JPH0992901A - Piezoelectric transformer - Google Patents

Piezoelectric transformer

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Publication number
JPH0992901A
JPH0992901A JP7269385A JP26938595A JPH0992901A JP H0992901 A JPH0992901 A JP H0992901A JP 7269385 A JP7269385 A JP 7269385A JP 26938595 A JP26938595 A JP 26938595A JP H0992901 A JPH0992901 A JP H0992901A
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JP
Japan
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piezoelectric transformer
electrodes
rectangular plate
piezoelectric
strip
Prior art date
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Application number
JP7269385A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Okamoto
幸一 岡本
Yoshiaki Fuda
良明 布田
Tetsuo Yoshida
哲男 吉田
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Publication of JPH0992901A publication Critical patent/JPH0992901A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high reliability and high step-up ratio. SOLUTION: A piezoelectric transformer uses the resonance mode in the longitudinal direction of a piezoelectric ceramic rectangular plate 11, which has surface electrodes 12a, 12b, and belt-like electrodes 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, and is polarized in the direction of thickness between the surface electrodes 12a-12b. The surface electrodes have centers at 1/6 positions from one end in the length direction, and a nearly 1/3 length, and face each other in the thickness direction. The belt-like electrodes are perpendicular to the longitudinal direction at the positions 1/2, 1/3, 1/6 from the other end, and face each other in the direction of thickness. In the directions from the belt-like electrodes 13a, 13b to 14a-14b, from 15a, 15b to 14a, 14b, or from 14a, 14b to 13a, 13b, and from 14a, 14b to 15a, 15b, polarization is induced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電性セラミック
を用いた圧電トランスに関し、特に、圧電セラミック矩
形板の長さ方向の共振を利用した圧電トランスに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric transformer using a piezoelectric ceramic, and more particularly to a piezoelectric transformer utilizing resonance in the length direction of a piezoelectric ceramic rectangular plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】静電気発生装置や液晶ディスプレイのバ
ックライト点灯用装置等では、大きな電流値は必要とし
ないが、1kV−数ワット程度の高電圧電源が用いられ
ている。
2. Description of the Related Art A static electricity generator, a device for lighting a backlight of a liquid crystal display and the like do not require a large current value, but use a high voltage power source of about 1 kV to several watts.

【0003】現在、これらの電源には、電磁式トランス
が昇圧用として用いられているが、発生電磁ノイズの低
減や低消費電力化、機器の小型低背化等の要求により、
圧電トランスの実用化の検討がなされている。
At present, electromagnetic transformers are used for boosting these power sources, but due to demands for reduction of generated electromagnetic noise, low power consumption, small size and low profile of equipment, etc.
The practical application of the piezoelectric transformer is being studied.

【0004】図3は、従来の3λ/2モード圧電トラン
スに用いられている圧電振動子の構造の概略を示す斜視
図である。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the structure of a piezoelectric vibrator used in a conventional 3λ / 2 mode piezoelectric transformer.

【0005】図3において、圧電セラミック矩形板31
には、矩形板長さ方向の一端から矩形板長さの1/6の
位置を中心として、厚さ方向に対向する矩形板長さの約
1/3の表面電極32a,32bが形成されている。
In FIG. 3, a piezoelectric ceramic rectangular plate 31 is provided.
The surface electrodes 32a, 32b of about ⅓ of the rectangular plate length, which are opposed to each other in the thickness direction, are formed on one side of the rectangular plate length direction from one end in the rectangular plate length direction at a center. There is.

【0006】又、もう一端から矩形板長さの1/3,1
/6の位置に矩形板長さ方向と直交する厚さ方向に対向
する帯状電極33a,33b,34a,34bが形成さ
れている。
Further, from the other end, the length of the rectangular plate is 1/3, 1
Strip-shaped electrodes 33a, 33b, 34a, 34b are formed at a position of / 6 to face each other in the thickness direction orthogonal to the length direction of the rectangular plate.

【0007】圧電セラミック矩形板31は、表面電極3
2a−32b間で厚さ方向に分極され(矢印35a)、
又、表面電極32a,32bから帯状電極33a,33
bと、帯状電極34a,34bから帯状電極33a,3
3bの方向で長さ方向に分極されている(矢印35b,
35c)。
The piezoelectric ceramic rectangular plate 31 is used for the surface electrode 3
2a-32b is polarized in the thickness direction (arrow 35a),
Also, the surface electrodes 32a, 32b to the strip electrodes 33a, 33
b and the strip electrodes 34a, 34b to the strip electrodes 33a, 3
3b is polarized in the longitudinal direction (arrows 35b,
35c).

【0008】図2は、長さ方向振動の3/2波長共振モ
ードで振動している圧電トランスの動作原理の説明図で
あり、図2(a)は、圧電セラミック矩形板の側面図、
図2(b)は、圧電セラミック矩形板が長さ方向振動の
3/2波長共振モードで振動している場合の変位分布を
示す図であり、図2(c)は歪分布を示す図である。
FIG. 2 is an explanatory view of the operation principle of a piezoelectric transformer vibrating in a 3/2 wavelength resonance mode of longitudinal vibration, and FIG. 2 (a) is a side view of a piezoelectric ceramic rectangular plate.
FIG. 2B is a diagram showing a displacement distribution when the piezoelectric ceramic rectangular plate is vibrating in a 3/2 wavelength resonance mode of longitudinal vibration, and FIG. 2C is a diagram showing a strain distribution. is there.

【0009】図3において、入力側端子36bをGND
端子として、入力側端子36a−36b間に圧電セラミ
ック矩形板の長さ方向の3/2波長共振モードの共振周
波数に等しい電圧を印加すると、圧電セラミック矩形板
は、図2(b)及び図2(c)に示すように振動する。
In FIG. 3, the input side terminal 36b is connected to GND.
As a terminal, when a voltage equal to the resonance frequency of the 3/2 wavelength resonance mode in the length direction of the piezoelectric ceramic rectangular plate is applied between the input-side terminals 36a-36b, the piezoelectric ceramic rectangular plate is connected to the piezoelectric ceramic rectangular plate shown in FIGS. It vibrates as shown in (c).

【0010】この時、出力側端子37a−37b間に圧
電効果による電圧が発生する。ここで、入力側端子36
a−36b間の静電容量は、出力側端子37a−37b
間の静電容量に比べ、十分、大きな値となっている。従
って、入力側に低い電圧を印加して振動させた場合、入
力側の静電容量と出力側の静電容量の比に比例した大き
な電圧が出力側に発生する。
At this time, a voltage due to the piezoelectric effect is generated between the output side terminals 37a-37b. Here, the input side terminal 36
The capacitance between a-36b is the output side terminals 37a-37b.
It is a sufficiently large value as compared with the capacitance between them. Therefore, when a low voltage is applied to the input side to vibrate, a large voltage proportional to the ratio of the capacitance on the input side to the capacitance on the output side is generated on the output side.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】静電気発生装置や液晶
バックライトのバッテリー駆動装置等の低電圧駆動化の
要求に対して、特願平6−180329で提案されてい
るような、互いに逆位相の二つのパルス電圧を入力側端
子に供給するフルブリッジ回路を使用することにより、
入力電圧が2倍になり、従って、出力電圧も2倍になる
という駆動方法がある。
In response to the demand for lower voltage drive of static electricity generators, battery drive devices for liquid crystal backlights, etc., there is a possibility that they are in opposite phase to each other as proposed in Japanese Patent Application No. 6-180329. By using a full bridge circuit that supplies two pulse voltages to the input side terminals,
There is a driving method in which the input voltage is doubled and therefore the output voltage is also doubled.

【0012】このフルブリッジ回路を使用するために
は、入力側と出力側、それぞれ二つの端子が必要であ
る。
In order to use this full bridge circuit, two terminals are required for each of the input side and the output side.

【0013】しかしながら、従来の3λ/2モード圧電
トランスは、入力側と出力側が1端子共通になっている
ため、このフルブリッジ回路が使用できなかった。
However, in the conventional 3λ / 2 mode piezoelectric transformer, since the input side and the output side have one terminal in common, this full bridge circuit cannot be used.

【0014】この解決手段の一つとして、図4に示すよ
うに、入力側の一方の電極を二分割し、片方を入力側端
子47a、もう片方を出力側端子48aに接続した圧電
トランスがあったが、入力側の静電容量が小さくなるた
めに、昇圧比が低くなってしまう。更に、端子の取り出
しが、ノード点(振動時の変位が0の位置)から取り出
せず、圧電トランスの駆動中に端子が断線する等して、
信頼性に乏しかった。
As one of means for solving this, as shown in FIG. 4, there is a piezoelectric transformer in which one electrode on the input side is divided into two parts, one of which is connected to the input side terminal 47a and the other of which is connected to the output side terminal 48a. However, since the capacitance on the input side becomes small, the boosting ratio becomes low. Further, the terminal cannot be taken out from the node point (the position where the displacement during vibration is 0), and the terminal is disconnected during the driving of the piezoelectric transformer.
It was unreliable.

【0015】従って、本発明の課題は、以上の問題点を
解決し、高い信頼性を有し、高い昇圧比が得られる圧電
トランスを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a piezoelectric transformer which solves the above problems and has a high reliability and a high step-up ratio.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧電セ
ラミック矩形板の長さ方向の共振モードを利用した圧電
トランスにおいて、長さ方向の一端から1/6の位置を
中心として、約1/3の長さで、厚さ方向で対向する表
面電極を形成し、かつ、他端から1/2,1/3,1/
6の位置にそれぞれ長さ方向と直交し、厚さ方向に対向
する帯状電極を形成し、圧電セラミック矩形板の表面電
極により挟まれた部分を厚み方向に分極し、帯状電極に
より挟まれた部分を互いに向き合う方向で、かつ長さ方
向に分極した圧電セラミック矩形板を用いたことを特徴
とする圧電トランスが得られる。
According to the present invention, in a piezoelectric transformer utilizing a longitudinal resonance mode of a piezoelectric ceramic rectangular plate, about 1/6 from one end in the longitudinal direction is a center. / 3, the surface electrodes facing each other in the thickness direction are formed, and the other end is 1/2, 1/3, 1 /
Strip-shaped electrodes, which are orthogonal to the length direction and are opposed to each other in the thickness direction, are formed at positions 6, and the portion sandwiched by the surface electrodes of the piezoelectric ceramic rectangular plate is polarized in the thickness direction and sandwiched by the strip electrodes. A piezoelectric transformer characterized by using piezoelectric ceramic rectangular plates that are polarized in the lengthwise direction in the directions facing each other.

【0017】本発明によれば、上記圧電トランスにおい
て、表面電極を入力側端子とし、帯状電極の少なくとも
一つを出力側端子としたことを特徴とする圧電トランス
が得られる。
According to the present invention, in the above piezoelectric transformer, a piezoelectric transformer is obtained in which the surface electrode serves as an input side terminal and at least one of the strip electrodes serves as an output side terminal.

【0018】本発明によれば、圧電セラミック矩形板の
長さ方向の共振モードを利用した圧電トランスにおい
て、内部電極が金属ペーストにより印刷されているセラ
ミックグリーンシートを複数枚積層し、一体焼結して得
られる圧電セラミック矩形板であって、長さ方向の一端
から1/6の位置を中心として、約1/3の大きさで、
二つの側面に交互に露出している複数の対向内部電極を
形成し、かつ、他端から1/2,1/3,1/6の位置
に長さ方向と直交する複数の帯状内部電極を形成し、更
に、前記対向及び帯状内部電極の側面にそれぞれ接続さ
れる外部電極を形成した圧電セラミック矩形板を用いた
ことを特徴とする圧電トランスが得られる。
According to the present invention, in the piezoelectric transformer utilizing the resonance mode in the length direction of the piezoelectric ceramic rectangular plate, a plurality of ceramic green sheets having internal electrodes printed with a metal paste are laminated and integrally sintered. A piezoelectric ceramic rectangular plate obtained by the above, having a size of about ⅓ centered on a position ⅙ from one end in the length direction,
A plurality of opposed internal electrodes that are alternately exposed on the two side surfaces are formed, and a plurality of strip-shaped internal electrodes that are orthogonal to the length direction are formed at positions of 1/2, 1/3, and 1/6 from the other end. A piezoelectric transformer characterized by using a piezoelectric ceramic rectangular plate formed and further having external electrodes connected to the side surfaces of the facing and strip-shaped internal electrodes is obtained.

【0019】本発明によれば、上記圧電トランスにおい
て、対向内部電極部が矩形板の厚み方向に分極されてい
て、帯状内部電極部が互いに向き合う方向で、かつ、長
さ方向に分極されていることを特徴とする圧電トランス
が得られる。
According to the present invention, in the piezoelectric transformer, the opposed internal electrode portions are polarized in the thickness direction of the rectangular plate, and the strip-shaped internal electrode portions are polarized in the direction facing each other and in the length direction. A piezoelectric transformer characterized by the above is obtained.

【0020】本発明によれば、上記圧電トランスにおい
て、前記対向内部電極に設けた外部電極を入力側端子と
し、前記帯状内部電極に設けた外部電極の少なくとも一
つを出力側端子としたことを特徴とする圧電トランスが
得られる。
According to the present invention, in the piezoelectric transformer, the external electrode provided on the counter internal electrode serves as an input side terminal, and at least one of the external electrodes provided on the strip-shaped internal electrode serves as an output side terminal. A characteristic piezoelectric transformer is obtained.

【0021】本発明のバルク型の圧電トランスは、入力
側端子と出力側端子に共通端子がないので、フルブリッ
ジ回路が使用できるため、2倍の昇圧比が得られる。
又、図1(a)の帯状電極13a,13b−14a,1
4b間と14a,14b−15a,15b間の歪の正負
が逆である[図2(c)]が、帯状電極13a,13b
から14a,14bと、15a,15bから14a,1
4b、あるいは、14a,14bから13a,13b
と、14a,14bから15a,15bの方向で矩形板
の長さ方向に分極されているため、発生電圧の極性が同
じであり、出力電圧をロスすることがない。更に、端子
の取り出しが、入力側、出力側ともに、ノード点からの
取り出しが可能であるため、高信頼性な圧電トランスを
提供することができる。
Since the bulk type piezoelectric transformer of the present invention does not have a common terminal for the input side terminal and the output side terminal, a full bridge circuit can be used, and a double boosting ratio can be obtained.
Moreover, the strip electrodes 13a, 13b-14a, 1 of FIG.
The positive and negative strains between 4b and between 14a, 14b-15a, 15b are opposite [FIG. 2 (c)], but the strip electrodes 13a, 13b.
To 14a, 14b and 15a, 15b to 14a, 1
4b, or 14a, 14b to 13a, 13b
Since the polarized plates are polarized in the length direction of the rectangular plate in the directions from 14a, 14b to 15a, 15b, the polarities of the generated voltages are the same, and the output voltage is not lost. Further, since the terminals can be taken out from the node point on both the input side and the output side, it is possible to provide a highly reliable piezoelectric transformer.

【0022】又、本発明の積層型の圧電トランスは、入
力側端子と出力側端子に共通端子がなく、電気的に絶縁
されているので、フルブリッジ回路が使用でき、2倍の
昇圧比が得られる。又、図1(b)、図1(c)の内部
電極12−13間と13−14間の歪の正負が逆である
[図2(c)]が、内部電極12から13と、14から
13、あるいは、13から12と、13から14の方向
で矩形板の長さ方向に分極されているため、発生電圧の
極性が同じであり、出力電圧をロスすることがない。
又、入力側の内部電極が積層されているため、静電容量
が大きく、入力側と出力側の静電容量の比が大きくな
り、その結果、高い昇圧比が得られる。更には、端子の
取り出しが、入力側、出力側ともに、ノード点からの取
り出しが可能であり、又、入力端子と出力端子が電気的
に絶縁されているため、高信頼性な圧電トランスを提供
することができる。
Further, since the laminated piezoelectric transformer of the present invention has no common terminal for the input side terminal and the output side terminal and is electrically insulated, a full bridge circuit can be used and a double boosting ratio can be obtained. can get. In addition, the positive and negative strains between the internal electrodes 12-13 and 13-14 in FIGS. 1B and 1C are opposite [FIG. 2C], but the internal electrodes 12 to 13 and 14 To 13 or 13 to 12 and 13 to 14 are polarized in the length direction of the rectangular plate, the polarities of the generated voltages are the same and the output voltage is not lost.
Moreover, since the input-side internal electrodes are laminated, the capacitance is large, and the ratio of the capacitances on the input side and the output side is large, and as a result, a high boosting ratio can be obtained. Furthermore, the terminals can be taken out from the node point on both the input side and the output side, and since the input terminal and the output terminal are electrically insulated, a highly reliable piezoelectric transformer is provided. can do.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0024】(実施例1)図1(a)に、本発明の第1
の実施例の圧電トランスの説明図を示す。長さ42m
m、幅10mm、厚さ1mmのPZT系の圧電セラミッ
ク矩形板11に、銀ペーストを用いて、長さ方向の一端
から7mmの位置を中心として、長さ14mmの表面電
極12a,12bを形成し、対向するもう一端から21
mm、14mm、7mmの位置に幅1mmの帯状電極1
3a,13b,14a,14b,15a,15bを形成
した。
(Embodiment 1) FIG. 1A shows the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view of the piezoelectric transformer of the embodiment. 42m long
The surface electrodes 12a and 12b having a length of 14 mm are formed on a PZT-based piezoelectric ceramic rectangular plate 11 having a size of m, a width of 10 mm, and a thickness of 1 mm by using a silver paste, centering at a position 7 mm from one end in the length direction. , 21 from the other end
1 mm wide strip electrode 1 at the positions of mm, 14 mm and 7 mm
3a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b were formed.

【0025】このセラミック矩形板11を表面電極12
a−12b間で厚み方向に分極し(矢印16a)、帯状
電極13a,13bから14a,14bと、15a,1
5bから14a,14bの方向で、長さ方向に分極した
(矢印16b,16c)。
This ceramic rectangular plate 11 is used as a surface electrode 12
a-12b is polarized in the thickness direction (arrow 16a), and strip electrodes 13a, 13b to 14a, 14b and 15a, 1
5b to 14a and 14b were polarized in the longitudinal direction (arrows 16b and 16c).

【0026】分極は、温度150℃、電界強度1.2k
V/mmで行った。
Polarization is carried out at a temperature of 150 ° C. and an electric field strength of 1.2 k.
V / mm.

【0027】帯状電極12a,12bの中心、即ち、ノ
ード点から端子を取り出し、入力側端子17a,17b
とし、同じく、ノード点にある電極13bと電極15a
から端子を取り出し、出力側端子18a,18bとし
て、長さ方向3/2波長共振モードの圧電トランスとし
た。
The terminals are taken out from the centers of the strip electrodes 12a and 12b, that is, the node points, and the input side terminals 17a and 17b.
Similarly, the electrodes 13b and 15a at the node point
Then, the terminals were taken out, and the output side terminals 18a and 18b were piezoelectric transformers in the length-wise 3/2 wavelength resonance mode.

【0028】本実施例の圧電トランスと、図3(比較例
1)と図4(比較例2)に示した従来の長さ方向3/2
波長共振モードの圧電トランスとの比較を表1に示す。
The piezoelectric transformer of the present embodiment and the conventional longitudinal direction 3/2 shown in FIG. 3 (Comparative example 1) and FIG. 4 (Comparative example 2).
Table 1 shows a comparison with a wavelength resonance mode piezoelectric transformer.

【0029】 [0029]

【0030】表1より明らかなように、本発明の圧電ト
ランスでは、フルブリッジ回路が使用できるため、比較
例1の圧電トランスと比較して、2倍の昇圧比が得られ
ている。フルブリッジ回路が使用できる比較例2の圧電
トランスと比較しても、入力側の静電容量が小さくなっ
ているために、本発明の圧電トランスより昇圧比が低く
なっている。又、圧電トランスを連続駆動した時に、比
較例2の圧電トランスでは、ノード点から取り出すこと
のできない端子があるために、その端子が断線してしま
ったが、本発明は、ノード点から端子を取り出している
ため、問題なかった。
As is clear from Table 1, in the piezoelectric transformer of the present invention, since the full bridge circuit can be used, the step-up ratio that is twice that of the piezoelectric transformer of Comparative Example 1 is obtained. Even when compared with the piezoelectric transformer of Comparative Example 2 in which the full bridge circuit can be used, the boosting ratio is lower than that of the piezoelectric transformer of the present invention because the capacitance on the input side is small. Further, when the piezoelectric transformer was continuously driven, in the piezoelectric transformer of Comparative Example 2, there was a terminal that could not be taken out from the node point, so that the terminal was disconnected. There was no problem because it was taken out.

【0031】(実施例2)図1(b)、図1(c)に、
本発明の第2の実施例の圧電トランスを示し、図1
(b)はその側面図、図1(c)はその平面図を示す。
(Embodiment 2) In FIGS. 1 (b) and 1 (c),
1 shows a piezoelectric transformer according to a second embodiment of the present invention.
1B is a side view thereof, and FIG. 1C is a plan view thereof.

【0032】まず、本実施例にかかる圧電トランスの製
造方法について説明する。PZT系圧電セラミックの厚
み210μm及び60μmのグリーンシート上に、銀−
パラジウム電極ペーストで内部電極パターンを印刷す
る。
First, a method of manufacturing the piezoelectric transformer according to this embodiment will be described. On the PZT-based piezoelectric ceramic green sheets with a thickness of 210 μm and 60 μm, silver-
Print the internal electrode pattern with palladium electrode paste.

【0033】長さ方向の一端から7mmの位置を中心と
して、長さ14mmの内部電極11aを形成し、もう一
端から21mm、14mm、7mmの位置に幅1mmの
内部電極12,13,14を形成した。
An internal electrode 11a having a length of 14 mm is formed around a position 7 mm from one end in the length direction, and internal electrodes 12, 13 and 14 having a width of 1 mm are formed at positions 21 mm, 14 mm and 7 mm from the other end. did.

【0034】60μm印刷シート上に、210μm印刷
シートを5層積層し、その上に電極パターンのない60
μmシートを1層積層し、この積層体を熱圧着し、大気
中で焼結し、長さ42mm、幅10mm、厚み1mmの
圧電セラミック矩形板1を得る。
Five layers of 210 μm printing sheets were laminated on a 60 μm printing sheet, and 60 without an electrode pattern was formed thereon.
One μm sheet is laminated, and the laminated body is thermocompression bonded and sintered in the air to obtain a piezoelectric ceramic rectangular plate 1 having a length of 42 mm, a width of 10 mm and a thickness of 1 mm.

【0035】更に、銀ペーストを用いて、得られた圧電
セラミック矩形板1の長側面に内部電極と接続する外部
電極15A,15B,16A,16B,17A,17
B,18A,18Bを形成する。
Further, using silver paste, external electrodes 15A, 15B, 16A, 16B, 17A, 17 connected to internal electrodes are formed on the long side surfaces of the obtained piezoelectric ceramic rectangular plate 1.
B, 18A and 18B are formed.

【0036】この圧電セラミックス矩形板を外部電極1
5A−15B間で矩形板の厚み方向に分極し、外部電極
16A,16Bから17A,17Bと,18A,18B
から17A,17Bの方向で矩形板の長さ方向に分極し
た。
This piezoelectric ceramic rectangular plate is used as an external electrode 1.
Polarized in the thickness direction of the rectangular plate between 5A and 15B, and the external electrodes 16A and 16B to 17A and 17B and 18A and 18B.
To 17A and 17B, the light was polarized in the length direction of the rectangular plate.

【0037】分極は、温度150℃、電界強度1.2k
V/mmで行った。
Polarization is carried out at a temperature of 150 ° C. and an electric field strength of 1.2 k.
V / mm.

【0038】外部電極15A,15Bの中心、即ち、ノ
ード点から端子を取り出し、入力側端子2a,2bと
し、同じく、ノード点にある外部電極16Aと外部電極
18BAから端子取り出し、出力側端子3a,3bとし
て、長さ方向3/2波長共振モードの圧電トランスとし
た。
The terminals are taken out from the centers of the external electrodes 15A and 15B, that is, the node points to be the input side terminals 2a and 2b. Similarly, the terminals are taken out from the external electrode 16A and the external electrode 18BA at the node points, and the output side terminals 3a and 2a. As 3b, a piezoelectric transformer of 3/2 wavelength resonance mode in the longitudinal direction is used.

【0039】本実施例の圧電トランスと、図3(比較例
1)と図4(比較例2)に示した従来の長さ方向3/2
波長共振モードの圧電トランスとの比較を表2に示す。
The piezoelectric transformer of the present embodiment and the conventional length direction 3/2 shown in FIG. 3 (Comparative Example 1) and FIG. 4 (Comparative Example 2).
Table 2 shows a comparison with the piezoelectric transformer of the wavelength resonance mode.

【0040】 [0040]

【0041】表2より明らかなように、本発明の圧電ト
ランスでは、フルブリッジ回路が使用でき、入力側が積
層構造により大きな静電容量となっているため、比較例
1の圧電トランスと比較して7倍、比較例2と比較して
4.5倍の昇圧比が得られている。又、圧電トランスを
連続駆動した時に、比較例2の圧電トランスでは、ノー
ド点から取り出すことのできない端子があるために、そ
の端子が断線してしまったが、本発明は、ノード点から
端子を取り出しているため、問題なかった。
As is clear from Table 2, in the piezoelectric transformer of the present invention, a full bridge circuit can be used, and the input side has a large capacitance due to the laminated structure. Therefore, compared with the piezoelectric transformer of Comparative Example 1. 7 times, and a boosting ratio of 4.5 times as compared with Comparative Example 2 are obtained. Further, when the piezoelectric transformer was continuously driven, in the piezoelectric transformer of Comparative Example 2, there was a terminal that could not be taken out from the node point, so that the terminal was disconnected. There was no problem because it was taken out.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、高信頼性の、高昇圧比の圧電トランスを得ることが
できる。
As described above, according to the present invention, a highly reliable piezoelectric transformer having a high step-up ratio can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の圧電トランスを示す説明図。図1
(a)は、本発明の第1の実施例の圧電トランスの斜視
図。図1(b)は、本発明の第2の実施例の圧電トラン
スの側面図。図1(c)は、本発明の第2の実施例の圧
電トランスの平面図。
FIG. 1 is an explanatory view showing a piezoelectric transformer of the present invention. FIG.
(A) is a perspective view of the piezoelectric transformer of the 1st example of the present invention. FIG. 1B is a side view of the piezoelectric transformer according to the second embodiment of the present invention. FIG. 1C is a plan view of a piezoelectric transformer according to a second embodiment of the present invention.

【図2】共振モードで振動している圧電トランスの動作
原理の説明図。図2(a)は、圧電セラミック矩形板の
側面図。図2(b)は、圧電セラミック矩形板の長さ方
向振動の3/2波長共振モードで振動時の変位分布を示
す図。図2(c)は、圧電セラミック矩形板の長さ方向
振動の3/2波長共振モードで振動時の歪分布を示す
図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an operation principle of a piezoelectric transformer vibrating in a resonance mode. FIG. 2A is a side view of the piezoelectric ceramic rectangular plate. FIG. 2B is a diagram showing a displacement distribution when the piezoelectric ceramic rectangular plate vibrates in the 3/2 wavelength resonance mode of longitudinal vibration. FIG. 2C is a diagram showing a strain distribution when the piezoelectric ceramic rectangular plate vibrates in the 3/2 wavelength resonance mode of longitudinal vibration.

【図3】従来の圧電トランスの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a conventional piezoelectric transformer.

【図4】従来の他の例の圧電トランスの斜視図。FIG. 4 is a perspective view of another conventional piezoelectric transformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,31,41 圧電セラミック矩形板 2a,2b,17a,17b,36a,36b,47
a,47b 入力側端子 3a,3b,18a,18b,37a,37b,48
a,48b 出力側端子 11a,12,13,14 内部電極 12a,12b,32a,32b,42a,42b,4
3 表面電極 13a,13b,14a,14b,15a,15b,3
3a 帯状電極 33b,34a,34b,44a,44b,45a,4
5b 帯状電極 15A,15B,16A,16B 外部電極 17A,17B,18A,18B 外部電極 16a,16b,16c,35a,35b,35c
(分極方向を示す)矢印 46a,46b,46c (分極方向を示す)矢印 21a,21b,21c ノード点
1, 11, 31, 41 Piezoelectric ceramic rectangular plates 2a, 2b, 17a, 17b, 36a, 36b, 47
a, 47b Input side terminals 3a, 3b, 18a, 18b, 37a, 37b, 48
a, 48b Output side terminals 11a, 12, 13, 14 Internal electrodes 12a, 12b, 32a, 32b, 42a, 42b, 4
3 surface electrodes 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, 3
3a band-shaped electrodes 33b, 34a, 34b, 44a, 44b, 45a, 4
5b Strip-shaped electrodes 15A, 15B, 16A, 16B External electrodes 17A, 17B, 18A, 18B External electrodes 16a, 16b, 16c, 35a, 35b, 35c
Arrows 46a, 46b, 46c (indicating polarization direction) Arrows 21a, 21b, 21c (indicating polarization direction) Node points

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電セラミック矩形板の長さ方向の共振
モードを利用した圧電トランスにおいて、長さ方向の一
端から1/6の位置を中心として、約1/3の長さで、
厚さ方向で対向する表面電極を形成し、かつ、他端から
1/2,1/3,1/6の位置にそれぞれ長さ方向と直
交し、厚さ方向に対向する帯状電極を形成し、前記表面
電極部を厚み方向に分極し、前記帯状電極部を互いに向
き合う方向で、かつ長さ方向に分極した圧電セラミック
矩形板を用いたことを特徴とする圧電トランス。
1. A piezoelectric transformer utilizing a resonance mode in a length direction of a piezoelectric ceramic rectangular plate, having a length of about 1/3 from a position of 1/6 from one end in the length direction,
The surface electrodes facing each other in the thickness direction are formed, and the strip electrodes, which are orthogonal to the length direction and are opposed to each other in the thickness direction, are formed at positions of 1/2, 1/3 and 1/6 from the other end. A piezoelectric transformer comprising: a piezoelectric ceramic rectangular plate in which the surface electrode portions are polarized in the thickness direction and the strip electrode portions are polarized in the direction facing each other and in the length direction.
【請求項2】 請求項1記載の圧電トランスにおいて、
表面電極を入力側端子とし、帯状電極の少なくとも一つ
を出力側端子としたことを特徴とする圧電トランス。
2. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein
A piezoelectric transformer characterized in that a surface electrode serves as an input side terminal and at least one of the strip electrodes serves as an output side terminal.
【請求項3】 圧電セラミック矩形板の長さ方向の共振
モードを利用した圧電トランスにおいて、内部電極が金
属ペーストにより印刷されているセラミックグリーンシ
ートを複数枚積層し、一体焼結して得られる圧電セラミ
ック矩形板であって、長さ方向の一端から1/6の位置
を中心として、約1/3の大きさで、二つの側面に交互
に露出している複数の対向内部電極を形成し、かつ、他
端から1/2,1/3,1/6の位置に長さ方向と直交
する複数の帯状内部電極を形成し、更に、前記対向及び
帯状内部電極の側面にそれぞれ接続される外部電極を形
成した圧電セラミック矩形板を用いたことを特徴とする
圧電トランス。
3. A piezoelectric transformer which utilizes a resonance mode in the lengthwise direction of a piezoelectric ceramic rectangular plate, wherein a plurality of ceramic green sheets having internal electrodes printed with a metal paste are laminated and integrally sintered to obtain a piezoelectric element. A ceramic rectangular plate having a plurality of opposing internal electrodes alternately exposed on two side faces, each having a size of about 1/3, centered at a position 1/6 from one end in the longitudinal direction, A plurality of strip-shaped internal electrodes that are orthogonal to the lengthwise direction are formed at positions of 1/2, 1/3, and 1/6 from the other end, and the external electrodes are connected to the side surfaces of the facing and strip-shaped internal electrodes, respectively. A piezoelectric transformer comprising a piezoelectric ceramic rectangular plate having electrodes formed thereon.
【請求項4】 請求項3記載の圧電トランスにおいて、
対向内部電極部が矩形板の厚み方向に分極されていて、
帯状内部電極部が互いに向き合う方向で、かつ、長さ方
向に分極されていることを特徴とする圧電トランス。
4. The piezoelectric transformer according to claim 3, wherein
The opposing internal electrode portions are polarized in the thickness direction of the rectangular plate,
A piezoelectric transformer characterized in that strip-shaped internal electrode portions are polarized in a direction facing each other and in a length direction.
【請求項5】 請求項3又は4記載の圧電トランスにお
いて、前記対向内部電極に設けた外部電極を入力側端子
とし、前記帯状内部電極に設けた外部電極の少なくとも
一つを出力側端子としたことを特徴とする圧電トラン
ス。
5. The piezoelectric transformer according to claim 3, wherein the external electrode provided on the opposing internal electrode is an input side terminal, and at least one of the external electrodes provided on the strip internal electrode is an output side terminal. Piezoelectric transformer characterized by that.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7288876B2 (en) * 2003-03-25 2007-10-30 Xi'an Kong Hong New Materials Sci-Tech Co., Ltd. Non-symmetric drive type piezoelectric ceramic transformer
CN110594138A (en) * 2019-10-28 2019-12-20 南京航空航天大学 Sandwich type valveless piezoelectric pump and working method thereof

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