JPH06165417A - 超音波信号変換装置 - Google Patents
超音波信号変換装置Info
- Publication number
- JPH06165417A JPH06165417A JP4335640A JP33564092A JPH06165417A JP H06165417 A JPH06165417 A JP H06165417A JP 4335640 A JP4335640 A JP 4335640A JP 33564092 A JP33564092 A JP 33564092A JP H06165417 A JPH06165417 A JP H06165417A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- piezoelectric ceramic
- face
- ultrasonic signal
- signal converter
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電セラミック振動子を用いることにより、
回路Ｘから入力された電気信号を弾性振動に変換しその
弾性振動を再び電気信号に変換して回路Ｙに出力する超
音波信号変換装置を提供する。 【構成】 圧電セラミック振動子１および負荷抵抗ＲL
から成り、小型軽量で簡単な構造を有する超音波信号変
換装置である。電極ＤとＦとは互いに絶縁されていて、
電極ＰとＱとは互いに絶縁されている。電極ＤとＦとの
間に圧電セラミック振動子１の共振周波数とほぼ等しい
周波数の電気信号が印加されると、圧電セラミック振動
子１が励振される。この圧電セラミック振動子１の励振
は再び電気信号に変換され、電極ＰとＱとの間から出力
される。このとき、電極ＰおよびＱの間には負荷抵抗Ｒ
Lが接続されていて、ほぼ正弦波に近い波形が出力され
る。
回路Ｘから入力された電気信号を弾性振動に変換しその
弾性振動を再び電気信号に変換して回路Ｙに出力する超
音波信号変換装置を提供する。 【構成】 圧電セラミック振動子１および負荷抵抗ＲL
から成り、小型軽量で簡単な構造を有する超音波信号変
換装置である。電極ＤとＦとは互いに絶縁されていて、
電極ＰとＱとは互いに絶縁されている。電極ＤとＦとの
間に圧電セラミック振動子１の共振周波数とほぼ等しい
周波数の電気信号が印加されると、圧電セラミック振動
子１が励振される。この圧電セラミック振動子１の励振
は再び電気信号に変換され、電極ＰとＱとの間から出力
される。このとき、電極ＰおよびＱの間には負荷抵抗Ｒ
Lが接続されていて、ほぼ正弦波に近い波形が出力され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電セラミック振動子を
用いることにより入力された電気信号を弾性振動に変換
し、その弾性振動を再び電気信号に変換して出力する超
音波信号変換装置に関する。
用いることにより入力された電気信号を弾性振動に変換
し、その弾性振動を再び電気信号に変換して出力する超
音波信号変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波信号変換装置の応用例の１つとし
てスイッチング電源が挙げられる。スイッチング電源は
通信機器や情報機器などの電子機器の電源として広く用
いられている。従来のスイッチング電源は入力した直流
電源を半導体の高速スイッチング作用を利用することに
より高周波電力に変換し、さらに制御、整流して所定の
直流を得るものであった。スイッチング電源を小型化す
るには高周波化技術の促進、各種の部品のダウンサイジ
ング等の必要がある。スイッチング周波数の高周波化は
スイッチング用半導体の損失と電磁トランスの損失の増
加をもたらすことから、スイッチング電源の小型化は困
難であった。スイッチング周波数が１ＭＨｚを越える
と、スイッチング用半導体の損失と電磁トランスの損失
が著しく増加するので、これ以上の小型化は困難な状況
にある。スイッチング用半導体の損失を最少限に抑える
ためにはスイッチング回路に発生するスイッチ動作の遅
れを共振などの方法により改善する必要がある。電磁ト
ランスの損失を最少限に抑えるためには材料を改善する
必要があるが、大幅な改善は困難な状況にあった。
てスイッチング電源が挙げられる。スイッチング電源は
通信機器や情報機器などの電子機器の電源として広く用
いられている。従来のスイッチング電源は入力した直流
電源を半導体の高速スイッチング作用を利用することに
より高周波電力に変換し、さらに制御、整流して所定の
直流を得るものであった。スイッチング電源を小型化す
るには高周波化技術の促進、各種の部品のダウンサイジ
ング等の必要がある。スイッチング周波数の高周波化は
スイッチング用半導体の損失と電磁トランスの損失の増
加をもたらすことから、スイッチング電源の小型化は困
難であった。スイッチング周波数が１ＭＨｚを越える
と、スイッチング用半導体の損失と電磁トランスの損失
が著しく増加するので、これ以上の小型化は困難な状況
にある。スイッチング用半導体の損失を最少限に抑える
ためにはスイッチング回路に発生するスイッチ動作の遅
れを共振などの方法により改善する必要がある。電磁ト
ランスの損失を最少限に抑えるためには材料を改善する
必要があるが、大幅な改善は困難な状況にあった。
【０００３】圧電トランスをスイッチング電源の電源回
路に応用するために様々な試みが行なわれてきた。従来
の圧電トランスとしては圧電セラミックによる分極変化
型圧電トランス（ａ）、ＬｉＮｂＯ3単結晶による横効
果型圧電トランス（ｂ）、積層セラミックによる縦振動
型圧電トランス（ｃ）などが主に挙げられる。
路に応用するために様々な試みが行なわれてきた。従来
の圧電トランスとしては圧電セラミックによる分極変化
型圧電トランス（ａ）、ＬｉＮｂＯ3単結晶による横効
果型圧電トランス（ｂ）、積層セラミックによる縦振動
型圧電トランス（ｃ）などが主に挙げられる。
【０００４】（ａ）のタイプの圧電トランスは入力側と
出力側の電圧比を大きくするための手段として、分極方
向の異なる２つの圧電セラミックを使用するとともに電
極の配置を工夫している。高電圧発生用として小型で不
燃性の点で注目されるが、材料の弾性的な損失や電気的
および弾性的なヒステリシスなどのために大振幅動作が
困難であるという問題点を有する。
出力側の電圧比を大きくするための手段として、分極方
向の異なる２つの圧電セラミックを使用するとともに電
極の配置を工夫している。高電圧発生用として小型で不
燃性の点で注目されるが、材料の弾性的な損失や電気的
および弾性的なヒステリシスなどのために大振幅動作が
困難であるという問題点を有する。
【０００５】（ｂ）のタイプの圧電トランスは結晶の損
失が少なく構造が簡単なものの、結晶の側壁切断部の微
小クラックの影響を受けやすく伝送可能な電力が小さ
い。また、素子によるばらつきが大きいという問題点を
有する。
失が少なく構造が簡単なものの、結晶の側壁切断部の微
小クラックの影響を受けやすく伝送可能な電力が小さ
い。また、素子によるばらつきが大きいという問題点を
有する。
【０００６】（ｃ）のタイプの圧電トランスは入力側と
出力側の積層構造を変えて容量比を変化させたものであ
る。電源回路に応用する際、負荷抵抗の小さな場合の電
圧比を制御することが難しく、また大電力により破損し
やすいという問題点を有する。基板の支持方法も難し
く、電力増加とともに支持を強固にする必要もあって、
素子の損失を増加させる原因になっている。
出力側の積層構造を変えて容量比を変化させたものであ
る。電源回路に応用する際、負荷抵抗の小さな場合の電
圧比を制御することが難しく、また大電力により破損し
やすいという問題点を有する。基板の支持方法も難し
く、電力増加とともに支持を強固にする必要もあって、
素子の損失を増加させる原因になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】スイッチング電源を小
型化するには高周波化技術の促進、各種の部品のダウン
サイジング等の必要がある。圧電トランスをスイッチン
グ電源の電源回路に応用するために様々な型の圧電トラ
ンスが提案されている。しかし従来型の圧電トランスで
は、素子の支持方法が難しい、圧電トランスの内部損失
抵抗が大きい、側壁切断部の微小トラックの影響で伝送
可能な電力が小さい等の問題点を有する。
型化するには高周波化技術の促進、各種の部品のダウン
サイジング等の必要がある。圧電トランスをスイッチン
グ電源の電源回路に応用するために様々な型の圧電トラ
ンスが提案されている。しかし従来型の圧電トランスで
は、素子の支持方法が難しい、圧電トランスの内部損失
抵抗が大きい、側壁切断部の微小トラックの影響で伝送
可能な電力が小さい等の問題点を有する。
【０００８】本発明の目的は、回路Ｘから入力された電
気信号を高効率で回路Ｙに出力することができ、そのう
え回路Ｘと回路Ｙとを絶縁状態に保つことができ、小型
軽量化が可能なことから幅広い応用が可能で、たとえば
スイッチング電源などへも応用できる超音波信号変換装
置を提供することにある。
気信号を高効率で回路Ｙに出力することができ、そのう
え回路Ｘと回路Ｙとを絶縁状態に保つことができ、小型
軽量化が可能なことから幅広い応用が可能で、たとえば
スイッチング電源などへも応用できる超音波信号変換装
置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の超音波
信号変換装置は、柱状の圧電磁器の両端面ａおよびｂに
電極ＡおよびＢをそれぞれ設けて成る圧電セラミック振
動子を有する超音波信号変換装置であって、前記圧電磁
器の分極軸は前記両端面に垂直であり、前記電極Ａは互
いに絶縁された少なくとも２つの電極Ａ１およびＡ２か
ら成り、前記電極Ｂは互いに絶縁された少なくとも２つ
の電極Ｂ１およびＢ２から成り、回路Ｘから高周波の電
気信号Ｍを入力されることにより励振され前記圧電セラ
ミック振動子の共振周波数で機械振動をし、該機械振動
をすることにより前記共振周波数とほぼ等しい周波数を
有する電気信号Ｎを回路Ｙに出力し、前記電気信号Ｍは
前記電極Ａ１とＡ２との間に入力され、前記電気信号Ｎ
は前記電極Ｂ１とＢ２との間から出力されることを特徴
とする。
信号変換装置は、柱状の圧電磁器の両端面ａおよびｂに
電極ＡおよびＢをそれぞれ設けて成る圧電セラミック振
動子を有する超音波信号変換装置であって、前記圧電磁
器の分極軸は前記両端面に垂直であり、前記電極Ａは互
いに絶縁された少なくとも２つの電極Ａ１およびＡ２か
ら成り、前記電極Ｂは互いに絶縁された少なくとも２つ
の電極Ｂ１およびＢ２から成り、回路Ｘから高周波の電
気信号Ｍを入力されることにより励振され前記圧電セラ
ミック振動子の共振周波数で機械振動をし、該機械振動
をすることにより前記共振周波数とほぼ等しい周波数を
有する電気信号Ｎを回路Ｙに出力し、前記電気信号Ｍは
前記電極Ａ１とＡ２との間に入力され、前記電気信号Ｎ
は前記電極Ｂ１とＢ２との間から出力されることを特徴
とする。
【００１０】請求項２に記載の超音波信号変換装置は、
前記電極Ｂ１とＢ２との間に負荷抵抗が接続されること
によって、該負荷抵抗の大きさに対応した電圧の前記電
気信号Ｎが前記回路Ｙに出力されることを特徴とする。
前記電極Ｂ１とＢ２との間に負荷抵抗が接続されること
によって、該負荷抵抗の大きさに対応した電圧の前記電
気信号Ｎが前記回路Ｙに出力されることを特徴とする。
【００１１】請求項３に記載の超音波信号変換装置は、
前記圧電磁器が直径と高さとの寸法比がほぼ１に等しい
円柱であることを特徴とする。
前記圧電磁器が直径と高さとの寸法比がほぼ１に等しい
円柱であることを特徴とする。
【００１２】請求項４に記載の超音波信号変換装置は、
前記電極Ａ１およびＡ２が前記端面ａの面積をほぼ１：
１に分割し該端面ａの直径に対応する直線によって分割
されていて、前記電極Ｂ１およびＢ２は前記端面ｂの面
積をほぼ１：１に分割し該端面ｂの直径に対応する直線
によって分割されていることを特徴とする。
前記電極Ａ１およびＡ２が前記端面ａの面積をほぼ１：
１に分割し該端面ａの直径に対応する直線によって分割
されていて、前記電極Ｂ１およびＢ２は前記端面ｂの面
積をほぼ１：１に分割し該端面ｂの直径に対応する直線
によって分割されていることを特徴とする。
【００１３】請求項５に記載の超音波信号変換装置は、
前記圧電磁器が３辺のうち少なくとも２辺の寸法比がほ
ぼ１に等しい矩形角柱であることを特徴とする。
前記圧電磁器が３辺のうち少なくとも２辺の寸法比がほ
ぼ１に等しい矩形角柱であることを特徴とする。
【００１４】請求項６に記載の超音波信号変換装置は、
前記電極Ａ１およびＡ２が前記端面ａの面積をほぼ１：
１に分割し前記端面ａの１つの辺に平行な直線で分割さ
れていて、前記端面ｂは前記端面ａに対面する端面で成
り、前記電極Ｂ１およびＢ２は前記端面ｂの面積をほぼ
１：１に分割し前記端面ｂの１つの辺に平行な直線で分
割されていることを特徴とする。
前記電極Ａ１およびＡ２が前記端面ａの面積をほぼ１：
１に分割し前記端面ａの１つの辺に平行な直線で分割さ
れていて、前記端面ｂは前記端面ａに対面する端面で成
り、前記電極Ｂ１およびＢ２は前記端面ｂの面積をほぼ
１：１に分割し前記端面ｂの１つの辺に平行な直線で分
割されていることを特徴とする。
【００１５】
【作用】本発明の超音波信号変換装置は、柱状の圧電磁
器の両端面ａおよびｂにそれぞれ電極ＡおよびＢを設け
て成る簡単な構造の圧電セラミック振動子を有する。電
極Ａは互いに絶縁された少なくとも２つの電極Ａ１およ
びＡ２から成り、電極Ｂは互いに絶縁された少なくとも
２つの電極Ｂ１およびＢ２から成る。回路Ｘから高周波
の電気信号Ｍが電極Ａ１とＡ２との間に印加されること
により、圧電セラミック振動子は励振され圧電セラミッ
ク振動子の共振周波数で機械振動をし、該機械振動をす
ることにより前記共振周波数とほぼ等しい周波数を有す
る電気信号Ｎを前記電極Ｂ１とＢ２との間から回路Ｙに
出力することができる。この際、回路Ｘと回路Ｙとを絶
縁状態に保つことが可能である。本発明の超音波信号変
換装置の応用例の１つとしてスイッチング電源が挙げら
れる。すなわち、本発明の超音波信号変換装置が回路Ｘ
として圧電セラミック振動子を励振するための回路を備
え、回路Ｙとして出力した電気信号Ｎを処理するための
回路を備えることによりスイッチング電源が形成され
る。本発明の超音波信号変換装置を備えたスイッチング
電源は入力電圧を高効率で昇圧して出力することを可能
にする。本発明の超音波信号変換装置の構造が簡単で小
型軽量であることから、スイッチング電源の小型軽量化
が可能となるばかりでなく、その昇圧効果も大きい。
器の両端面ａおよびｂにそれぞれ電極ＡおよびＢを設け
て成る簡単な構造の圧電セラミック振動子を有する。電
極Ａは互いに絶縁された少なくとも２つの電極Ａ１およ
びＡ２から成り、電極Ｂは互いに絶縁された少なくとも
２つの電極Ｂ１およびＢ２から成る。回路Ｘから高周波
の電気信号Ｍが電極Ａ１とＡ２との間に印加されること
により、圧電セラミック振動子は励振され圧電セラミッ
ク振動子の共振周波数で機械振動をし、該機械振動をす
ることにより前記共振周波数とほぼ等しい周波数を有す
る電気信号Ｎを前記電極Ｂ１とＢ２との間から回路Ｙに
出力することができる。この際、回路Ｘと回路Ｙとを絶
縁状態に保つことが可能である。本発明の超音波信号変
換装置の応用例の１つとしてスイッチング電源が挙げら
れる。すなわち、本発明の超音波信号変換装置が回路Ｘ
として圧電セラミック振動子を励振するための回路を備
え、回路Ｙとして出力した電気信号Ｎを処理するための
回路を備えることによりスイッチング電源が形成され
る。本発明の超音波信号変換装置を備えたスイッチング
電源は入力電圧を高効率で昇圧して出力することを可能
にする。本発明の超音波信号変換装置の構造が簡単で小
型軽量であることから、スイッチング電源の小型軽量化
が可能となるばかりでなく、その昇圧効果も大きい。
【００１６】前記スイッチング電源の回路Ｘは圧電セラ
ミック振動子を効率的に励振する必要があり、このため
回路Ｘは高周波の高電圧を発生させしかも圧電セラミッ
ク振動子の共振周波数を追尾する機能を持つことが望ま
れる。つまり、回路Ｘは共振周波数、電圧、電力などの
諸元を満足すると同時に、共振周波数の自動追尾機能を
具備しなければならない。圧電セラミック振動子の共振
周波数に出力の周波数を自動的に追尾させるための有力
な手段として自励発振方式がある。自励発振方式は、発
振と電圧・電力増幅が一体となった回路構成を採用して
おり、内部に独自の発振回路を持つことなく圧電セラミ
ック振動子の共振を利用して発振させる方式である。本
発明の超音波信号変換装置では電極Ａが互いに絶縁され
た少なくとも２つの電極Ａ１およびＡ２に分割されてい
ることから、電極Ａ１およびＡ２を自励式電源のための
電極として用いることができる。
ミック振動子を効率的に励振する必要があり、このため
回路Ｘは高周波の高電圧を発生させしかも圧電セラミッ
ク振動子の共振周波数を追尾する機能を持つことが望ま
れる。つまり、回路Ｘは共振周波数、電圧、電力などの
諸元を満足すると同時に、共振周波数の自動追尾機能を
具備しなければならない。圧電セラミック振動子の共振
周波数に出力の周波数を自動的に追尾させるための有力
な手段として自励発振方式がある。自励発振方式は、発
振と電圧・電力増幅が一体となった回路構成を採用して
おり、内部に独自の発振回路を持つことなく圧電セラミ
ック振動子の共振を利用して発振させる方式である。本
発明の超音波信号変換装置では電極Ａが互いに絶縁され
た少なくとも２つの電極Ａ１およびＡ２に分割されてい
ることから、電極Ａ１およびＡ２を自励式電源のための
電極として用いることができる。
【００１７】前記スイッチング電源の回路Ｙとして出力
した高周波電力を整流し直流電力を生成するための整流
回路を採用することにより、本発明の超音波信号変換装
置は前記スイッチング電源におけるトランスとしての機
能を果たし、入力電圧を昇圧して出力することを可能に
する。しかも、微弱な電圧でも効率よく昇圧することを
可能にする。
した高周波電力を整流し直流電力を生成するための整流
回路を採用することにより、本発明の超音波信号変換装
置は前記スイッチング電源におけるトランスとしての機
能を果たし、入力電圧を昇圧して出力することを可能に
する。しかも、微弱な電圧でも効率よく昇圧することを
可能にする。
【００１８】電極Ｂ１とＢ２との間に負荷抵抗が接続さ
れることによって、該負荷抵抗の大きさに対応した電圧
の電気信号Ｎを回路Ｙに出力することができる。
れることによって、該負荷抵抗の大きさに対応した電圧
の電気信号Ｎを回路Ｙに出力することができる。
【００１９】圧電磁器として直径と高さとの寸法比がほ
ぼ１に等しい円柱状構造を採用することにより、圧電セ
ラミック振動子は効率よく励振される。従って、このよ
うな圧電セラミック振動子から成る超音波信号変換装置
をスイッチング電源に応用することにより、入力電圧の
昇圧効果を増大させることができる。また、この円柱状
構造を成す圧電セラミック振動子における電極Ａ１およ
びＡ２が端面ａの面積をほぼ１：１に分割し端面ａの直
径に対応する直線によって分割され、電極Ｂ１およびＢ
２が端面ｂの面積をほぼ１：１に分割し端面ｂの直径に
対応する直線によって分割されていることにより、圧電
セラミック振動子はさらに効率よく励振される。また、
その励振は効率よく電気信号Ｎとして出力される。
ぼ１に等しい円柱状構造を採用することにより、圧電セ
ラミック振動子は効率よく励振される。従って、このよ
うな圧電セラミック振動子から成る超音波信号変換装置
をスイッチング電源に応用することにより、入力電圧の
昇圧効果を増大させることができる。また、この円柱状
構造を成す圧電セラミック振動子における電極Ａ１およ
びＡ２が端面ａの面積をほぼ１：１に分割し端面ａの直
径に対応する直線によって分割され、電極Ｂ１およびＢ
２が端面ｂの面積をほぼ１：１に分割し端面ｂの直径に
対応する直線によって分割されていることにより、圧電
セラミック振動子はさらに効率よく励振される。また、
その励振は効率よく電気信号Ｎとして出力される。
【００２０】圧電磁器として３辺のうち少なくとも２辺
の寸法比がほぼ１に等しい矩形角柱状構造を採用するこ
とにより、圧電セラミック振動子は効率よく励振され
る。従って、このような圧電セラミック振動子から成る
超音波信号変換装置をスイッチング電源に応用すること
により、入力電圧の昇圧効果を増大させることができ
る。また、この矩形角柱状構造を有する圧電セラミック
振動子の電極Ａ１およびＡ２は端面ａの面積をほぼ１：
１に分割し端面ａの１つの辺に平行な直線で分割された
構造を成す。また、端面ｂは端面ａに対面する端面で成
り、電極Ｂ１およびＢ２は端面ｂの面積をほぼ１：１に
分割し端面ｂの１つの辺に平行な直線で分割された構造
を成す。従って、圧電セラミック振動子はさらに効率よ
く励振される。また、その励振は効率よく電気信号Ｎと
して出力される。
の寸法比がほぼ１に等しい矩形角柱状構造を採用するこ
とにより、圧電セラミック振動子は効率よく励振され
る。従って、このような圧電セラミック振動子から成る
超音波信号変換装置をスイッチング電源に応用すること
により、入力電圧の昇圧効果を増大させることができ
る。また、この矩形角柱状構造を有する圧電セラミック
振動子の電極Ａ１およびＡ２は端面ａの面積をほぼ１：
１に分割し端面ａの１つの辺に平行な直線で分割された
構造を成す。また、端面ｂは端面ａに対面する端面で成
り、電極Ｂ１およびＢ２は端面ｂの面積をほぼ１：１に
分割し端面ｂの１つの辺に平行な直線で分割された構造
を成す。従って、圧電セラミック振動子はさらに効率よ
く励振される。また、その励振は効率よく電気信号Ｎと
して出力される。
【００２１】
【実施例】図１は本発明の超音波信号変換装置の第１の
実施例を示す斜視図である。本実施例は圧電セラミック
振動子１および負荷抵抗ＲLから成る。圧電セラミック
振動子１は圧電磁器２と、圧電磁器２の両端面に設けら
れた電極とから成る。本実施例においては圧電磁器２は
直径と高さがともに１０ｍｍのものと、直径と高さがと
もに５ｍｍのものとの２種類を使用している。圧電磁器
２はＴＤＫ製９１Ａ材で成り、直径と高さが１０ｍｍの
圧電磁器２の共振周波数は約１３８ｋＨｚであり、直径
と高さが５ｍｍの圧電磁器２の共振周波数は約２７７ｋ
Ｈｚである。圧電磁器２の両端面に設けられた電極はそ
れぞれ１：１に２分割され、電極Ｄ，Ｆおよび電極Ｐ，
Ｑを形成している。電極ＤとＦとは互いに絶縁されてい
て、電極ＰとＱとは互いに絶縁されている。電極Ｄはド
ライブ電極として使用され、電極Ｆはフィードバック電
極として使用される。電極ＤとＦとの間に圧電セラミッ
ク振動子１の共振周波数とほぼ等しい周波数の電気信号
が印加されると、圧電セラミック振動子１が励振され
る。この圧電セラミック振動子１の励振は再び電気信号
に変換され、電極ＰとＱとの間から出力される。このよ
うにして、圧電セラミック振動子１に入力される電気信
号はいったん弾性振動に変換され、その弾性振動は再び
電気信号に変換されて出力される。このとき、電極Ｐお
よびＱの間には負荷抵抗ＲLが接続されていて、ほぼ正
弦波に近い波形が出力される。このようにして、本発明
の超音波信号変換装置は電気信号を変換する機能を有す
る。
実施例を示す斜視図である。本実施例は圧電セラミック
振動子１および負荷抵抗ＲLから成る。圧電セラミック
振動子１は圧電磁器２と、圧電磁器２の両端面に設けら
れた電極とから成る。本実施例においては圧電磁器２は
直径と高さがともに１０ｍｍのものと、直径と高さがと
もに５ｍｍのものとの２種類を使用している。圧電磁器
２はＴＤＫ製９１Ａ材で成り、直径と高さが１０ｍｍの
圧電磁器２の共振周波数は約１３８ｋＨｚであり、直径
と高さが５ｍｍの圧電磁器２の共振周波数は約２７７ｋ
Ｈｚである。圧電磁器２の両端面に設けられた電極はそ
れぞれ１：１に２分割され、電極Ｄ，Ｆおよび電極Ｐ，
Ｑを形成している。電極ＤとＦとは互いに絶縁されてい
て、電極ＰとＱとは互いに絶縁されている。電極Ｄはド
ライブ電極として使用され、電極Ｆはフィードバック電
極として使用される。電極ＤとＦとの間に圧電セラミッ
ク振動子１の共振周波数とほぼ等しい周波数の電気信号
が印加されると、圧電セラミック振動子１が励振され
る。この圧電セラミック振動子１の励振は再び電気信号
に変換され、電極ＰとＱとの間から出力される。このよ
うにして、圧電セラミック振動子１に入力される電気信
号はいったん弾性振動に変換され、その弾性振動は再び
電気信号に変換されて出力される。このとき、電極Ｐお
よびＱの間には負荷抵抗ＲLが接続されていて、ほぼ正
弦波に近い波形が出力される。このようにして、本発明
の超音波信号変換装置は電気信号を変換する機能を有す
る。
【００２２】図２は図１の超音波信号変換装置によって
形成されるスイッチング電源の一実施例を示す構成図で
ある。圧電セラミック振動子１には２端子方式の自励発
振回路Ａが接続されている。自励発振回路Ａは直流電源
から電力を供給され、圧電セラミック振動子１を励振す
る。圧電セラミック振動子１の励振は再び電力に変換さ
れ、負荷抵抗ＲLの両端から出力させることができる。
このとき、圧電セラミック振動子１は昇圧効果をもたら
す。なお、この負荷抵抗ＲLの大きさを変えることによ
って、昇圧の大きさを変えることが可能となる。
形成されるスイッチング電源の一実施例を示す構成図で
ある。圧電セラミック振動子１には２端子方式の自励発
振回路Ａが接続されている。自励発振回路Ａは直流電源
から電力を供給され、圧電セラミック振動子１を励振す
る。圧電セラミック振動子１の励振は再び電力に変換さ
れ、負荷抵抗ＲLの両端から出力させることができる。
このとき、圧電セラミック振動子１は昇圧効果をもたら
す。なお、この負荷抵抗ＲLの大きさを変えることによ
って、昇圧の大きさを変えることが可能となる。
【００２３】図３は本発明の超音波信号変換装置の第２
の実施例を示す斜視図である。本実施例は圧電磁器２、
圧電磁器２の両端面に設けられた電極および２つの負荷
抵抗ＲLから成る。圧電磁器２の一方の端面に設けられ
た電極は圧電磁器２の直径を１：１に２分割した構造
を、圧電磁器２のもう一方の端面に設けられた電極は圧
電磁器２の直径を１：１：１に３分割した構造をしてい
て、電極Ｄ，Ｆおよび電極Ｐ，Ｑ，Ｒを形成している。
電極ＤとＦとは互いに絶縁されていて、電極ＰとＱとＲ
とは互いに絶縁されている。電極Ｄはドライブ電極とし
て、電極Ｆはフィードバック電極として使用される。電
極ＰとＱとの間、並びにＱとＲとの間にはそれぞれ負荷
抵抗ＲLが接続されていて、ほぼ正弦波に近い波形が出
力される。図３に示す超音波信号変換装置をスイッチン
グ電源に応用する場合、この負荷抵抗ＲLの大きさを変
えることによって昇圧の大きさを変えることが可能とな
る。また、その昇圧した電圧を電極ＰとＱとの間だけで
なく電極ＱとＲとの間からも同時に出力することが可能
となる。すなわち、図３に示すような超音波信号変換装
置を採用したスイッチング電源は入力電圧を昇圧して２
ヶ所から出力することが可能となる。
の実施例を示す斜視図である。本実施例は圧電磁器２、
圧電磁器２の両端面に設けられた電極および２つの負荷
抵抗ＲLから成る。圧電磁器２の一方の端面に設けられ
た電極は圧電磁器２の直径を１：１に２分割した構造
を、圧電磁器２のもう一方の端面に設けられた電極は圧
電磁器２の直径を１：１：１に３分割した構造をしてい
て、電極Ｄ，Ｆおよび電極Ｐ，Ｑ，Ｒを形成している。
電極ＤとＦとは互いに絶縁されていて、電極ＰとＱとＲ
とは互いに絶縁されている。電極Ｄはドライブ電極とし
て、電極Ｆはフィードバック電極として使用される。電
極ＰとＱとの間、並びにＱとＲとの間にはそれぞれ負荷
抵抗ＲLが接続されていて、ほぼ正弦波に近い波形が出
力される。図３に示す超音波信号変換装置をスイッチン
グ電源に応用する場合、この負荷抵抗ＲLの大きさを変
えることによって昇圧の大きさを変えることが可能とな
る。また、その昇圧した電圧を電極ＰとＱとの間だけで
なく電極ＱとＲとの間からも同時に出力することが可能
となる。すなわち、図３に示すような超音波信号変換装
置を採用したスイッチング電源は入力電圧を昇圧して２
ヶ所から出力することが可能となる。
【００２４】図４は自励発振回路Ａの一実施例を示す図
である。本実施例は電流検出部１１、電圧増幅部１２お
よび電力増幅部１３から構成される。自励発振回路Ａで
は圧電セラミック振動子１からのフィードバック信号を
増幅してスイッチング用半導体に入力するために電源用
ＩＣ（ＩＣ3）を使用している。但し、図４ではＩＣ3は
省いて描かれている。図４の回路では電源の電圧が１２
Ｖのときに圧電セラミック振動子１の駆動電圧として５
０Ｖｐ−ｐの値が得られた。このようにして、電源電圧
の４倍のピーク電圧で圧電セラミック振動子１を駆動で
きる。
である。本実施例は電流検出部１１、電圧増幅部１２お
よび電力増幅部１３から構成される。自励発振回路Ａで
は圧電セラミック振動子１からのフィードバック信号を
増幅してスイッチング用半導体に入力するために電源用
ＩＣ（ＩＣ3）を使用している。但し、図４ではＩＣ3は
省いて描かれている。図４の回路では電源の電圧が１２
Ｖのときに圧電セラミック振動子１の駆動電圧として５
０Ｖｐ−ｐの値が得られた。このようにして、電源電圧
の４倍のピーク電圧で圧電セラミック振動子１を駆動で
きる。
【００２５】電力増幅部１３はＱ1、Ｌ1、Ｃ3およびＲ3
から構成される逆起電圧回路である。トランジスタＱ1
はスイッチング用であり、スイッチング速度とドライブ
の簡単なことを考慮しパワーＭＯＳ ＦＥＴを使用して
いる。Ｌ1は逆起電圧を発生させ圧電セラミック振動子
１に電源電圧Ｖｃｃより高い電圧の電力を供給するため
のものであり、Ｃ3は逆起電圧の時定数調整用である。
Ｃ3を大きくすると時定数が延びるが最大電圧が低くな
る。Ｃ3を小さくした場合はその逆である。
から構成される逆起電圧回路である。トランジスタＱ1
はスイッチング用であり、スイッチング速度とドライブ
の簡単なことを考慮しパワーＭＯＳ ＦＥＴを使用して
いる。Ｌ1は逆起電圧を発生させ圧電セラミック振動子
１に電源電圧Ｖｃｃより高い電圧の電力を供給するため
のものであり、Ｃ3は逆起電圧の時定数調整用である。
Ｃ3を大きくすると時定数が延びるが最大電圧が低くな
る。Ｃ3を小さくした場合はその逆である。
【００２６】電流検出部１１は検波整流用ダイオードＤ
1およびＤ2から構成され、圧電セラミック振動子１に流
れる電流の位相を検出することを目的としている。図４
の回路図に示すように電流検出部１１は圧電セラミック
振動子１と直列に接続されており、電流検出部１１のイ
ンピーダンスが大きいほど圧電セラミック振動子１に分
圧される電圧は小さくなる。このため電流検出部１１の
条件としてはインピーダンスが低い方がよい。しかし、
インピーダンスが低すぎると検出される電圧も小さくな
り自励の立ちがり時間が遅くなる。
1およびＤ2から構成され、圧電セラミック振動子１に流
れる電流の位相を検出することを目的としている。図４
の回路図に示すように電流検出部１１は圧電セラミック
振動子１と直列に接続されており、電流検出部１１のイ
ンピーダンスが大きいほど圧電セラミック振動子１に分
圧される電圧は小さくなる。このため電流検出部１１の
条件としてはインピーダンスが低い方がよい。しかし、
インピーダンスが低すぎると検出される電圧も小さくな
り自励の立ちがり時間が遅くなる。
【００２７】電流検出部１１においてはダイオードが使
用されている。ダイオードは電流電圧特性から明らかな
ように、自励発振の立ち上がり時の電圧の低い時は高抵
抗として動作し、自励が安定し電圧が高い時は低抵抗と
して動作するから、電流検出部１１の素子として好都合
である。
用されている。ダイオードは電流電圧特性から明らかな
ように、自励発振の立ち上がり時の電圧の低い時は高抵
抗として動作し、自励が安定し電圧が高い時は低抵抗と
して動作するから、電流検出部１１の素子として好都合
である。
【００２８】電圧増幅部１２はＩＣ1、Ｃ1、Ｃ2、Ｒ1お
よびＲ2で構成され、電流検出部１１で検出した微小な
電圧信号を増幅し次段の電力増幅部１３をドライブする
ことを目的としている。圧電セラミック振動子１の駆動
に十分な高周波電力を得るには、電力増幅手段がトラン
ジスタ等で構成される場合、高速で大きな利得を得るた
めに複数の電圧増幅器で成る電圧増幅部を使用しなけれ
ばならない。この実施例では電圧増幅部１２にＣＭＯＳ
ロジックＩＣで成るインバータＩＣ1が使用されてい
る。この電圧増幅部１２はＣＭＯＳ ＩＣのインバータ
ＩＣ1に抵抗Ｒ1で帰還をかけるとスレシホールド付近で
止まった状態となり、アナログアンプとして動作するこ
とを利用したものである。この電圧増幅部１２の回路に
は高速でゲインが大きいという特徴があるが、電源の電
圧に制限があるから、図４の回路では５．１Ｖのツェナ
ーダイオードＺＤ1を使用してインバータＩＣ1に所定の
電圧を得ている。なお、Ｃ1及びＣ2は直流カット用のコ
ンデンサである。
よびＲ2で構成され、電流検出部１１で検出した微小な
電圧信号を増幅し次段の電力増幅部１３をドライブする
ことを目的としている。圧電セラミック振動子１の駆動
に十分な高周波電力を得るには、電力増幅手段がトラン
ジスタ等で構成される場合、高速で大きな利得を得るた
めに複数の電圧増幅器で成る電圧増幅部を使用しなけれ
ばならない。この実施例では電圧増幅部１２にＣＭＯＳ
ロジックＩＣで成るインバータＩＣ1が使用されてい
る。この電圧増幅部１２はＣＭＯＳ ＩＣのインバータ
ＩＣ1に抵抗Ｒ1で帰還をかけるとスレシホールド付近で
止まった状態となり、アナログアンプとして動作するこ
とを利用したものである。この電圧増幅部１２の回路に
は高速でゲインが大きいという特徴があるが、電源の電
圧に制限があるから、図４の回路では５．１Ｖのツェナ
ーダイオードＺＤ1を使用してインバータＩＣ1に所定の
電圧を得ている。なお、Ｃ1及びＣ2は直流カット用のコ
ンデンサである。
【００２９】図４の回路では、低電圧駆動を可能にする
昇圧手段としてスイッチング用のトランジスタＱ1 とコ
イルＬ1 を用いている。同じ程度に昇圧するのにトラン
ジスタ＋コイルの組み合せとトランスとを比べると、ト
ランジスタ＋コイルの方がトランスより小型、軽量、安
価である。また、電力増幅部１３の負荷回路がコイルＬ
1 およびコンデンサＣ3 で成り抵抗器を含まないことか
ら、電源の電力利用効率、すなわち電力効率において優
れている。
昇圧手段としてスイッチング用のトランジスタＱ1 とコ
イルＬ1 を用いている。同じ程度に昇圧するのにトラン
ジスタ＋コイルの組み合せとトランスとを比べると、ト
ランジスタ＋コイルの方がトランスより小型、軽量、安
価である。また、電力増幅部１３の負荷回路がコイルＬ
1 およびコンデンサＣ3 で成り抵抗器を含まないことか
ら、電源の電力利用効率、すなわち電力効率において優
れている。
【００３０】図５は電源から入力される入力電圧（Ｖｄ
ｃ）と電極Ｐ，Ｑ間に出力される出力電圧（Ｖｐ−ｐ）
との関係を示す特性図である。但し、圧電セラミック振
動子１が５ｍｍの円柱状を成し、負荷抵抗ＲLが１０ｋ
ｏｈｍを示すときの値である。出力電圧は入力電圧のほ
ぼ４．５倍の値を示すことがわかる。
ｃ）と電極Ｐ，Ｑ間に出力される出力電圧（Ｖｐ−ｐ）
との関係を示す特性図である。但し、圧電セラミック振
動子１が５ｍｍの円柱状を成し、負荷抵抗ＲLが１０ｋ
ｏｈｍを示すときの値である。出力電圧は入力電圧のほ
ぼ４．５倍の値を示すことがわかる。
【００３１】図６は電源から入力される入力電圧（Ｖｄ
ｃ）と電極Ｐ，Ｑ間に出力される出力電圧（Ｖｐ−ｐ）
との関係を示す特性図である。但し、圧電セラミック振
動子１が１０ｍｍの円柱状を成し、負荷抵抗ＲLが１ｋ
ｏｈｍを示すときの値である。出力電圧は入力電圧のほ
ぼ３倍の値を示すことがわかる。
ｃ）と電極Ｐ，Ｑ間に出力される出力電圧（Ｖｐ−ｐ）
との関係を示す特性図である。但し、圧電セラミック振
動子１が１０ｍｍの円柱状を成し、負荷抵抗ＲLが１ｋ
ｏｈｍを示すときの値である。出力電圧は入力電圧のほ
ぼ３倍の値を示すことがわかる。
【００３２】電源電圧が５Ｖのロジック回路の中で少数
個の１５Ｖ電源のＯＰアンプ等を使用する場合や、小電
力で高い電圧を必要とするセラミックセンサ等を使用す
る場合に、電源の昇圧が問題となる。トランスを使用し
た電源回路は回路規模が大きく、また、昇圧用のＩＣは
高価であるという問題がある。本発明の超音波信号変換
装置を用いたスイッチング電源は小型軽量で、昇圧効果
が高い。
個の１５Ｖ電源のＯＰアンプ等を使用する場合や、小電
力で高い電圧を必要とするセラミックセンサ等を使用す
る場合に、電源の昇圧が問題となる。トランスを使用し
た電源回路は回路規模が大きく、また、昇圧用のＩＣは
高価であるという問題がある。本発明の超音波信号変換
装置を用いたスイッチング電源は小型軽量で、昇圧効果
が高い。
【００３３】
【発明の効果】本発明の超音波信号変換装置において
は、回路Ｘから高周波の電気信号Ｍが電極Ａ１とＡ２と
の間に印加されることにより、圧電セラミック振動子は
励振され圧電セラミック振動子の共振周波数で機械振動
をし、該機械振動をすることにより前記共振周波数とほ
ぼ等しい周波数を有する電気信号Ｎを前記電極Ｂ１とＢ
２との間から回路Ｙに出力することができる。この際、
回路Ｘと回路Ｙとを絶縁状態に保つことが可能である。
本発明の超音波信号変換装置が回路Ｘとして圧電セラミ
ック振動子を励振するための回路と、回路Ｙとして出力
した電気信号を処理するための回路とを備えることによ
りスイッチング電源を形成することができる。本発明の
超音波信号変換装置を備えたスイッチング電源は入力電
圧を高効率で昇圧して出力することを可能にするばかり
でなく、構造が簡単で小型軽量であることから、スイッ
チング電源の小型軽量化を可能とする。しかもその昇圧
効果が大きい。
は、回路Ｘから高周波の電気信号Ｍが電極Ａ１とＡ２と
の間に印加されることにより、圧電セラミック振動子は
励振され圧電セラミック振動子の共振周波数で機械振動
をし、該機械振動をすることにより前記共振周波数とほ
ぼ等しい周波数を有する電気信号Ｎを前記電極Ｂ１とＢ
２との間から回路Ｙに出力することができる。この際、
回路Ｘと回路Ｙとを絶縁状態に保つことが可能である。
本発明の超音波信号変換装置が回路Ｘとして圧電セラミ
ック振動子を励振するための回路と、回路Ｙとして出力
した電気信号を処理するための回路とを備えることによ
りスイッチング電源を形成することができる。本発明の
超音波信号変換装置を備えたスイッチング電源は入力電
圧を高効率で昇圧して出力することを可能にするばかり
でなく、構造が簡単で小型軽量であることから、スイッ
チング電源の小型軽量化を可能とする。しかもその昇圧
効果が大きい。
【００３４】本発明の超音波信号変換装置を用いたスイ
ッチング電源において、圧電セラミック振動子を効率的
に励振するための回路は、高周波の高電圧を発生させし
かも圧電セラミック振動子の共振周波数を追尾する機能
を持つことが望まれる。つまり、該回路は共振周波数、
電圧、電力などの諸元を満足すると同時に、共振周波数
の自動追尾機能を具備しなければならない。本発明の超
音波信号変換装置では電極Ａが互いに絶縁された少なく
とも２つの電極Ａ１およびＡ２に分割されていることか
ら、電極Ａ１およびＡ２を自励式電源のための電極とし
て用いることができる。
ッチング電源において、圧電セラミック振動子を効率的
に励振するための回路は、高周波の高電圧を発生させし
かも圧電セラミック振動子の共振周波数を追尾する機能
を持つことが望まれる。つまり、該回路は共振周波数、
電圧、電力などの諸元を満足すると同時に、共振周波数
の自動追尾機能を具備しなければならない。本発明の超
音波信号変換装置では電極Ａが互いに絶縁された少なく
とも２つの電極Ａ１およびＡ２に分割されていることか
ら、電極Ａ１およびＡ２を自励式電源のための電極とし
て用いることができる。
【００３５】本発明の超音波信号変換装置を用いたスイ
ッチング電源において、圧電セラミック振動子から出力
した電気信号Ｎを処理するための回路が電極Ｂ１とＢ２
との間に接続されることにより、本発明の超音波信号変
換装置はスイッチング電源におけるトランスとしての機
能を果たし、入力電圧を昇圧して出力することを可能に
する。しかも、微弱な電圧でも効率よく昇圧することを
可能にする。また、電極Ｂ１とＢ２との間に負荷抵抗が
接続されることによって、該負荷抵抗の大きさに対応し
た電圧の電気信号Ｎを出力することができる。
ッチング電源において、圧電セラミック振動子から出力
した電気信号Ｎを処理するための回路が電極Ｂ１とＢ２
との間に接続されることにより、本発明の超音波信号変
換装置はスイッチング電源におけるトランスとしての機
能を果たし、入力電圧を昇圧して出力することを可能に
する。しかも、微弱な電圧でも効率よく昇圧することを
可能にする。また、電極Ｂ１とＢ２との間に負荷抵抗が
接続されることによって、該負荷抵抗の大きさに対応し
た電圧の電気信号Ｎを出力することができる。
【００３６】圧電磁器として直径と高さとの寸法比がほ
ぼ１に等しい円柱状構造を採用することにより、圧電セ
ラミック振動子は効率よく励振される。従って、このよ
うな圧電セラミック振動子から成る超音波信号変換装置
をスイッチング電源に応用することにより、入力電圧の
昇圧効果を増大させることができる。また、この圧電セ
ラミック振動子における電極Ａ１およびＡ２が端面ａの
面積をほぼ１：１に分割し端面ａの直径に対応する直線
によって分割され、電極Ｂ１およびＢ２が端面ｂの面積
をほぼ１：１に分割し端面ｂの直径に対応する直線によ
って分割されていることにより、圧電セラミック振動子
はさらに効率よく励振される。また、その励振は効率よ
く電気信号Ｎとして出力される。
ぼ１に等しい円柱状構造を採用することにより、圧電セ
ラミック振動子は効率よく励振される。従って、このよ
うな圧電セラミック振動子から成る超音波信号変換装置
をスイッチング電源に応用することにより、入力電圧の
昇圧効果を増大させることができる。また、この圧電セ
ラミック振動子における電極Ａ１およびＡ２が端面ａの
面積をほぼ１：１に分割し端面ａの直径に対応する直線
によって分割され、電極Ｂ１およびＢ２が端面ｂの面積
をほぼ１：１に分割し端面ｂの直径に対応する直線によ
って分割されていることにより、圧電セラミック振動子
はさらに効率よく励振される。また、その励振は効率よ
く電気信号Ｎとして出力される。
【００３７】圧電磁器として３辺のうち少なくとも２辺
の寸法比がほぼ１に等しい矩形角柱状構造を採用するこ
とにより、圧電セラミック振動子は効率よく励振され
る。従って、このような圧電セラミック振動子から成る
超音波信号変換装置をスイッチング電源に応用すること
により、入力電圧の昇圧効果を増大させることができ
る。また、この圧電セラミック振動子の電極Ａ１および
Ａ２は端面ａの面積をほぼ１：１に分割し端面ａの１つ
の辺に平行な直線で分割された構造を成す。また、端面
ｂは端面ａに対面する端面で成り、電極Ｂ１およびＢ２
は端面ｂの面積をほぼ１：１に分割し端面ｂの１つの辺
に平行な直線で分割された構造を成す。従って、圧電セ
ラミック振動子はさらに効率よく励振される。また、そ
の励振は効率よく電気信号Ｎとして出力される。
の寸法比がほぼ１に等しい矩形角柱状構造を採用するこ
とにより、圧電セラミック振動子は効率よく励振され
る。従って、このような圧電セラミック振動子から成る
超音波信号変換装置をスイッチング電源に応用すること
により、入力電圧の昇圧効果を増大させることができ
る。また、この圧電セラミック振動子の電極Ａ１および
Ａ２は端面ａの面積をほぼ１：１に分割し端面ａの１つ
の辺に平行な直線で分割された構造を成す。また、端面
ｂは端面ａに対面する端面で成り、電極Ｂ１およびＢ２
は端面ｂの面積をほぼ１：１に分割し端面ｂの１つの辺
に平行な直線で分割された構造を成す。従って、圧電セ
ラミック振動子はさらに効率よく励振される。また、そ
の励振は効率よく電気信号Ｎとして出力される。
【図１】本発明の超音波信号変換装置の第１の実施例を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図２】図１の超音波信号変換装置によって形成される
スイッチング電源の一実施例を示す構成図。
スイッチング電源の一実施例を示す構成図。
【図３】本発明の超音波信号変換装置の第２の実施例を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図４】自励発振回路Ａの一実施例を示す図。
【図５】電源から入力される入力電圧（Ｖｄｃ）と電極
Ｐ，Ｑ間に出力される出力電圧（Ｖｐ−ｐ）との関係を
示す特性図。
Ｐ，Ｑ間に出力される出力電圧（Ｖｐ−ｐ）との関係を
示す特性図。
【図６】電源から入力される入力電圧（Ｖｄｃ）と電極
Ｐ，Ｑ間に出力される出力電圧（Ｖｐ−ｐ）との関係を
示す特性図。
Ｐ，Ｑ間に出力される出力電圧（Ｖｐ−ｐ）との関係を
示す特性図。
１ 圧電セラミック振動子 ２ 圧電磁器 Ａ 自励発振回路 ＲL 負荷抵抗 １１ 電流検出部 １２ 電圧増幅部 １３ 電力増幅部 Ｄ，Ｆ 電極 Ｐ，Ｑ 電極 ＩＣ1 ＣＭＯＳ ＩＣ インバータ Ｖｃｃ 電源電圧 Ｌ1 昇圧用コイル Ｑ1 トランジスタ ＺＤ1 ツェナーダイオード Ｄ1、Ｄ2 ダイオード Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3 コンデンサ Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4 抵抗
Claims (6)
- 【請求項１】 柱状の圧電磁器の両端面ａおよびｂに電
極ＡおよびＢをそれぞれ設けて成る圧電セラミック振動
子を有する超音波信号変換装置であって、 前記圧電磁器の分極軸は前記両端面に垂直であり、 前記電極Ａは互いに絶縁された少なくとも２つの電極Ａ
１およびＡ２から成り、 前記電極Ｂは互いに絶縁された少なくとも２つの電極Ｂ
１およびＢ２から成り、 回路Ｘから高周波の電気信号Ｍを入力されることにより
励振され前記圧電セラミック振動子の共振周波数で機械
振動をし、該機械振動をすることにより前記共振周波数
とほぼ等しい周波数を有する電気信号Ｎを回路Ｙに出力
し、 前記電気信号Ｍは前記電極Ａ１とＡ２との間に入力さ
れ、 前記電気信号Ｎは前記電極Ｂ１とＢ２との間から出力さ
れることを特徴とする超音波信号変換装置。 - 【請求項２】 前記電極Ｂ１とＢ２との間に負荷抵抗が
接続されることによって、該負荷抵抗の大きさに対応し
た電圧の前記電気信号Ｎが前記回路Ｙに出力されること
を特徴とする請求項１に記載の超音波信号変換装置。 - 【請求項３】 前記圧電磁器は直径と高さとの寸法比が
ほぼ１に等しい円柱であることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の超音波信号変換装置。 - 【請求項４】 前記電極Ａ１およびＡ２は前記端面ａの
面積をほぼ１：１に分割し該端面ａの直径に対応する直
線によって分割されていて、 前記電極Ｂ１およびＢ２は前記端面ｂの面積をほぼ１：
１に分割し該端面ｂの直径に対応する直線によって分割
されていることを特徴とする請求項３に記載の超音波信
号変換装置。 - 【請求項５】 前記圧電磁器は３辺のうち少なくとも２
辺の寸法比がほぼ１に等しい矩形角柱であることを特徴
とする請求項１または２に記載の超音波信号変換装置。 - 【請求項６】 前記電極Ａ１およびＡ２は前記端面ａの
面積をほぼ１：１に分割し前記端面ａの１つの辺に平行
な直線で分割されていて、 前記端面ｂは前記端面ａに対面する端面で成り、前記電
極Ｂ１およびＢ２は前記端面ｂの面積をほぼ１：１に分
割し前記端面ｂの１つの辺に平行な直線で分割されてい
ることを特徴とする請求項５に記載の超音波信号変換装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4335640A JPH06165417A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 超音波信号変換装置 |
| US08/151,138 US5389852A (en) | 1992-11-20 | 1993-11-12 | Ultrasonic signal converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4335640A JPH06165417A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 超音波信号変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165417A true JPH06165417A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18290863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4335640A Pending JPH06165417A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 超音波信号変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06165417A (ja) |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP4335640A patent/JPH06165417A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0685343A (ja) | 電力用圧電トランスコンバータ | |
| KR100280765B1 (ko) | 방전관의 구동장치 및 이에 이용되는 압전 변압기 | |
| KR100325648B1 (ko) | 압전트랜스를이용한전압변환장치 | |
| US4256987A (en) | Constant current electrical circuit for driving piezoelectric transducer | |
| TW574119B (en) | Driving unit for transducer | |
| JP2002017090A (ja) | 圧電トランスの駆動方法および駆動装置 | |
| US5389852A (en) | Ultrasonic signal converter | |
| JPH06165417A (ja) | 超音波信号変換装置 | |
| JPH06151995A (ja) | 圧電セラミック振動子 | |
| JPH0653569A (ja) | 高電圧発生装置 | |
| Imori et al. | A photomultiplier high voltage power supply incorporating a piezoelectric ceramic transformer | |
| JPH06189533A (ja) | スイッチング電源 | |
| JP3413621B2 (ja) | 圧電トランスを用いた電圧変換装置 | |
| JPH06197528A (ja) | スイッチング電源 | |
| US5986384A (en) | Self-oscillation type signal converter | |
| JP3111202B2 (ja) | 超音波霧化装置 | |
| US20040232806A1 (en) | Piezoelectric transformer, power supply circuit and lighting unit using the same | |
| JPH10127059A (ja) | 電力変換装置 | |
| JP3111201B2 (ja) | 超音波デバイス駆動回路 | |
| US4510464A (en) | LC-switched transistor oscillator for vibrator excitation | |
| KR100256090B1 (ko) | 압전 변압기 및 그를 이용한 고전압 발생회로 | |
| KR960024282A (ko) | 정전형 변환수단의 구동장치 | |
| JP3025651B2 (ja) | 圧電トランス | |
| JPH07147771A (ja) | 圧電トランス高圧発生装置 | |
| JPH05276770A (ja) | 超音波アクチュエータ |