JPH08107240A - 圧電トランス - Google Patents
圧電トランスInfo
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- JPH08107240A JPH08107240A JP6241048A JP24104894A JPH08107240A JP H08107240 A JPH08107240 A JP H08107240A JP 6241048 A JP6241048 A JP 6241048A JP 24104894 A JP24104894 A JP 24104894A JP H08107240 A JPH08107240 A JP H08107240A
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- piezoelectric transformer
- power generation
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- piezoelectric
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/40—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and electrical output, e.g. functioning as transformers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】圧電トランスの出力特性を、以下の事柄を防ぐ
ことにより改善する。即ち、接続負荷に比べトランス出
力インピーダンスが小さいことによる出力不足や、幅振
動の結合による長さ縦振動の励振能力の低下を防ぐ。 【構成】長板状の圧電セラミックよりなり、長さ方向の
縦振動の波長λの１／２との比の値Ｒを０．５≦Ｒ≦
０．８とする。これにより、出力側の制動容量を増大さ
せ、出力インピーダンスを低減する。この結果、トラン
ス出力特性が改善される。一方、幅ｗを広げすぎると長
さ方向の縦振動と幅方向の振動が結合するため、ｗに上
限を設けることにより、これを防ぎ、出力特性の低下を
防ぐ。
ことにより改善する。即ち、接続負荷に比べトランス出
力インピーダンスが小さいことによる出力不足や、幅振
動の結合による長さ縦振動の励振能力の低下を防ぐ。 【構成】長板状の圧電セラミックよりなり、長さ方向の
縦振動の波長λの１／２との比の値Ｒを０．５≦Ｒ≦
０．８とする。これにより、出力側の制動容量を増大さ
せ、出力インピーダンスを低減する。この結果、トラン
ス出力特性が改善される。一方、幅ｗを広げすぎると長
さ方向の縦振動と幅方向の振動が結合するため、ｗに上
限を設けることにより、これを防ぎ、出力特性の低下を
防ぐ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高信頼度、小型化を要求
される高電圧電源に関し、とくに液晶ディスプレイ装置
のバックライト用のインバータ用に適した圧電トランス
に関するものである。
される高電圧電源に関し、とくに液晶ディスプレイ装置
のバックライト用のインバータ用に適した圧電トランス
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来は液晶ディスプレイのバックライト
用インバータに用いられる高電圧発生用トランスの殆ど
は、電磁式巻き線トランスであった。
用インバータに用いられる高電圧発生用トランスの殆ど
は、電磁式巻き線トランスであった。
【０００３】一方、図５に示すような巻き線トランスと
は全く動作原理の異なる圧電トランスが提案され、上記
のバックライト用インバータにも適用できる可能性を本
願出願人は先に提案した（特願平４−２７０４０）。
は全く動作原理の異なる圧電トランスが提案され、上記
のバックライト用インバータにも適用できる可能性を本
願出願人は先に提案した（特願平４−２７０４０）。
【０００４】図５において、圧電体１の上下面には電極
２，３，７が形成されている。電極２，３の間４に入力
として交流電圧が加えられ、これを駆動部と称する。駆
動部５では、圧電体１はその左右で、厚さ方向に逆向き
に分極処理が施されている。駆動部以外の部分６は発電
部と称する。発電部６では圧電体１は長さ方向に分極処
理が施されている。この発電部に電極７があり、電極７
と電極３の間８から出力が得られる。
２，３，７が形成されている。電極２，３の間４に入力
として交流電圧が加えられ、これを駆動部と称する。駆
動部５では、圧電体１はその左右で、厚さ方向に逆向き
に分極処理が施されている。駆動部以外の部分６は発電
部と称する。発電部６では圧電体１は長さ方向に分極処
理が施されている。この発電部に電極７があり、電極７
と電極３の間８から出力が得られる。
【０００５】２つの入力端４に圧電体１の長手方向の縦
振動の３次の共振周波数を有し互いに逆相の交流を印加
する。この時、圧電体１は機械的な共振をし、この結
果、発電部より高電圧が出力される。尚、出力端８は並
列に出力するものである。
振動の３次の共振周波数を有し互いに逆相の交流を印加
する。この時、圧電体１は機械的な共振をし、この結
果、発電部より高電圧が出力される。尚、出力端８は並
列に出力するものである。
【０００６】この先願により、従来の電磁トランスでは
見られない小型、薄型化可能な圧電トランスを利用した
インバータの可能性が示された。
見られない小型、薄型化可能な圧電トランスを利用した
インバータの可能性が示された。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この従来の圧電トラン
スでも以下のような問題点があった。
スでも以下のような問題点があった。
【０００８】例えばカラー液晶ディスプレイ用バックラ
イトは大きな光量を要するため、その光源として通常冷
陰極間（以下ＣＦＬと略す）を用いるが、このＣＦＬは
１００ｋΩ以上の高インピーダンスであるため、例え
ば、ＣＦＬをおおうように設けられた、近接してある金
属性反射板との間に浮遊容量Ｃｓｔが発生する。このＣ
ｓｔはＣＦＬと並列に寄生し、その大きさは１本のＣＦ
Ｌにつき約１０ｐＦ程度と見積ることができる。圧電ト
ランスの３次モードの共振周波数を１００ＫＨｚ程度と
すれば、ＣｓｔとＣＦＬの合成のインピーダンスは、６
１ｋΩ程度に低下する。
イトは大きな光量を要するため、その光源として通常冷
陰極間（以下ＣＦＬと略す）を用いるが、このＣＦＬは
１００ｋΩ以上の高インピーダンスであるため、例え
ば、ＣＦＬをおおうように設けられた、近接してある金
属性反射板との間に浮遊容量Ｃｓｔが発生する。このＣ
ｓｔはＣＦＬと並列に寄生し、その大きさは１本のＣＦ
Ｌにつき約１０ｐＦ程度と見積ることができる。圧電ト
ランスの３次モードの共振周波数を１００ＫＨｚ程度と
すれば、ＣｓｔとＣＦＬの合成のインピーダンスは、６
１ｋΩ程度に低下する。
【０００９】一方、圧電トランスの出力特性は、これに
接続する負荷インピーダンスに依存して変化する。図６
には、上記先願の場合の特性例を示す。図６より明らか
な様に、圧電トランスは１ＭΩ程度の高インピーダンス
負荷を接続すると、大きな昇圧比、従って、大きな出力
電力を得ることができるが、１００ｋΩ程度以下では、
出力は大幅に低下し、昇圧比は１０倍以下となる。
接続する負荷インピーダンスに依存して変化する。図６
には、上記先願の場合の特性例を示す。図６より明らか
な様に、圧電トランスは１ＭΩ程度の高インピーダンス
負荷を接続すると、大きな昇圧比、従って、大きな出力
電力を得ることができるが、１００ｋΩ程度以下では、
出力は大幅に低下し、昇圧比は１０倍以下となる。
【００１０】現状では、上記バックライト用インバータ
の入力電圧はＤＣ１２Ｖ程度であり、１０倍程度の昇圧
比では、ＣＦＬが点灯開始するために必要な３５０Ｖ程
度の出力電圧を得ることすら不可能である。 トランス入力電圧を大きくする。 積層方式ｅｔｃを考慮したトランスの再設計をす
る。
の入力電圧はＤＣ１２Ｖ程度であり、１０倍程度の昇圧
比では、ＣＦＬが点灯開始するために必要な３５０Ｖ程
度の出力電圧を得ることすら不可能である。 トランス入力電圧を大きくする。 積層方式ｅｔｃを考慮したトランスの再設計をす
る。
【００１１】しかし、については、バックライトイン
バータの上位システム例えばパソコン本体の電源能力を
上げるか、インバータ部分において、トランスの前段に
昇圧回路を増やすとかいった対策が必要となる。前者の
対策は、ＬＳＩ等も含めた低電圧化の動向に逆行するも
のである。また後者も、部品点数増を含めて、コストア
ップの要因であるし、システムの小型化要求よりブレイ
クダウンされるインバータ、ひいてはディスプレイの小
型、薄型化と逆行するものである。つまり、の対策
は、工業的メリットを損う方向である。
バータの上位システム例えばパソコン本体の電源能力を
上げるか、インバータ部分において、トランスの前段に
昇圧回路を増やすとかいった対策が必要となる。前者の
対策は、ＬＳＩ等も含めた低電圧化の動向に逆行するも
のである。また後者も、部品点数増を含めて、コストア
ップの要因であるし、システムの小型化要求よりブレイ
クダウンされるインバータ、ひいてはディスプレイの小
型、薄型化と逆行するものである。つまり、の対策
は、工業的メリットを損う方向である。
【００１２】についても、例えば、グリーンシート法
などにより、数十μｍオーダーの膜厚のセラミック層を
所望の数だけ積層する構造とすれば、入力の電界強度を
上げることが可能となり、電圧比不足を解消し、大きな
出力電圧は得らえる。しかしグリーンシート法による積
層圧電トランスの製造プロセス自身が視時点では未確立
であり、また、コストアップの方向でもあるため、やは
り現実的でない。積層法にこだわらずとも、トランス素
子の大型化を許せば、最適解がないではないが、やはり
と同じように工業的メリットを損なう。
などにより、数十μｍオーダーの膜厚のセラミック層を
所望の数だけ積層する構造とすれば、入力の電界強度を
上げることが可能となり、電圧比不足を解消し、大きな
出力電圧は得らえる。しかしグリーンシート法による積
層圧電トランスの製造プロセス自身が視時点では未確立
であり、また、コストアップの方向でもあるため、やは
り現実的でない。積層法にこだわらずとも、トランス素
子の大型化を許せば、最適解がないではないが、やはり
と同じように工業的メリットを損なう。
【００１３】本発明の圧電トランスでは、前述の問題点
を解決するため、次の様な手段を講じている。前述の圧
電トランス出力特性の接続負荷依存性を示す図６を用い
て説明する。出力特性が急激に上昇を始める負荷は、ト
ランス出力インピーダンスと負荷インピーダンスの大き
さが一致する整合負荷と呼ばれる値を示す。つまり、圧
電トランスの出力特性を改善するには 出力インピーダンス＜接続負荷インピーダンス の関係を満たすようにすれば良い。特に本願では、接続
負荷によらず対策できるものとして、トランス出力イン
ピーダンスを低減する方策を提案する。
を解決するため、次の様な手段を講じている。前述の圧
電トランス出力特性の接続負荷依存性を示す図６を用い
て説明する。出力特性が急激に上昇を始める負荷は、ト
ランス出力インピーダンスと負荷インピーダンスの大き
さが一致する整合負荷と呼ばれる値を示す。つまり、圧
電トランスの出力特性を改善するには 出力インピーダンス＜接続負荷インピーダンス の関係を満たすようにすれば良い。特に本願では、接続
負荷によらず対策できるものとして、トランス出力イン
ピーダンスを低減する方策を提案する。
【００１４】トランスの出力インピーダンスＺ２，ｏｕ
ｔは次の様に示される。
ｔは次の様に示される。
【００１５】
【００１６】つまり、幅寸法ｗを大きくすることで、出
力インピーダンスを低減し、出力特性を改善するもので
ある。
力インピーダンスを低減し、出力特性を改善するもので
ある。
【００１７】ここでｔを大きくする、あるいはｆを大き
くすることによっても改善がなされるように見えるが、
ｔを大きくすると入力電界強度が低下する。あるいは、
ｆを大きくすると、例えば、バックライトの様な負荷で
あれば、Ｃｓｔの存在により、接続負荷インピーダンス
も低下する。つまり、両者は総合的にみて、トランス特
性の改善につながらない。ｌ2 を小さくすることはｆを
大きくすることと等価であるので説明は省く。さて、ｗ
が大きくなると、長手方向の縦振動のほかに、幅方向の
振動も励振されやすくなる。従って、長手方向の縦振動
が弱くなる分、トランス出力特性は低下する。このた
め、従来はλ／２とｗの比をλ／２：ｗ≦１：０．５と
するのが一般的であった。
くすることによっても改善がなされるように見えるが、
ｔを大きくすると入力電界強度が低下する。あるいは、
ｆを大きくすると、例えば、バックライトの様な負荷で
あれば、Ｃｓｔの存在により、接続負荷インピーダンス
も低下する。つまり、両者は総合的にみて、トランス特
性の改善につながらない。ｌ2 を小さくすることはｆを
大きくすることと等価であるので説明は省く。さて、ｗ
が大きくなると、長手方向の縦振動のほかに、幅方向の
振動も励振されやすくなる。従って、長手方向の縦振動
が弱くなる分、トランス出力特性は低下する。このた
め、従来はλ／２とｗの比をλ／２：ｗ≦１：０．５と
するのが一般的であった。
【００１８】上述の出力インピーダンスの低減効果によ
り、λ／２とｗの比が１：０．５を超えても、特性は改
善され続けるが、一定以上広がると、やはり上述したよ
うにスプリアス振動の影響で、出力が低下する。従っ
て、ｗ寸法には最適範囲が存在することとなる。本発明
では、その最適範囲を提案するものである。
り、λ／２とｗの比が１：０．５を超えても、特性は改
善され続けるが、一定以上広がると、やはり上述したよ
うにスプリアス振動の影響で、出力が低下する。従っ
て、ｗ寸法には最適範囲が存在することとなる。本発明
では、その最適範囲を提案するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電トランス
は、長板状の圧電体とその表面に形成した電極よりな
り、圧電体の長さ方向の縦振動の機械共振の波長λの１
／２の３倍の振動モードで励振し、圧電体の駆動部を機
械共振の節点を含む両端領域に設け、発電部を機械共振
の節点を含む中央領域に設けた構造とし、この圧電トラ
ンスの幅ｗと波長λの１／２の比の値Ｒを０．５≦Ｒ≦
０．８の範囲とする。
は、長板状の圧電体とその表面に形成した電極よりな
り、圧電体の長さ方向の縦振動の機械共振の波長λの１
／２の３倍の振動モードで励振し、圧電体の駆動部を機
械共振の節点を含む両端領域に設け、発電部を機械共振
の節点を含む中央領域に設けた構造とし、この圧電トラ
ンスの幅ｗと波長λの１／２の比の値Ｒを０．５≦Ｒ≦
０．８の範囲とする。
【００２０】
【実施例】次に本発明について図１，図２，図３，図４
を参照して説明する。まず、以下の実施例で共通の事項
をまとめて説明する。
を参照して説明する。まず、以下の実施例で共通の事項
をまとめて説明する。
【００２１】圧電トランス用素子 電気機械結合係数ｋが大きく、機械的品質係数Ｑｍが大
きい圧電セラミック材料として、例えばＮＥＰＥＣ８
（商品名、（株）トーキン製）を用いた。この焼結体を
所望の形状に切削加工して、長板状にした。
きい圧電セラミック材料として、例えばＮＥＰＥＣ８
（商品名、（株）トーキン製）を用いた。この焼結体を
所望の形状に切削加工して、長板状にした。
【００２２】電極の形成 銀ペーストを通常の厚膜スクリーン印刷法により電極パ
ターン形成し６００℃で焼き付けた。
ターン形成し６００℃で焼き付けた。
【００２３】分極処理 １５０℃に加熱した絶縁油中で約１．５ｋＶ／ｍｍの直
流電界を加えて１５分間保持した。
流電界を加えて１５分間保持した。
【００２４】支持具取り付け 振動の節で、トランス素子の幅の半分にあたる位置に、
電気溶接法により銅など金属材料を固定した。
電気溶接法により銅など金属材料を固定した。
【００２５】端子取り付け 半田により、振動の節で、トランス素子の幅の半分の位
置にスズメッキ銅線を接続、固定した。
置にスズメッキ銅線を接続、固定した。
【００２６】次に、本発明の第１の実施例について説明
する。
する。
【００２７】図１に示すようなλ／２の３倍モードの圧
電トランスを作製した。
電トランスを作製した。
【００２８】図１に於いて、１は圧電体、２および３は
駆動部の電極であり、その電極間４に入力電圧を加え
る。５，６は各々駆動部、発電部である。７は発電部の
電極であり、素子中央に位置する。電極３と７から出力
８が得られる。１１は圧電トランスの支持であり、電極
リードを兼ねても良い。９はそれぞれ駆動部に設けた支
持と電極リードを兼ねた端子であり、１０は素子上部に
設けた電極端子である。９，１０は幅中心線状にあり、
各々、素子両端よりλ／６の距離に位置し、つまり振動
の節と一致する。この図において圧電体１中に矢印で示
したのは分極方向である。即ち、発電部は厚さ方向に同
じ向きに、発電部は長さ方向中心面で二分し、互いに逆
向きに長手方向に分極されている。この図に示す両端の
駆動部５，発電部６の長さはいずれもλ／２に相当し、
全長４２ｍｍ，厚さ１ｍｍとした。幅ｗは以下の検討結
果により決定した。この圧電トランス素子にカラー液晶
ディスプレイ用のバックライト（９．４インチ、１灯
式）負荷として接続する場合を前提とする。このバック
ライトはＣＦＬ１本とこれをおおう反射板、および導光
板などからなり、電気的なインピーダンスとしては、約
１００ｋΩの大きさであった（但し、これは導光板上の
輝度で２０００Ｃｄ／ｍ2 に点灯させた時の値であ
る）。
駆動部の電極であり、その電極間４に入力電圧を加え
る。５，６は各々駆動部、発電部である。７は発電部の
電極であり、素子中央に位置する。電極３と７から出力
８が得られる。１１は圧電トランスの支持であり、電極
リードを兼ねても良い。９はそれぞれ駆動部に設けた支
持と電極リードを兼ねた端子であり、１０は素子上部に
設けた電極端子である。９，１０は幅中心線状にあり、
各々、素子両端よりλ／６の距離に位置し、つまり振動
の節と一致する。この図において圧電体１中に矢印で示
したのは分極方向である。即ち、発電部は厚さ方向に同
じ向きに、発電部は長さ方向中心面で二分し、互いに逆
向きに長手方向に分極されている。この図に示す両端の
駆動部５，発電部６の長さはいずれもλ／２に相当し、
全長４２ｍｍ，厚さ１ｍｍとした。幅ｗは以下の検討結
果により決定した。この圧電トランス素子にカラー液晶
ディスプレイ用のバックライト（９．４インチ、１灯
式）負荷として接続する場合を前提とする。このバック
ライトはＣＦＬ１本とこれをおおう反射板、および導光
板などからなり、電気的なインピーダンスとしては、約
１００ｋΩの大きさであった（但し、これは導光板上の
輝度で２０００Ｃｄ／ｍ2 に点灯させた時の値であ
る）。
【００２９】この時、素子の幅寸法を横軸にとり、トラ
ンスの効率を縦軸とった時の特性を図２に示す。但し効
率はトランス出力電力と入力電力の比をとったものであ
る。幅比Ｒ＝ｗ／λ／２で０．５〜０．７の範囲で効率
が９３〜９５％と最も良くなっている。これは、幅寸法
ｗを大きくすることでトランス出力インピーダンスが低
下し、バックライト負荷とのインピーダンスの整合性が
改善されたためである。
ンスの効率を縦軸とった時の特性を図２に示す。但し効
率はトランス出力電力と入力電力の比をとったものであ
る。幅比Ｒ＝ｗ／λ／２で０．５〜０．７の範囲で効率
が９３〜９５％と最も良くなっている。これは、幅寸法
ｗを大きくすることでトランス出力インピーダンスが低
下し、バックライト負荷とのインピーダンスの整合性が
改善されたためである。
【００３０】図３には、昇圧比と幅寸法の関係を示し
た。８≦ｗ≦１０ｍｍの間で昇圧比は急激に増大する。
これは、この間で、トランス出力インピーダンスが、負
荷インピーダンスより小さくなっているためである。
た。８≦ｗ≦１０ｍｍの間で昇圧比は急激に増大する。
これは、この間で、トランス出力インピーダンスが、負
荷インピーダンスより小さくなっているためである。
【００３１】図２，図３を通して言えることは、ｗが１
０ｍｍを超えると効率、昇圧比とも低下することであ
る。つまり、長手方向の縦振動に対し、スプリアス振動
である幅方向の縦振動が起こる結果、トランス特性は劣
化するものである。従って幅比Ｒには最適値があると言
える。実用性を考慮すれば０．５≦Ｒ≦０．８が適当だ
る。ここではｗ＝１０ｍｍを採用した。尚、上記は、振
動子形状による振動モードの結合に起因するため、長板
状の圧電トランスの形状に関して、一般的にあてはまる
ことは言うまでもなく、振動モードの次数など特に制限
するものではない。
０ｍｍを超えると効率、昇圧比とも低下することであ
る。つまり、長手方向の縦振動に対し、スプリアス振動
である幅方向の縦振動が起こる結果、トランス特性は劣
化するものである。従って幅比Ｒには最適値があると言
える。実用性を考慮すれば０．５≦Ｒ≦０．８が適当だ
る。ここではｗ＝１０ｍｍを採用した。尚、上記は、振
動子形状による振動モードの結合に起因するため、長板
状の圧電トランスの形状に関して、一般的にあてはまる
ことは言うまでもなく、振動モードの次数など特に制限
するものではない。
【００３２】さて全長４２ｍｍ，幅１０ｍｍ，厚さ１ｍ
ｍのトランス素子を用いて、上記のバックライトを点灯
させた。
ｍのトランス素子を用いて、上記のバックライトを点灯
させた。
【００３３】３次モードの共振周波数は、１１５ＫＨｚ
で、入力２２Ｖに対して出力電圧５５０Ｖ，出力電力は
３Ｗを得た。効率は９３％であった。また、導光板上の
輝度は２０００Ｃｄ／ｍ2 であった。
で、入力２２Ｖに対して出力電圧５５０Ｖ，出力電力は
３Ｗを得た。効率は９３％であった。また、導光板上の
輝度は２０００Ｃｄ／ｍ2 であった。
【００３４】この時、圧電トランスの出力側の静電容量
は３０ｐＦであっあので（１）式に従って出力インピー
ダンスは約８５ｋΩと計算される。
は３０ｐＦであっあので（１）式に従って出力インピー
ダンスは約８５ｋΩと計算される。
【００３５】つまり、負荷であるバックライトの１００
ｋΩに比べ、出力インピーダンスが小さくなっており、
この結果大きな昇圧比が得られたと言える。
ｋΩに比べ、出力インピーダンスが小さくなっており、
この結果大きな昇圧比が得られたと言える。
【００３６】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。
する。
【００３７】実施例１と同様の素子で、厚さのみ０．４
ｍｍとし、これを３枚電気的に並列に接続した。また機
械的には、厚さ方向に直列接続とした。具体的には、図
４（ａ）〜（ｃ）に示す様な積層構造をとった。つまり
駆動部は、従来知られる積層セラミックコンデンサと同
様の構造であり、発電部電極２１はＡ−Ａ断面図である
図４（ｂ）に見られる様な、全て導電位の構造である。
また機械的接続のためには、各層間に絶縁性のエポキシ
性接着剤などを塗布し、駆動部のＢ−Ｂ断面図である図
（ｃ）に示す様な絶縁層２３を確保した。
ｍｍとし、これを３枚電気的に並列に接続した。また機
械的には、厚さ方向に直列接続とした。具体的には、図
４（ａ）〜（ｃ）に示す様な積層構造をとった。つまり
駆動部は、従来知られる積層セラミックコンデンサと同
様の構造であり、発電部電極２１はＡ−Ａ断面図である
図４（ｂ）に見られる様な、全て導電位の構造である。
また機械的接続のためには、各層間に絶縁性のエポキシ
性接着剤などを塗布し、駆動部のＢ−Ｂ断面図である図
（ｃ）に示す様な絶縁層２３を確保した。
【００３８】この圧電トランスに１００ｋΩの純抵抗負
荷を接続したところ、共振周波数は１１０ＫＨｚで入力
電圧８Ｖに対して、出力電圧５００Ｖ，２．５ｗの出力
電力を得た。
荷を接続したところ、共振周波数は１１０ＫＨｚで入力
電圧８Ｖに対して、出力電圧５００Ｖ，２．５ｗの出力
電力を得た。
【００３９】この場合にも、幅比Ｒ＝０．５〜０．８の
範囲で、出力特性が優れていた。
範囲で、出力特性が優れていた。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、圧電トラ
ンスの出力特性を改善するための幅寸法の最適範囲を
（圧電トランスの幅ｗと波長λ１／２との比の値Ｒで
０．５≦Ｒ≦０．８と）明確にしたため、効率を高く保
ったまま昇圧比を大きくとれる、アルイハスプリアス振
動（具体的には幅結合振動）による出力低下が妨げると
いった効果が得られる。
ンスの出力特性を改善するための幅寸法の最適範囲を
（圧電トランスの幅ｗと波長λ１／２との比の値Ｒで
０．５≦Ｒ≦０．８と）明確にしたため、効率を高く保
ったまま昇圧比を大きくとれる、アルイハスプリアス振
動（具体的には幅結合振動）による出力低下が妨げると
いった効果が得られる。
【００４１】また、大きな昇圧比を有することにより、
例えばカラー液晶ディスプレイ様バックライトのインバ
ータに本圧電トランスを適用すれば、低入力電圧化が図
れ、機器の小エネルギー化をめざした低電圧駆動化を促
進することにつながる。また、圧電トランス自身が高効
率であることより、インバータの効率を高め、上記の省
エネルギー化を促進することとなる。
例えばカラー液晶ディスプレイ様バックライトのインバ
ータに本圧電トランスを適用すれば、低入力電圧化が図
れ、機器の小エネルギー化をめざした低電圧駆動化を促
進することにつながる。また、圧電トランス自身が高効
率であることより、インバータの効率を高め、上記の省
エネルギー化を促進することとなる。
【００４２】さらに、幅寸法を従来より、１．５倍程度
広げただけであるため、圧電トランスを含めたインバー
タの小型化，薄型化が可能である。例えば、従来の電磁
式カラー液晶ディスプレイバックライト用インバータと
比べると、基板面積で５０％減、背高で４０％減が可能
となった。
広げただけであるため、圧電トランスを含めたインバー
タの小型化，薄型化が可能である。例えば、従来の電磁
式カラー液晶ディスプレイバックライト用インバータと
比べると、基板面積で５０％減、背高で４０％減が可能
となった。
【図１】本発明の第１の実施例によるλ／２の３倍モー
ドの圧電トランスを示す斜視図。
ドの圧電トランスを示す斜視図。
【図２】図１に示した圧電トランスの幅寸法と効率の間
の関係を示す特性図。
の関係を示す特性図。
【図３】図１に示した圧電トランスの幅寸法と昇圧比の
間の関係を示す特性図。
間の関係を示す特性図。
【図４】（ａ）本発明による第の実施例による積層構造
の圧電トランスを示す斜視図。 （ｂ）図４（ａ）のＡ−Ａ断面図。 （ｂ）図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
の圧電トランスを示す斜視図。 （ｂ）図４（ａ）のＡ−Ａ断面図。 （ｂ）図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図５】先に提案した圧電トランスを示す斜視図。
【図６】図５に示した圧電トランスの昇圧比の接続負荷
依存性を示す特性図。
依存性を示す特性図。
１ 圧電体 ２ 駆動部電極 ３ 駆動部の下電極 ４ ２電極と３電極間に加える入力 ５ 駆動部 ６ 発電部 ７ 発電部電極 ８ 発電部電極間出力 ９ 駆動部電極下部端子 １０ 駆動部電極上部端子 １１ 発電部電極下部支持兼用端子 ２１ 発電部積層用電極 ２２ 駆動部積層用電極 ２３ 駆動部積層用電極間の絶縁層
Claims (3)
- 【請求項１】 長板状の圧電体と該表面に形成した電極
よりなる圧電トランスで、圧電体の長さ方向の縦振動の
機械共振の波長λの１／２の３倍の振動モードで励振
し、圧電体の駆動部を機械共振の接点を含む両端領域
に、発電部を機械共振の接点を含む中央領域に設けた構
造とし、該圧電トランスの幅ｗと波長λの１／２との比
の値Ｒを０．５≦Ｒ≦０．８の範囲とすることを特徴と
する圧電トランス。 - 【請求項２】 前記幅ｗが１０ｍｍ以下であることを特
徴とする請求項１記載の圧電トランス。 - 【請求項３】 前記幅ｗが８ｍｍ以上であることを特徴
とする請求項２記載の圧電トランス。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP6241048A JP2658904B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 圧電トランス |
| KR1019950033926A KR100224139B1 (ko) | 1994-10-05 | 1995-10-04 | 압전 트랜스 |
| EP95115732A EP0706227B1 (en) | 1994-10-05 | 1995-10-05 | Piezoelectric transformer having high conversion efficiency |
| TW084110469A TW311288B (ja) | 1994-10-05 | 1995-10-05 | |
| DE69508176T DE69508176T2 (de) | 1994-10-05 | 1995-10-05 | Piezoelektrischer Transformator mit grosser Konvertierungsfähigkeit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6241048A JP2658904B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 圧電トランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08107240A true JPH08107240A (ja) | 1996-04-23 |
| JP2658904B2 JP2658904B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=17068539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6241048A Expired - Lifetime JP2658904B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 圧電トランス |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0706227B1 (ja) |
| JP (1) | JP2658904B2 (ja) |
| KR (1) | KR100224139B1 (ja) |
| DE (1) | DE69508176T2 (ja) |
| TW (1) | TW311288B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997029521A1 (fr) * | 1996-02-08 | 1997-08-14 | Tokin Corporation | Transformateur piezo-electrique |
| US6060819A (en) * | 1996-06-18 | 2000-05-09 | Nec Corporation | Piezoelectric transformer |
| US6278226B1 (en) | 1999-10-20 | 2001-08-21 | Dong Il Technology Ltd. | Piezo ceramic transformer and circuit using the same |
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|---|---|---|---|---|
| KR100485399B1 (ko) * | 1996-01-30 | 2005-06-16 | 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤 | 압전 트랜스포머 |
| ES2118042B1 (es) * | 1996-10-03 | 1999-04-16 | Univ Catalunya Politecnica | Transductor piezoelectrico para medida de altas tensiones y su procedimiento de funcionamiento. |
| DE102010047722B4 (de) * | 2010-10-07 | 2018-06-28 | Epcos Ag | Piezoelektrisches Bauelement und Verfahren zu seinem Betrieb |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2730378B2 (ja) | 1992-02-14 | 1998-03-25 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスおよびその駆動方法 |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP6241048A patent/JP2658904B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-10-04 KR KR1019950033926A patent/KR100224139B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-10-05 DE DE69508176T patent/DE69508176T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-05 TW TW084110469A patent/TW311288B/zh not_active IP Right Cessation
- 1995-10-05 EP EP95115732A patent/EP0706227B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997029521A1 (fr) * | 1996-02-08 | 1997-08-14 | Tokin Corporation | Transformateur piezo-electrique |
| US6060819A (en) * | 1996-06-18 | 2000-05-09 | Nec Corporation | Piezoelectric transformer |
| US6278226B1 (en) | 1999-10-20 | 2001-08-21 | Dong Il Technology Ltd. | Piezo ceramic transformer and circuit using the same |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960015973A (ko) | 1996-05-22 |
| DE69508176T2 (de) | 1999-10-14 |
| KR100224139B1 (ko) | 1999-10-15 |
| TW311288B (ja) | 1997-07-21 |
| JP2658904B2 (ja) | 1997-09-30 |
| EP0706227B1 (en) | 1999-03-10 |
| EP0706227A1 (en) | 1996-04-10 |
| DE69508176D1 (de) | 1999-04-15 |
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