JPH09181370A - 圧電トランスの駆動方法 - Google Patents
圧電トランスの駆動方法Info
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- JPH09181370A JPH09181370A JP7335257A JP33525795A JPH09181370A JP H09181370 A JPH09181370 A JP H09181370A JP 7335257 A JP7335257 A JP 7335257A JP 33525795 A JP33525795 A JP 33525795A JP H09181370 A JPH09181370 A JP H09181370A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電トランスを高昇圧、高効率の状態で駆動
する。 【解決手段】 １次側と２次側を直交する方向に分極
し、かつ２次側を１次側に向かう向きに分極した圧電ト
ランスにおいて、２次側分極４を長手方向外側に向かっ
て分極し、１次側分極３の終点側に駆動信号発生源２を
接続して駆動信号を入力し、１次側分極３の始点側を接
地する。又は、１次側と２次側を直交する方向に分極
し、かつ２次側を１次側と反対方向に向かう向きに分極
した圧電トランスにおいて、２次側分極４を長手方向内
側に向かって分極し、１次側分極３の始点側に駆動信号
発生源２を接続して駆動信号を入力し、１次側分極３の
終点側を接地する。
する。 【解決手段】 １次側と２次側を直交する方向に分極
し、かつ２次側を１次側に向かう向きに分極した圧電ト
ランスにおいて、２次側分極４を長手方向外側に向かっ
て分極し、１次側分極３の終点側に駆動信号発生源２を
接続して駆動信号を入力し、１次側分極３の始点側を接
地する。又は、１次側と２次側を直交する方向に分極
し、かつ２次側を１次側と反対方向に向かう向きに分極
した圧電トランスにおいて、２次側分極４を長手方向内
側に向かって分極し、１次側分極３の始点側に駆動信号
発生源２を接続して駆動信号を入力し、１次側分極３の
終点側を接地する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電トランスの駆動
方法に関し、特に高昇圧比及び高効率を得られる圧電ト
ランスの駆動方法に関する。
方法に関し、特に高昇圧比及び高効率を得られる圧電ト
ランスの駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイのバックライト用イン
バータに代表されるように、小型、薄型、高効率を要求
される電源分野においては、従来の電磁トランスに変わ
るものとして圧電セラミックの機械振動を利用して電圧
の変換を行う圧電トランスが使用されるようになってき
ている。
バータに代表されるように、小型、薄型、高効率を要求
される電源分野においては、従来の電磁トランスに変わ
るものとして圧電セラミックの機械振動を利用して電圧
の変換を行う圧電トランスが使用されるようになってき
ている。
【０００３】圧電トランスは分極された圧電体を１次側
と２次側で組み合わせ、１次側で入力電圧の機械振動へ
の変換を行い、２次側でその機械振動を再び出力として
電圧に変換することで電圧の変換を行う素子である。
と２次側で組み合わせ、１次側で入力電圧の機械振動へ
の変換を行い、２次側でその機械振動を再び出力として
電圧に変換することで電圧の変換を行う素子である。
【０００４】圧電体の分極は図３に示すように材料にあ
る値以上の直流電圧を加えることによって行う。自発分
極を持つ圧電体に電界を加えると、自発分極は加えた電
界に沿って配列して、加える電界の値がある値以上にな
ると、電界を切っても自発分極が電界を加えたときの向
きのまま残る性質が知られている。
る値以上の直流電圧を加えることによって行う。自発分
極を持つ圧電体に電界を加えると、自発分極は加えた電
界に沿って配列して、加える電界の値がある値以上にな
ると、電界を切っても自発分極が電界を加えたときの向
きのまま残る性質が知られている。
【０００５】分極前の圧電体では図３（ａ）に示すよう
に、内部の自発分極はランダムな向きに存在しているた
め、材料に外部から電圧や力を与えても互いの圧電効果
が打ち消しあって材料全体として圧電特性が現れない。
しかし、分極後は図３（ｂ）に示すように内部の自発分
極の向きがそろうため外部からの微少電界に応じて材料
全体として圧電効果を示すようになる。
に、内部の自発分極はランダムな向きに存在しているた
め、材料に外部から電圧や力を与えても互いの圧電効果
が打ち消しあって材料全体として圧電特性が現れない。
しかし、分極後は図３（ｂ）に示すように内部の自発分
極の向きがそろうため外部からの微少電界に応じて材料
全体として圧電効果を示すようになる。
【０００６】本明細書では説明の便宜上分極を矢印で表
し、材料を分極するために加えた電界の向きを分極の方
向として図３（ｃ）の様に表す。また、分極するために
正の電圧を加えた方を特に分極の始点と呼び、他方を終
点と呼ぶことにする。
し、材料を分極するために加えた電界の向きを分極の方
向として図３（ｃ）の様に表す。また、分極するために
正の電圧を加えた方を特に分極の始点と呼び、他方を終
点と呼ぶことにする。
【０００７】分極された圧電体の基本動作を図４に示
す。図４（ａ）及び（ｂ）は分極された圧電体に分極方
向と同軸に圧縮又は伸長させる力Ｆｙを加えた時に、圧
電体の両端に電圧が発生することを示している。図４
（ｃ）及び（ｄ）は、逆に圧電体に電圧を加えると分極
方向と同軸上に力Ｆｙが発生することを示している。上
記の圧電効果は外部から与えられた力や電界を打ち消す
方向に圧電体内部で電界や力を生ずるものである。Ｆｘ
はＦｙによって材料のポアソン比を介して現れるＦｙと
直交方向の力である。
す。図４（ａ）及び（ｂ）は分極された圧電体に分極方
向と同軸に圧縮又は伸長させる力Ｆｙを加えた時に、圧
電体の両端に電圧が発生することを示している。図４
（ｃ）及び（ｄ）は、逆に圧電体に電圧を加えると分極
方向と同軸上に力Ｆｙが発生することを示している。上
記の圧電効果は外部から与えられた力や電界を打ち消す
方向に圧電体内部で電界や力を生ずるものである。Ｆｘ
はＦｙによって材料のポアソン比を介して現れるＦｙと
直交方向の力である。
【０００８】圧電トランスは１次側で図４（ａ）及び
（ｂ）の効果を用い、２次側で図４（ｃ）及び（ｄ）の
効果を用いることにより電圧変換を実現する素子であ
る。
（ｂ）の効果を用い、２次側で図４（ｃ）及び（ｄ）の
効果を用いることにより電圧変換を実現する素子であ
る。
【０００９】図５（ａ）は３次ローゼン型圧電トランス
の斜視図である。矢印の方向に分極された圧電体に１次
及び２次の電極を付けたもので、この１次側電極に圧電
トランスの共振周波数を持つ駆動信号が加わると、圧電
トランスの１次側は図４（ａ）及び（ｂ）の圧電効果に
よってｙ軸方向に振動する。この振動はポアソン比を介
してｘ軸方向の振動として圧電トランスの２次側に伝わ
り図４（ｃ）及び（ｄ）の効果により２次側の両端に電
圧を発生する。昇圧比は１次側と２次側の分極の強さが
同じであれば、圧電トランスの厚みと１次と２次側電極
間の距離の比におよそ比例することが知られている。
の斜視図である。矢印の方向に分極された圧電体に１次
及び２次の電極を付けたもので、この１次側電極に圧電
トランスの共振周波数を持つ駆動信号が加わると、圧電
トランスの１次側は図４（ａ）及び（ｂ）の圧電効果に
よってｙ軸方向に振動する。この振動はポアソン比を介
してｘ軸方向の振動として圧電トランスの２次側に伝わ
り図４（ｃ）及び（ｄ）の効果により２次側の両端に電
圧を発生する。昇圧比は１次側と２次側の分極の強さが
同じであれば、圧電トランスの厚みと１次と２次側電極
間の距離の比におよそ比例することが知られている。
【００１０】３次ローゼン型圧電トランスでは、中心線
に対して対称に上記の動作を行い、共振状態では図５
（ｂ）のように圧電トランスの長さ方向の振動に対して
変位が０の点ｎ１，ｎ２，ｎ３を３カ所持つ特徴があ
る。
に対して対称に上記の動作を行い、共振状態では図５
（ｂ）のように圧電トランスの長さ方向の振動に対して
変位が０の点ｎ１，ｎ２，ｎ３を３カ所持つ特徴があ
る。
【００１１】従来、圧電トランスの出力電圧は上記のよ
うに、１次側より受ける機械振動により発生するもので
あるので、圧電トランスの１次側及び２次側の分極の方
向と、駆動信号を１次側電極の始点に入力するか終点に
入力するかとについて考慮した駆動方法は知られていな
かった。
うに、１次側より受ける機械振動により発生するもので
あるので、圧電トランスの１次側及び２次側の分極の方
向と、駆動信号を１次側電極の始点に入力するか終点に
入力するかとについて考慮した駆動方法は知られていな
かった。
【００１２】従来の駆動方法には例えば“電子技術１９
９５年６月号ｐ３９−４３”として開示されたものが知
られている。この駆動方法を図６に示す。本図は圧電ト
ランスを長手方向側面から見た接続図である。この方法
では、３次ローゼン型圧電トランス１の分極方向は幅方
向の中心面に対して対称であればよく、駆動電圧ＧＡ及
びＧＢの交番する２つの駆動信号によって等価的に正弦
波を加えることで圧電トランスを駆動している。駆動電
圧ＧＡがｏｎの場合ＧＢはｏｆｆであるので、この時は
電極７が接地されている。駆動電圧ＧＡがｏｆｆの場合
ＧＢはｏｎであるので、今度は電極６が接地される。こ
れは半周期ごとに駆動信号２が図７（ａ）及び（ａ´）
の様に１次側分極の始点に入力される場合と、図７
（ｂ）及び（ｂ´）の様に１次側分極の終点に入力され
る場合が入れ替わることと等価である。
９５年６月号ｐ３９−４３”として開示されたものが知
られている。この駆動方法を図６に示す。本図は圧電ト
ランスを長手方向側面から見た接続図である。この方法
では、３次ローゼン型圧電トランス１の分極方向は幅方
向の中心面に対して対称であればよく、駆動電圧ＧＡ及
びＧＢの交番する２つの駆動信号によって等価的に正弦
波を加えることで圧電トランスを駆動している。駆動電
圧ＧＡがｏｎの場合ＧＢはｏｆｆであるので、この時は
電極７が接地されている。駆動電圧ＧＡがｏｆｆの場合
ＧＢはｏｎであるので、今度は電極６が接地される。こ
れは半周期ごとに駆動信号２が図７（ａ）及び（ａ´）
の様に１次側分極の始点に入力される場合と、図７
（ｂ）及び（ｂ´）の様に１次側分極の終点に入力され
る場合が入れ替わることと等価である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来の圧電トランスの
駆動方法では、１次側に加える駆動信号により２次側振
動子に重畳される電界については考慮されていなかった
ので、圧電トランスの１次及び２次側の分極の方向と駆
動信号を１次側分極の始点と終点のどちらに入力するか
について特に指定した駆動方法は知られていなかった。
駆動方法では、１次側に加える駆動信号により２次側振
動子に重畳される電界については考慮されていなかった
ので、圧電トランスの１次及び２次側の分極の方向と駆
動信号を１次側分極の始点と終点のどちらに入力するか
について特に指定した駆動方法は知られていなかった。
【００１４】しかし、実際には前記の電界が圧電トラン
スの２次側の振動に与える影響があるために、圧電トラ
ンスの分極方向と駆動信号を１次側分極の始点に加える
か終点に加えるかによって、圧電トランス２次側の振動
子の振動が、助長される場合と阻害される場合があるこ
とが発明者によって確認された。
スの２次側の振動に与える影響があるために、圧電トラ
ンスの分極方向と駆動信号を１次側分極の始点に加える
か終点に加えるかによって、圧電トランス２次側の振動
子の振動が、助長される場合と阻害される場合があるこ
とが発明者によって確認された。
【００１５】従来の圧電トランスの駆動方法では、この
影響について考慮されていなかったため、圧電トランス
の分極方向と、駆動信号を１次側分極の始点に加えるか
終点に加えるかによって、駆動信号により２次側振動子
に加わる電界が２次側振動子の振動を阻害し、圧電トラ
ンスを高昇圧、高効率の状態で駆動することができない
場合があった。
影響について考慮されていなかったため、圧電トランス
の分極方向と、駆動信号を１次側分極の始点に加えるか
終点に加えるかによって、駆動信号により２次側振動子
に加わる電界が２次側振動子の振動を阻害し、圧電トラ
ンスを高昇圧、高効率の状態で駆動することができない
場合があった。
【００１６】また、圧電トランスの両面の電極を交互に
接地し、交番する２相の半波正弦波で駆動する場合、１
周期の間に圧電トランスの２次側振動子の振動が助長さ
れる場合と阻害される場合が交互に存在することにな
り、トータルで圧電トランスを高昇圧、高効率の状態で
駆動できない問題があった。
接地し、交番する２相の半波正弦波で駆動する場合、１
周期の間に圧電トランスの２次側振動子の振動が助長さ
れる場合と阻害される場合が交互に存在することにな
り、トータルで圧電トランスを高昇圧、高効率の状態で
駆動できない問題があった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明による圧電トラン
スの駆動方法は、上述した問題点を解決するために圧電
トランスの駆動信号によって２次側振動子に加わる電界
が２次側振動子の振動を助長するように、１次側と２次
側を直交する方向に分極し、かつ２次側を１次側に向か
う向きに分極した圧電トランスにおいて、１次側分極の
終点側に駆動信号を入力し、１次側分極の始点側を接地
することを特徴とする。
スの駆動方法は、上述した問題点を解決するために圧電
トランスの駆動信号によって２次側振動子に加わる電界
が２次側振動子の振動を助長するように、１次側と２次
側を直交する方向に分極し、かつ２次側を１次側に向か
う向きに分極した圧電トランスにおいて、１次側分極の
終点側に駆動信号を入力し、１次側分極の始点側を接地
することを特徴とする。
【００１８】又は１次側と２次側を直交する方向に分極
し、かつ２次側を１次側と反対方向に向かう向きに分極
した圧電トランスにおいて、１次側分極の始点側に駆動
信号を入力し、１次側分極の終点側を接地することを特
徴とする。
し、かつ２次側を１次側と反対方向に向かう向きに分極
した圧電トランスにおいて、１次側分極の始点側に駆動
信号を入力し、１次側分極の終点側を接地することを特
徴とする。
【００１９】又は１次側を厚み方向に分極し、２次側を
長手方向に１次側に向かう向きに分極した長板構造の圧
電トランスにおいて、１次側分極の終点側に駆動信号を
入力し、１次側分極の始点側を接地することを特徴とす
る。
長手方向に１次側に向かう向きに分極した長板構造の圧
電トランスにおいて、１次側分極の終点側に駆動信号を
入力し、１次側分極の始点側を接地することを特徴とす
る。
【００２０】又は１次側を厚み方向に分極し、２次側を
長手方向に１次側と反対方向に向かう向きに分極した長
板構造の圧電トランスにおいて、１次側分極の始点側に
駆動信号を入力し、１次側分極の終点側を接地すること
を特徴とする。
長手方向に１次側と反対方向に向かう向きに分極した長
板構造の圧電トランスにおいて、１次側分極の始点側に
駆動信号を入力し、１次側分極の終点側を接地すること
を特徴とする。
【００２１】又は１次側を幅方向に分極し、２次側を長
手方向に１次側に向かう向きに分極した長板構造の圧電
トランスにおいて、１次側分極の終点側に駆動信号を入
力し、１次側分極の始点側を接地することを特徴とす
る。
手方向に１次側に向かう向きに分極した長板構造の圧電
トランスにおいて、１次側分極の終点側に駆動信号を入
力し、１次側分極の始点側を接地することを特徴とす
る。
【００２２】又は１次側を幅方向に分極し、２次側を長
手方向に１次側と反対方向に向かう向きに分極した長板
構造の圧電トランスにおいて、１次側分極の始点側に駆
動信号を入力し、１次側分極の終点側を接地することを
特徴とする。
手方向に１次側と反対方向に向かう向きに分極した長板
構造の圧電トランスにおいて、１次側分極の始点側に駆
動信号を入力し、１次側分極の終点側を接地することを
特徴とする。
【００２３】又は１次側と２次側を直交する方向に分極
した圧電トランスにおいて、１次側に印可した駆動信号
によって、直交方向に発生した２次側の応力と前記駆動
信号の電界によって発生した２次側の応力とが重畳する
向きに駆動信号を入力することを特徴とする。
した圧電トランスにおいて、１次側に印可した駆動信号
によって、直交方向に発生した２次側の応力と前記駆動
信号の電界によって発生した２次側の応力とが重畳する
向きに駆動信号を入力することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１に本発明の実施の形態の１例
を示す。本図は３次ローゼン型の圧電トランスを長手方
向の側面から見た模式図である。
を示す。本図は３次ローゼン型の圧電トランスを長手方
向の側面から見た模式図である。
【００２５】３次ローゼン型圧電トランス１に１次側分
極３及び２次側分極４を施し、１次側電極６及び７と２
次側電極９を形成する。この３次ローゼン型圧電トラン
スのノード点ｎ１，ｎ３に駆動信号発生源２を接続して
駆動信号を入力し、ノード点ｎ２に負荷５を接続し信号
源の電圧を昇圧するように構成されている。
極３及び２次側分極４を施し、１次側電極６及び７と２
次側電極９を形成する。この３次ローゼン型圧電トラン
スのノード点ｎ１，ｎ３に駆動信号発生源２を接続して
駆動信号を入力し、ノード点ｎ２に負荷５を接続し信号
源の電圧を昇圧するように構成されている。
【００２６】図１（ａ）に示すように２次側分極４を長
手方向外側に向かって分極し、１次側分極３の終点側に
駆動信号発生原２を接続して図１（ａ´）に示す駆動信
号を入力し、１次側分極３の始点側を接地する。
手方向外側に向かって分極し、１次側分極３の終点側に
駆動信号発生原２を接続して図１（ａ´）に示す駆動信
号を入力し、１次側分極３の始点側を接地する。
【００２７】又は、図１（ｂ）に示すように２次側分極
４を長手方向内側に向かって分極し、１次側分極３の始
点側に駆動信号発生原２を接続して図１（ｂ´）に示す
駆動信号を入力し、１次側分極３の終点側を接地する。
４を長手方向内側に向かって分極し、１次側分極３の始
点側に駆動信号発生原２を接続して図１（ｂ´）に示す
駆動信号を入力し、１次側分極３の終点側を接地する。
【００２８】上記の駆動方法をとることによって３次ロ
ーゼン型圧電トランス１は、２次側振動子の振動が駆動
信号により２次側に重畳される電界によって助長される
ため、圧電トランスをより高昇圧、高効率の状態で駆動
することができる。以下にその理由を説明する。
ーゼン型圧電トランス１は、２次側振動子の振動が駆動
信号により２次側に重畳される電界によって助長される
ため、圧電トランスをより高昇圧、高効率の状態で駆動
することができる。以下にその理由を説明する。
【００２９】圧電トランスの分極方向の組み合わせは図
８（ａ）から（ｄ）に示すように４通り存在する。この
内、図８（ａ）及び（ｂ）について圧電トランスの分極
方向と駆動信号を１次側分極の始点に加えるか終点に加
えるかによって、２次側振動子の振動がどのように変化
するかを定性的に述べる。
８（ａ）から（ｄ）に示すように４通り存在する。この
内、図８（ａ）及び（ｂ）について圧電トランスの分極
方向と駆動信号を１次側分極の始点に加えるか終点に加
えるかによって、２次側振動子の振動がどのように変化
するかを定性的に述べる。
【００３０】まず図８（ａ）の場合について図９（ａ）
を用いて説明する。図９は図８（ａ）または（ｂ）の片
側の部分について図示したものであり、図示しない部分
は鏡像の関係にあるので省略する。
を用いて説明する。図９は図８（ａ）または（ｂ）の片
側の部分について図示したものであり、図示しない部分
は鏡像の関係にあるので省略する。
【００３１】この図９（ａ）において時間ｔ１の時、図
９（ａ´）に示す駆動信号Ｖｉはグランド電位より正の
電圧となり、圧電トランスの一次側は分極方向と印加し
た電界の向きが逆になるため図４（ｄ）の状態となりｙ
軸方向に収縮する。同時にポアソン比を介してｘ軸方向
に伸長するが、１次、２次電極間距離は図５（ｂ）の様
に一定なので圧電トランス２次側に圧縮方向の力Ｆ１が
加わる。
９（ａ´）に示す駆動信号Ｖｉはグランド電位より正の
電圧となり、圧電トランスの一次側は分極方向と印加し
た電界の向きが逆になるため図４（ｄ）の状態となりｙ
軸方向に収縮する。同時にポアソン比を介してｘ軸方向
に伸長するが、１次、２次電極間距離は図５（ｂ）の様
に一定なので圧電トランス２次側に圧縮方向の力Ｆ１が
加わる。
【００３２】更に駆動信号Ｖｉによって圧電トランスの
２次側に電界Ｅ２が重畳されると考えると、この電界成
分により圧電トランス２次側は図４（ｄ）の効果により
図９（ａ）に示される圧縮方向の力Ｆ２を受ける。以上
のように圧電トランスの２次側には次の式１にて求めら
れる力Ｆａが加わることになり、２つの力が重畳する事
になる。
２次側に電界Ｅ２が重畳されると考えると、この電界成
分により圧電トランス２次側は図４（ｄ）の効果により
図９（ａ）に示される圧縮方向の力Ｆ２を受ける。以上
のように圧電トランスの２次側には次の式１にて求めら
れる力Ｆａが加わることになり、２つの力が重畳する事
になる。
【００３３】 Ｆａ＝Ｆ１＋Ｆ２ （式１） 次に１次側分極の向きが逆方向になった図８（ｂ）の場
合を図９（ｂ）を用いて説明する。図８及び図９の各圧
電トランスは、１次側２次側とも分極方向以外、それぞ
れ同じ条件で作成されたものとすると、図９（ｂ）にお
いて時間ｔ１の時、図９（ｂ´）に示す駆動信号Ｖｉに
よって圧電トランスの一次側は図４（ｃ）の状態となり
ｙ軸方向に伸長する。同時にポアソン比を介してｘ軸方
向に収縮し、圧電トランス２次側に伸長方向の力−Ｆ１
が加わる。
合を図９（ｂ）を用いて説明する。図８及び図９の各圧
電トランスは、１次側２次側とも分極方向以外、それぞ
れ同じ条件で作成されたものとすると、図９（ｂ）にお
いて時間ｔ１の時、図９（ｂ´）に示す駆動信号Ｖｉに
よって圧電トランスの一次側は図４（ｃ）の状態となり
ｙ軸方向に伸長する。同時にポアソン比を介してｘ軸方
向に収縮し、圧電トランス２次側に伸長方向の力−Ｆ１
が加わる。
【００３４】更に駆動信号Ｖｉによって圧電トランスの
２次側に電界Ｅ２が重畳されると考えると、この電界成
分により圧電トランス２次側は図４（ｄ）の効果により
図９（ａ）に示される圧縮方向の力Ｆ２を受ける。以上
のように圧電トランスの２次側には次の式２にて求めら
れる力Ｆｂが加わる。
２次側に電界Ｅ２が重畳されると考えると、この電界成
分により圧電トランス２次側は図４（ｄ）の効果により
図９（ａ）に示される圧縮方向の力Ｆ２を受ける。以上
のように圧電トランスの２次側には次の式２にて求めら
れる力Ｆｂが加わる。
【００３５】 Ｆｂ＝−Ｆ１＋Ｆ２ （式２） ＦａとＦｂを比較すると次の式３が成り立つ。
【００３６】 ｜Ｆａ｜＞｜Ｆｂ｜ （式３） 時間ｔ２の時には力Ｆ１，Ｆ２の向きは逆方向に変わる
がその大きさは変わらないので（式３）の関係も変わら
ない。
がその大きさは変わらないので（式３）の関係も変わら
ない。
【００３７】すなわち図８（ａ）と（ｂ）とでは（ａ）
の状態の方がより大きな力で圧電トランスの２次側が振
動し、圧電トランスとして高昇圧、高効率が得られるこ
とがわかる。この差は、従来考慮されていなかった圧電
トランスの１次側に加える駆動信号によって２次側に重
畳される電界の影響によるものである。
の状態の方がより大きな力で圧電トランスの２次側が振
動し、圧電トランスとして高昇圧、高効率が得られるこ
とがわかる。この差は、従来考慮されていなかった圧電
トランスの１次側に加える駆動信号によって２次側に重
畳される電界の影響によるものである。
【００３８】同様に図８の（ｃ），（ｄ）についても考
えると、同じ条件で駆動した場合圧電トランスの２次側
が受ける力の大きさは、図８（ａ）及び（ｄ）の方が図
８（ｂ）及び（ｃ）よりも大きい。
えると、同じ条件で駆動した場合圧電トランスの２次側
が受ける力の大きさは、図８（ａ）及び（ｄ）の方が図
８（ｂ）及び（ｃ）よりも大きい。
【００３９】図８（ａ）及び（ｄ）では圧電トランスの
２次側の振動は駆動信号により助長されるため、図８
（ｂ）及び（ｃ）の場合に比べ高昇圧、高効率で圧電ト
ランスを駆動できる。
２次側の振動は駆動信号により助長されるため、図８
（ｂ）及び（ｃ）の場合に比べ高昇圧、高効率で圧電ト
ランスを駆動できる。
【００４０】図１を用いて説明した駆動方法では図８
（ａ）又は（ｄ）の状態で圧電トランスを駆動できるた
め高昇圧、高効率で駆動することができる。
（ａ）又は（ｄ）の状態で圧電トランスを駆動できるた
め高昇圧、高効率で駆動することができる。
【００４１】（株）トーキン製Ｎ−８材を用い１次側を
１．５ｋＶ／ｍｍ、２次側を０．９３ｋＶ／ｍｍで分極
した４２×１０×１ｍｍの３次ローゼン型の圧電トラン
スを駆動信号１２０Ｖｐ−ｐの正弦波で駆動した場合の
昇圧比を、図１（ａ）の駆動方法と図８（ｂ）の駆動方
法とで比較すると、図１０の結果が得られた。図１０は
上記の駆動方法で昇圧比を測定した実測図であり横軸は
圧電トランスの駆動周波数である。縦軸は昇圧比であ
る。ここでは昇圧比の絶対値は省略している。測定に用
いた圧電トランスは１１３ｋＨｚ付近に共振点を持ち、
共振点の近傍において約１ｄＢの昇圧比の差があること
がわかる。共振点近傍でこの圧電トランスを駆動する場
合、同条件において図１（ａ）の駆動方法によれば図８
（ｂ）の駆動方法よりも約１２％高い昇圧比が得られる
ことがわかる。
１．５ｋＶ／ｍｍ、２次側を０．９３ｋＶ／ｍｍで分極
した４２×１０×１ｍｍの３次ローゼン型の圧電トラン
スを駆動信号１２０Ｖｐ−ｐの正弦波で駆動した場合の
昇圧比を、図１（ａ）の駆動方法と図８（ｂ）の駆動方
法とで比較すると、図１０の結果が得られた。図１０は
上記の駆動方法で昇圧比を測定した実測図であり横軸は
圧電トランスの駆動周波数である。縦軸は昇圧比であ
る。ここでは昇圧比の絶対値は省略している。測定に用
いた圧電トランスは１１３ｋＨｚ付近に共振点を持ち、
共振点の近傍において約１ｄＢの昇圧比の差があること
がわかる。共振点近傍でこの圧電トランスを駆動する場
合、同条件において図１（ａ）の駆動方法によれば図８
（ｂ）の駆動方法よりも約１２％高い昇圧比が得られる
ことがわかる。
【００４２】図２に本発明の実施の形態の他例を示す。
本図は１次又は２次ローゼン型の圧電トランスを長手方
向の側面から見た模式図である。
本図は１次又は２次ローゼン型の圧電トランスを長手方
向の側面から見た模式図である。
【００４３】１次又は２次ローゼン型圧電トランス８に
１次側分極３及び２次側分極４を施し、１次側電極６及
び７と２次側電極９を形成する。２次側端面に負荷５を
接続し信号源の電圧を昇圧するように構成されている。
１次側分極３及び２次側分極４を施し、１次側電極６及
び７と２次側電極９を形成する。２次側端面に負荷５を
接続し信号源の電圧を昇圧するように構成されている。
【００４４】図２（ａ）に示すように２次側分極４を長
手方向に１次側に向かう向きに分極し、１次側分極３の
終点側に駆動信号発生源２を接続して駆動信号を入力
し、１次側分極３の始点側を接地する。
手方向に１次側に向かう向きに分極し、１次側分極３の
終点側に駆動信号発生源２を接続して駆動信号を入力
し、１次側分極３の始点側を接地する。
【００４５】又は、図２（ｂ）に示すように２次側分極
４を長手方向に１次側と反対方向に向かう向きに分極
し、１次側分極３の始点側に駆動信号発生源２を接続し
て駆動信号を入力し、１次側分極３の終点側を接地す
る。
４を長手方向に１次側と反対方向に向かう向きに分極
し、１次側分極３の始点側に駆動信号発生源２を接続し
て駆動信号を入力し、１次側分極３の終点側を接地す
る。
【００４６】上記の駆動方法をとることによって、３次
ローゼン型圧電トランスと同様に２次側振動子の振動
が、駆動信号により２次側に重畳される電界によって助
長されるため、圧電トランスをより高昇圧、高効率の状
態で駆動することができる。
ローゼン型圧電トランスと同様に２次側振動子の振動
が、駆動信号により２次側に重畳される電界によって助
長されるため、圧電トランスをより高昇圧、高効率の状
態で駆動することができる。
【００４７】
【発明の効果】本発明による圧電トランスの駆動方法
は、圧電トランスの１次側に加える駆動信号により、２
次側に加わる電界が２次側の振動を助長するよう圧電ト
ランスの分極方向と駆動信号の加え方を指定するため、
圧電トランスを高昇圧、高効率の状態で駆動できる効果
がある。
は、圧電トランスの１次側に加える駆動信号により、２
次側に加わる電界が２次側の振動を助長するよう圧電ト
ランスの分極方向と駆動信号の加え方を指定するため、
圧電トランスを高昇圧、高効率の状態で駆動できる効果
がある。
【図１】本発明の実施の形態の１例による圧電トランス
の駆動方法を示す模式図。
の駆動方法を示す模式図。
【図２】本発明の実施の形態の他例による圧電トランス
の駆動方法を示す模式図。
の駆動方法を示す模式図。
【図３】圧電体の分極方法を示す模式図。
【図４】分極された圧電体の基本動作を示す模式図。
【図５】３次ローゼン型圧電トランスの基本構造を示す
斜視図。
斜視図。
【図６】“電子技術１９９５年６月号ｐ３９−４３”に
記載された従来技術による圧電トランスの駆動方法を示
す模式図。
記載された従来技術による圧電トランスの駆動方法を示
す模式図。
【図７】“電子技術１９９５年６月号ｐ３９−４３”に
記載された従来技術による圧電トランスの駆動方法の半
周期ごとの模式図。
記載された従来技術による圧電トランスの駆動方法の半
周期ごとの模式図。
【図８】圧電トランスの分極方向と駆動信号の印加方向
の組み合わせを示す模式図。
の組み合わせを示す模式図。
【図９】圧電トランスの動作状態を示す模式図。
【図１０】図１（ａ）に示す本発明の実施例の駆動方法
と図８（ｂ）に示す駆動方法による昇圧比の違いを測定
した実測図。
と図８（ｂ）に示す駆動方法による昇圧比の違いを測定
した実測図。
１ ３次ローゼン型圧電トランス ２ 駆動信号発生源 ３ １次側分極 ４ ２次側分極 ５ 負荷 ６，７ １次側電極 ８ １次又は２次ローゼン型圧電トランス ９ ２次側電極 １０ 半波正弦波発生回路
Claims (7)
- 【請求項１】 １次側と２次側を直交する方向に分極
し、かつ２次側を１次側に向かう向きに分極した圧電ト
ランスにおいて、１次側分極の終点側に駆動信号を入力
し、１次側分極の始点側を接地することを特徴とする圧
電トランスの駆動方法。 - 【請求項２】 １次側と２次側を直交する方向に分極
し、かつ２次側を１次側と反対方向に向かう向きに分極
した圧電トランスにおいて、１次側分極の始点側に駆動
信号を入力し、１次側分極の終点側を接地することを特
徴とする圧電トランスの駆動方法。 - 【請求項３】 １次側を厚み方向に分極し、２次側を長
手方向に１次側に向かう向きに分極した長板構造の圧電
トランスにおいて、１次側分極の終点側に駆動信号を入
力し、１次側分極の始点側を接地することを特徴とする
圧電トランスの駆動方法。 - 【請求項４】 １次側を厚み方向に分極し、２次側を長
手方向に１次側と反対方向に向かう向きに分極した長板
構造の圧電トランスにおいて、１次側分極の始点側に駆
動信号を入力し、１次側分極の終点側を接地することを
特徴とする圧電トランスの駆動方法。 - 【請求項５】 １次側を幅方向に分極し、２次側を長手
方向に１次側に向かう向きに分極した長板構造の圧電ト
ランスにおいて、１次側分極の終点側に駆動信号を入力
し、１次側分極の始点側を接地することを特徴とする圧
電トランスの駆動方法。 - 【請求項６】 １次側を幅方向に分極し、２次側を長手
方向に１次側と反対方向に向かう向きに分極した長板構
造の圧電トランスにおいて、１次側分極の始点側に駆動
信号を入力し、１次側分極の終点側を接地することを特
徴とする圧電トランスの駆動方法。 - 【請求項７】 １次側と２次側を直交する方向に分極し
た圧電トランスにおいて、１次側に印可した駆動信号に
よって、直交方向に発生した２次側の応力と前記駆動信
号の電界によって発生した２次側の応力とが重畳する向
きに駆動信号を入力することを特徴とする圧電トランス
の駆動方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7335257A JPH09181370A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 圧電トランスの駆動方法 |
| KR1019960068019A KR100248319B1 (ko) | 1995-12-22 | 1996-12-19 | 고승압비 및 고효율 상태로 압전 변압기를 구동하는 방법 |
| TW085115755A TW377521B (en) | 1995-12-22 | 1996-12-20 | Method of driving a piezoelectric transformer in a high boost ratio and a high-efficiency condition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7335257A JPH09181370A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 圧電トランスの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09181370A true JPH09181370A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18286507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7335257A Pending JPH09181370A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 圧電トランスの駆動方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09181370A (ja) |
| KR (1) | KR100248319B1 (ja) |
| TW (1) | TW377521B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013080647A1 (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-06 | 株式会社村田製作所 | 降圧回路及び該降圧回路を用いた受電装置 |
-
1995
- 1995-12-22 JP JP7335257A patent/JPH09181370A/ja active Pending
-
1996
- 1996-12-19 KR KR1019960068019A patent/KR100248319B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-12-20 TW TW085115755A patent/TW377521B/zh active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013080647A1 (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-06 | 株式会社村田製作所 | 降圧回路及び該降圧回路を用いた受電装置 |
| JP5574058B2 (ja) * | 2011-12-01 | 2014-08-20 | 株式会社村田製作所 | 降圧回路及び該降圧回路を用いた受電装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100248319B1 (ko) | 2000-03-15 |
| TW377521B (en) | 1999-12-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000301 |