感度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の可変容量素子の第１実施例を示し、
（Ａ）は可変容量素子の斜視図、（Ｂ）は可変容量素子
の分解斜視図、第２図は第１図の（Ａ）の可変容量素子の部分断面図、第３図は第１図の（Ａ）に示した可変容量素子の電極構
造を示す図、第４図は第１図の（Ａ）に示した可変容量素子の等価回
路を示す図、第５図は第１図の（Ａ）に示した可変容量素子の電極構
造の変形例を示す図、第６図はこの発明の可変容量素子の第２実施例を示し、
（Ａ）は可変容量素子の斜視図、（Ｂ）は可変容量素子
の分解斜視図、第７図は第６図の（Ａ）に示した可変容量素子の電極構
造を示す図、第８図は第６図の（Ａ）に示した可変容量素子の電極構
造の変形例を示す分解斜視図、第９図はこの発明の可変
容量素子の第３実施例を示し、（Ａ）は可変容量素子の
斜視図、（Ｂ）は可変容量素子の分解斜視図、第１０図は第９図の（Ａ）に示した可変容量素子の電極
構造を示す図である。２・・・積層体２１．２２．２３．２４・・・誘電体セラミックシート４１・・・第１の外部電極端子４２・・・第２の外部電極端子４３・・・第３の外部電極端子８１・・・第１の電極８２ａ、８２ｂ・・・第２の電極８３・・・第３の電極第５図ど積層体（Ａ）第図第図第図（Ａ）第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

１．第１の電極、第２の電極又は第３の電極が選択的に
形成された複数枚の誘電体セラミックシートを重ね合わ
せて焼結した積層体と、この積層体の任意の側面部に設置されて、前記第１の電
極に接続された第１の外部電極端子と、前記積層体の任
意の側面部に設置されて、前記第２の電極に接続された
第２の外部電極端子と、前記積層体の任意の側面部に設
置されて、前記第３の電極に接続された第３の外部電極
端子と、を備えたことを特徴とする可変容量素子。
２．前記第１及び第３の電極に対して前記第２の電極を
共通電極とし、前記第１の電極を前記第３の電極に比較
して小面積化したことを特徴とする請求項１記載の可変
容量素子。