JPH11154768A - Piezoelectric ceramic transformer - Google Patents
Piezoelectric ceramic transformerInfo
- Publication number
- JPH11154768A JPH11154768A JP9319330A JP31933097A JPH11154768A JP H11154768 A JPH11154768 A JP H11154768A JP 9319330 A JP9319330 A JP 9319330A JP 31933097 A JP31933097 A JP 31933097A JP H11154768 A JPH11154768 A JP H11154768A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric ceramic
- electrode pairs
- output
- input
- ceramic plate
- 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
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 136
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 12
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 18
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 18
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 3
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高周波帯で動作可能な
圧電磁器トランスに関し、特に小型化、薄型化が要求さ
れるオンボード用スイッチング電源に使用される圧電磁
器トランスに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric ceramic transformer operable in a high frequency band, and more particularly, to a piezoelectric ceramic transformer used for an on-board switching power supply which is required to be small and thin.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、電子機器の小型化が求められ、こ
れに伴い、電源装置の小型化が求められている。電源装
置を小型化するためには、例えば、スイッチング電源装
置の場合には、スイッチング周波数の高周波化が図られ
る。スイッチング電源装置では、スイッチング周波数を
高周波化することで、スイッチング電源装置を構成して
いるトランス、コイル、コンデンサ等を小型化すること
が可能となり、従って、電源装置全体を小型化すること
が可能となる。2. Description of the Related Art In recent years, downsizing of electronic equipment has been demanded, and accordingly, downsizing of power supply devices has been demanded. In order to reduce the size of the power supply device, for example, in the case of a switching power supply device, the switching frequency is increased. In a switching power supply, by increasing the switching frequency, it is possible to reduce the size of a transformer, a coil, a capacitor, and the like that constitute the switching power supply, and therefore, it is possible to reduce the size of the entire power supply. Become.
【0003】従来よりスイッチング電源装置には、電磁
トランスが用いられている。ところが、スイッチング周
波数を高くすると、電磁トランスに用いられている磁性
材料のヒステリシス損失、渦電流電流損失、巻線の表皮
効果による損失等が急激に増加し、トランスの効率が非
常に低下してしまう。このため、電磁トランスを用いた
スイッチング電源装置の実用的なスイッチング周波数帯
域の上限は、500KHz程度である。Conventionally, an electromagnetic transformer has been used in a switching power supply device. However, when the switching frequency is increased, the hysteresis loss of the magnetic material used in the electromagnetic transformer, the eddy current loss, the loss due to the skin effect of the windings, etc. increase rapidly, and the efficiency of the transformer is greatly reduced. . Therefore, the upper limit of the practical switching frequency band of the switching power supply device using the electromagnetic transformer is about 500 KHz.
【0004】これに対し、近年、高周波帯域でのスイッ
チング動作を可能とする圧電磁器トランスが注目されて
いる。圧電磁器トランスは共振状態で使用され、一般の
電磁トランスに比較して、(1)500KHz以上の高
周波帯域でトランスの効率が高いこと、(2)不燃化が
図れること、(3)電磁誘導によるノイズが発生しない
こと、等の長所をもっている。[0004] On the other hand, in recent years, a piezoelectric ceramic transformer capable of performing a switching operation in a high frequency band has been receiving attention. The piezoelectric ceramic transformer is used in a resonance state, and compared with a general electromagnetic transformer, (1) the efficiency of the transformer is high in a high frequency band of 500 KHz or more, (2) noncombustibility can be achieved, and (3) electromagnetic induction. It has advantages such as no noise.
【0005】図12に従来の代表的な圧電磁器トランス
であるローゼン型圧電磁器トランスの構造を示す。ロー
ゼン型圧電磁器トランスでは、圧電磁器板100の上面
の半分に電極111が形成され、圧電磁器板100の下
面の半分に、電極111と対向するように電極121が
形成されている。圧電磁器板100の電極111及び電
極121が形成されていない方の側面には電極112が
形成されている。FIG. 12 shows the structure of a Rosen type piezoelectric ceramic transformer, which is a typical conventional piezoelectric ceramic transformer. In the Rosen type piezoelectric ceramic transformer, an electrode 111 is formed on a half of an upper surface of the piezoelectric ceramic plate 100, and an electrode 121 is formed on a half of a lower surface of the piezoelectric ceramic plate 100 so as to face the electrode 111. An electrode 112 is formed on the side of the piezoelectric ceramic plate 100 where the electrodes 111 and 121 are not formed.
【0006】外部端子131は電極111へ、外部端子
132は電極121へ、外部端子141は電極112へ
接続されている。圧電磁器板100の領域A1は、矢印
110のように圧電磁器板100の厚み方向に分極され
ており、電極111と電極121間では低インピーダン
ス部が形成されている。また、圧電磁器板100の領域
A2は、矢印120のように圧電磁器板100の長さ方
向に分極されており、電極121と電極112の間では
高インピーダンス部が形成されている。The external terminal 131 is connected to the electrode 111, the external terminal 132 is connected to the electrode 121, and the external terminal 141 is connected to the electrode 112. The region A1 of the piezoelectric ceramic plate 100 is polarized in the thickness direction of the piezoelectric ceramic plate 100 as indicated by an arrow 110, and a low impedance portion is formed between the electrode 111 and the electrode 121. The region A2 of the piezoelectric ceramic plate 100 is polarized in the length direction of the piezoelectric ceramic plate 100 as indicated by an arrow 120, and a high impedance portion is formed between the electrode 121 and the electrode 112.
【0007】このローゼン型圧電磁器トランスから高電
圧を取り出す場合、低インピーダンスの領域A1を入力
部として用い、高インピーダンスの領域A2を出力部と
して用いる。このローゼン型圧電磁器トランスの動作原
理は、一対の入力電極111,121の間に交流電圧が
印加されると、入力側の低インピーダンスとなる領域A
1では電気機械結合係数k31をもって圧電横効果(3
1)モードにより長さ縦振動が励振され、この振動によ
りトランス全体が振動させられる。When extracting a high voltage from the Rosen-type piezoelectric ceramic transformer, a low-impedance area A1 is used as an input section, and a high-impedance area A2 is used as an output section. The principle of operation of this Rosen-type piezoelectric ceramic transformer is that when an AC voltage is applied between the pair of input electrodes 111 and 121, the input side has a low impedance region A
Piezoelectric transverse effect with an electromechanical coupling factor k 31 in 1 (3
1) A longitudinal vibration is excited in the mode, and the vibration causes the entire transformer to vibrate.
【0008】このため出力側の領域A2では、電気機械
結合係数k33をもって圧電縦効果(33)モードにより
交流電圧が発生し、一対の出力電極112,121の間
から交流電圧が取り出される。このとき、ローゼン型圧
電磁器トランスの入力電圧Vinと出力電圧Vout の関係
は次式で与えられることが知られている。 (Vout /Vin) ∝ k31・k33・Qm・(L/t) (1) 但し、k31 :圧電横効果の電気機械結合係数 k33 :圧電縦効果の電気機械結合係数 Qm :機械的品質係数 L :出力部の長さ t :圧電磁器トランスの厚み 一方、高電圧を入力し、低電圧を出力させるためには、
入力端子131と出力端子141を逆にし、高インピー
ダンスの領域A2を入力部として用い、低インピーダン
スの領域A1を出力部として用いることで実現できる。[0008] In the region A2 in this order output, the AC voltage by the piezoelectric longitudinal effect 33 mode occurs with the electromechanical coupling coefficient k 33, an AC voltage is taken out from between the pair of output electrodes 112, 121. At this time, it is known that the relationship between the input voltage Vin and the output voltage Vout of the Rosen-type piezoelectric ceramic transformer is given by the following equation. (Vout / Vin) α k 31 · k 33 · Qm · (L / t) (1) where, k 31: piezoelectric transverse effect of the electromechanical coupling factor k 33: electromechanical coupling coefficient of the piezoelectric longitudinal effect Qm: mechanical Quality factor L: Length of output part t: Thickness of piezoelectric ceramic transformer On the other hand, in order to input high voltage and output low voltage,
This can be realized by inverting the input terminal 131 and the output terminal 141, using the high-impedance area A2 as an input section, and using the low-impedance area A1 as an output section.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする問題点】ところで、ローゼン
型圧電磁器トランスで用いられる長さ縦振動の共振周波
数は、トランスの長さLに比例する。このため、高周波
帯域で振動を行おうとすると、ローゼン型圧電磁器トラ
ンスの長さLを短くすることが必要となる。一方、トラ
ンスから取り出すことのできる電力は、トランスの大き
さに比例する。そのため、長さLを短くして大電力を出
力させようとする場合には、幅Wの方向に広くする方法
が考えられる。The resonance frequency of longitudinal vibration used in a Rosen type piezoelectric ceramic transformer is proportional to the length L of the transformer. Therefore, in order to vibrate in a high frequency band, it is necessary to reduce the length L of the Rosen-type piezoelectric ceramic transformer. On the other hand, the power that can be extracted from the transformer is proportional to the size of the transformer. Therefore, when it is intended to output a large power by shortening the length L, a method of increasing the width L in the direction of the width W may be considered.
【0010】しかし、電気機械結合係数k31、k33には
形状依存性があり、(幅W/長さL)の値が0.3以上
になると、電気機械結合係数k31,k33の値が低下しは
じめる。このため幅Wをむやみに広くすることはでき
ず、実用的な適用周波数は最高でも200kHz程度ま
でであった。このため従来のローゼン型圧電磁器トラン
スでは、高周波帯域における駆動と大電力の取り出しを
両立させることが困難であった。However, the electromechanical coupling coefficients k 31 and k 33 have a shape dependency, and when the value of (width W / length L) becomes 0.3 or more, the electromechanical coupling coefficients k 31 and k 33 become smaller. The value starts to drop. For this reason, the width W cannot be increased unnecessarily, and the practical application frequency is at most about 200 kHz. For this reason, it has been difficult for the conventional Rosen-type piezoelectric ceramic transformer to achieve both driving in a high frequency band and taking out large power.
【0011】更に、チタン酸ジルコン酸鉛等の一般的な
圧電磁気材料では、厚みすべり振動の電気機械結合係数
k15、縦効果振動の電気機械結合係数k33及び横効果振
動の電気機械結合係数k31の間に、 k15>k33>k31 の関係がある。このため従来のローゼン型圧電磁器トラ
ンスは、最も電気機械結合係数の小さな振動モードを用
いざるを得ないため、電気エネルギーが機械振動エネル
ギーに変換される効率が悪い。従って、トランスとして
の効率も悪いという欠点があった。Further, in a general piezoelectric magnetic material such as lead zirconate titanate, an electromechanical coupling coefficient k 15 for a thickness shear vibration, an electromechanical coupling coefficient k 33 for a longitudinal effect vibration, and an electromechanical coupling coefficient k33 for a transverse effect vibration. between k 31, a relationship of k 15> k 33> k 31 . For this reason, the conventional Rosen-type piezoelectric ceramic transformer has to use the vibration mode having the smallest electromechanical coupling coefficient, so that the efficiency of converting electric energy into mechanical vibration energy is low. Therefore, there is a disadvantage that the efficiency as a transformer is poor.
【0012】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、高周波帯域での駆動と大電力の取り
出しを両立させることが可能な圧電磁器トランスを提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of such conventional problems, and has as its object to provide a piezoelectric ceramic transformer capable of achieving both driving in a high frequency band and taking out large power. .
【0013】[0013]
【問題点を解決しようとする手段】この目的を達成する
ため、本発明の圧電磁器トランスは、板状部材で構成さ
れ、板の厚み方向と垂直な方向に一様に分極された圧電
磁器板と、圧電磁器板の厚み方向に位置する両面に対向
して配置され厚みすべり振動モードの共振周波数近傍の
周波数の交流電圧を印加することで圧電磁器板を励振さ
せる入力電極対と、圧電磁器板の厚み方向に位置する両
面に対向し且つ入力電極対に並べて配置され、入力電極
対による圧電磁器板の励振で誘起された交流電圧を取り
出す出力電極対とを備えことを特徴とする。In order to achieve this object, a piezoelectric ceramic transformer according to the present invention is constituted by a plate-shaped member, and the piezoelectric ceramic plate is uniformly polarized in a direction perpendicular to the thickness direction of the plate. A pair of input electrodes, which are disposed opposite to both sides of the piezoelectric ceramic plate in the thickness direction and are applied with an AC voltage having a frequency near the resonance frequency of the thickness shear vibration mode to excite the piezoelectric ceramic plate, and a piezoelectric ceramic plate; And a pair of output electrodes arranged to face the two surfaces positioned in the thickness direction and arranged side by side with the input electrode pair, and to extract an AC voltage induced by the excitation of the piezoelectric ceramic plate by the input electrode pair.
【0014】このように本発明の圧電磁器トランスは、
入力電極対による交流電圧から機械振動への変換及び出
力電極対における機械振動から交流電圧への変換に、電
気機械結合係数の中で最も大きな厚みすべり振動モード
の電気機械結合係数k15を用いているため、他の電気機
械結合係数を用いて変換を行っている従来の圧電磁器ト
ランスよりも効率良くエネルギー伝送を行うことが可能
である。As described above, the piezoelectric ceramic transformer of the present invention comprises:
The conversion of the AC voltage by an input electrode pair to the AC voltage from the mechanical vibrations in the conversion and the output electrode pair to mechanical vibration using an electromechanical coupling factor k 15 of the largest thickness shear vibration mode in the electro-mechanical coupling coefficient Therefore, energy can be transmitted more efficiently than a conventional piezoelectric ceramic transformer that performs conversion using another electromechanical coupling coefficient.
【0015】また本発明の圧電磁器トランスの厚みすべ
り振動の共振周波数は、圧電磁器板の長さや幅の大きさ
には依存せず、唯一、厚みだけに依存するため、厚みす
べり振動で駆動される本発明の圧電磁器トランスで大電
力を取り出すためには、厚みを一定として単純に長さや
幅を大きくすれば良く、従来のローゼン型圧電磁器トラ
ンスでは困難であった、高周波帯域での駆動と大電力の
取り出しを両立させることができる。Further, the resonance frequency of the thickness shear vibration of the piezoelectric ceramic transformer of the present invention does not depend on the length or width of the piezoelectric ceramic plate, but only on the thickness. Therefore, the piezoelectric ceramic transformer is driven by the thickness shear vibration. In order to extract large power with the piezoelectric ceramic transformer of the present invention, it is sufficient to simply increase the length and width while keeping the thickness constant, and it is difficult to drive in a high frequency band with the conventional Rosen type piezoelectric ceramic transformer. High power extraction can be achieved at the same time.
【0016】ここで入力電極対と出力電極対は、分極方
向に対し平行方向に並べて圧電磁器板に配置しもよい
し、また入力電極対と出力電極対を、分極方向に対し垂
直方向に並べて圧電磁器板に配置してもよい。本発明の
圧電磁器トランスは、複数の入力電極対と複数の出力電
極対を圧電磁器板に配置し、複数の入力電極対を直列も
しくは並列に接続することにより入力インピーダンスを
所望の値に設定し、出力電極対を直列もしくは並列に接
続することで出力インピーダンスを所望の値に設定す
る。これによって圧電磁器トランスの入出力インピーダ
ンスの関係を必要応じて任意に調整できる。Here, the input electrode pairs and the output electrode pairs may be arranged on the piezoelectric ceramic plate in a direction parallel to the polarization direction, or the input electrode pairs and the output electrode pairs may be arranged in the direction perpendicular to the polarization direction. It may be arranged on a piezoelectric ceramic plate. In the piezoelectric ceramic transformer of the present invention, a plurality of input electrode pairs and a plurality of output electrode pairs are arranged on a piezoelectric ceramic plate, and the input impedance is set to a desired value by connecting the plurality of input electrode pairs in series or in parallel. The output impedance is set to a desired value by connecting the output electrode pairs in series or in parallel. As a result, the relationship between the input and output impedances of the piezoelectric ceramic transformer can be adjusted as required.
【0017】即ち、高インピーダンスの設定は複数の入
力電極対および複数の出力電極対を直列に接続し、低イ
ンピーダンスの設定は複数の入力電極対および複数の出
力電極対を並列に接続すればよい。また複数の入力電極
対と複数の出力電極対は、各電極を交互に配置される。
更に、複数の入力電極対と複数の出力電極対いずれか一
方を1ケ所に並べて配置すると共に、他方を1枚の電極
対にまとめて配置してもよい。That is, the setting of high impedance is achieved by connecting a plurality of input electrode pairs and a plurality of output electrode pairs in series, and the setting of low impedance is achieved by connecting a plurality of input electrode pairs and a plurality of output electrode pairs in parallel. . In addition, a plurality of input electrode pairs and a plurality of output electrode pairs are arranged such that the electrodes are alternately arranged.
Further, any one of the plurality of input electrode pairs and the plurality of output electrode pairs may be arranged side by side in one place, and the other may be arranged collectively in one electrode pair.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】図1は本発明の圧電磁器トランス
の第1実施形態であり、3つの入力電極対と同じく3つ
の出力電極対を配置した場合を例にとっている。図1に
おいて、圧電磁器板10は、矢印18で示される板厚方
向と垂直に分極されている。圧電磁器板10の上面に
は、3個の入力に使用する電極11,13,15が配置
され、また、電極11,13,15に対し交互に3個の
出力に使用する電極12,14,16が設置される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a piezoelectric ceramic transformer according to a first embodiment of the present invention, in which three input electrode pairs and three output electrode pairs are arranged as an example. In FIG. 1, the piezoelectric ceramic plate 10 is polarized perpendicularly to the thickness direction indicated by the arrow 18. On the upper surface of the piezoelectric ceramic plate 10, three electrodes 11, 13, 15 used for input are arranged, and three electrodes 12, 14, 14 used for output are alternately arranged with respect to the electrodes 11, 13, 15. 16 are installed.
【0019】圧電磁器板10の下面には、上面の3個の
入力用の電極11,13,15と対向する位置に、3個
の電極21,23,25が設置され、また、上面の3個
の出力用の電極12,14,16と対向する位置に3個
の電極22,24,26が配置されている。これら上面
の電極11〜16と下面の電極21〜26によって、3
つの入力電極対(11,21),(13,23),(1
5,25)と、3つの出力電極対(12,22),(1
4,24),(16,26)を構成している。On the lower surface of the piezoelectric ceramic plate 10, three electrodes 21, 23, 25 are provided at positions opposed to the three input electrodes 11, 13, 15 on the upper surface. Three electrodes 22, 24, and 26 are arranged at positions facing the output electrodes 12, 14, and 16, respectively. The upper electrodes 11 to 16 and the lower electrodes 21 to 26 make 3
Input electrode pairs (11, 21), (13, 23), (1
5, 25) and three output electrode pairs (12, 22), (1
4, 24) and (16, 26).
【0020】図2は図1の圧電磁器トランスに対する入
出力接続の実施形態である。まず上面の電極11〜16
の各々に対しリード端子31〜36を接続し、下面の電
極21−26に対しても同じくリード端子41〜46を
接続する。上面の入力用の電極11,13,15はリー
ド端子31,33,35介して一方の入力端子51に接
続され、下面の電極21,23,25はリード端子4
1,43,45を介して他方の入力端子52に接続され
ている。FIG. 2 shows an embodiment of the input / output connection to the piezoelectric ceramic transformer of FIG. First, electrodes 11 to 16 on the upper surface
Are connected to the lead terminals 31 to 36, and the lead terminals 41 to 46 are similarly connected to the electrodes 21 to 26 on the lower surface. The input electrodes 11, 13, 15 on the upper surface are connected to one input terminal 51 via lead terminals 31, 33, 35, and the electrodes 21, 23, 25 on the lower surface are connected to the lead terminal 4.
1, 43 and 45 are connected to the other input terminal 52.
【0021】また上面の出力用の電極12,14,16
はリード端子32,34,36を介して一方の出力端子
53に接続され、下面の電極22,24,26はリード
端子42,44,46を介して他方の出力端子に接続さ
れている。図1の圧電磁器トランスにおける圧電磁器板
10は、材料にチタン酸ジルコン酸鉛(PbTiO3 −
PbZrO3 )系圧電磁器材料を用いて製造している。
勿論、圧電磁器板10に用いる圧電磁器材料は、チタン
酸ジルコン酸鉛系圧電磁器材料に限定する必要はなく、
厚みすべり振動の電気機械結合係数k15の値が大きなも
のであれば、他の材料を用いてもかまわない。Output electrodes 12, 14, 16 on the upper surface
Is connected to one output terminal 53 via lead terminals 32, 34, 36, and the electrodes 22, 24, 26 on the lower surface are connected to the other output terminal via lead terminals 42, 44, 46. The piezoelectric ceramic plate 10 in the piezoelectric ceramic transformer of FIG. 1 is made of lead zirconate titanate (PbTiO 3 −
It is manufactured using PbZrO 3 ) -based piezoelectric ceramic materials.
Of course, the piezoelectric ceramic material used for the piezoelectric ceramic plate 10 need not be limited to the lead zirconate titanate-based piezoelectric ceramic material.
If the value of the electromechanical coupling factor k 15 in the thickness shear vibration large, may be used other materials.
【0022】圧電磁器板10の製造は、まず、圧電磁器
材料粉末にバインダーを混合し、長さ45mm、幅10
mm、厚さ2mmの大きさにプレス成形を行う。プレス
成形された圧電磁器材料粉末を600℃、1時間(昇温
速度100℃/1時間)で脱バインダー処理を行った
後、1200℃、2時間で焼成する。焼成された圧電磁
器板10を切断及び研磨することで、長さ31.7m
m、幅6.4mm、厚さ1.4mmの圧電磁器板21と
する。The production of the piezoelectric ceramic plate 10 is as follows. First, a binder is mixed with the piezoelectric ceramic material powder, and the length is 45 mm and the width is 10 mm.
Press molding to a size of 2 mm and a thickness of 2 mm. The press-formed piezoelectric ceramic material powder is subjected to a binder removal treatment at 600 ° C. for 1 hour (heating rate 100 ° C./1 hour), and then fired at 1200 ° C. for 2 hours. By cutting and polishing the baked piezoelectric ceramic plate 10, the length is 31.7 m.
m, a width of 6.4 mm, and a thickness of 1.4 mm.
【0023】ここでは、圧電磁器板10は圧電磁器材料
粉末をプレス成形・焼成を行うことで作成しているが、
これ以外に、例えば、ドクターブレード法等を用いてグ
リーンシートを形成し焼成を行う方法で圧電磁器板を作
成してもかまわない。次に、圧電磁器板10の対向する
側面にAgペーストを塗布し、焼成を行い、Ag電極を
焼き付ける。Ag電極を焼き付けた圧電磁器板を120
℃の絶縁油中において、18kV(約2.8kV/m
m)の電圧をAg電極に加えることで、圧電磁器板10
の厚み方向に直交する幅方向に一様に分極する分極処理
を施す。Here, the piezoelectric ceramic plate 10 is made by pressing and firing piezoelectric ceramic material powder.
Alternatively, a piezoelectric ceramic plate may be formed by a method of forming a green sheet using a doctor blade method or the like and firing the green sheet. Next, an Ag paste is applied to the opposing side surfaces of the piezoelectric ceramic plate 10 and baked to bake the Ag electrodes. 120 pieces of piezoelectric ceramic plate with Ag electrode
18 kV (about 2.8 kV / m
m) is applied to the Ag electrode, so that the piezoelectric ceramic plate 10
Is applied to uniformly polarize in the width direction orthogonal to the thickness direction.
【0024】分極処理後、長さ方向の側面に焼き付けた
Ag電極を研磨することで除去する。ここでは、Agペ
ーストを用いて圧電磁器板の対向する側面に電極を形成
したが、Agペーストに限定されることなく、導電性材
料であれば電極形成には何を用いてもかまわない。続い
て、スパッタ法を用いてAu薄膜で、図1のように、圧
電磁器板10の上面に電極11〜16を、下面に電極2
1〜26を形成する。ここで、電極にAu薄膜をスパッ
タ法を用いて形成したが、Au薄膜に限定されることな
く、導電性材料であれば電極形成には何を用いてもかま
わない。After the polarization treatment, the Ag electrode baked on the side surface in the length direction is removed by polishing. Here, the electrodes are formed on the opposing side surfaces of the piezoelectric ceramic plate using an Ag paste. However, the present invention is not limited to the Ag paste, and any conductive material may be used for forming the electrodes. Subsequently, as shown in FIG. 1, the electrodes 11 to 16 are formed on the upper surface of the piezoelectric ceramic plate 10 and the electrodes 2 are formed on the lower surface thereof, as shown in FIG.
1 to 26 are formed. Here, the Au thin film is formed on the electrode by the sputtering method. However, the Au thin film is not limited to the Au thin film, and any conductive material may be used for forming the electrode.
【0025】最後に、図2のように、電極11〜16に
リード端子31〜36を、電極21〜26にリード端子
41〜46を取り付けた後、入力端子51,52と出力
端子53,54に接続する。このようにして作成された
図2の圧電磁器トランスの入力端子51,52の間に、
図3(A)の入力電圧のように、圧電磁器板10の厚み
すべり振動モードの共振周波数fp近傍の周波数の交流
電圧を印加すると、図1の圧電磁器板10の領域A1,
A3,A5には、電気機械結合k15をもって厚みすべり
振動(15)モードにより変位が圧電磁器板10に生じ
て厚みすべり振動が励振され、この振動によりトランス
全体が振動させられる。Finally, as shown in FIG. 2, after the lead terminals 31 to 36 are attached to the electrodes 11 to 16 and the lead terminals 41 to 46 are attached to the electrodes 21 to 26, the input terminals 51 and 52 and the output terminals 53 and 54 are attached. Connect to Between the input terminals 51 and 52 of the piezoelectric ceramic transformer of FIG.
When an AC voltage having a frequency near the resonance frequency fp of the thickness-shear vibration mode of the piezoelectric ceramic plate 10 is applied as in the input voltage of FIG.
The A3, A5, thickness shear vibration is excited thickness-shear vibration with the electromechanical coupling k 15 (15) mode by the displacement occurs in the piezoelectric ceramic plate 10, the entire transformer is vibrated by the vibration.
【0026】即ち、図3(A)のA点の交流電圧−Vが
印加された時点で、圧電磁器板10は、図3(B)のよ
うに厚みすべり振動(15)モードによる応力F1,F
2を受けて歪み、B点の交流電圧OVの時点では、図3
(C)のように歪みがなくなり、C点の交流電圧+Vの
時点では、図(D)のように応力F3,F4を受けて逆
に歪み、これを繰り返す。That is, at the point of time when the AC voltage -V at point A in FIG. 3A is applied, the piezoelectric ceramic plate 10 receives the stress F1 in the thickness shear vibration (15) mode as shown in FIG. F
2 at the time of the AC voltage OV at the point B, FIG.
As shown in (C), the distortion disappears, and at the point of time of the AC voltage + V at the point C, as shown in FIG.
【0027】このとき、図1の圧電磁器板10の出力部
となる領域A2,A4,A6では、電気機械結合k15を
もって厚みすべり振動(15)モードにより交流電圧が
発生し、この結果、図2の出力端子53と54の間から
交流電圧を取り出すことができる。この圧電磁器トラン
スのインピーダンスの周波数特性を測定したところ、f
p=730KHzで厚みすべり振動モードの共振が測定
された。この圧電磁器トランスの入力端子51,52の
間に730KHz、7.3V(rms)の交流電圧(正
弦波)を入力し、出力端子53,54の間に負荷を接続
し、負荷を可変することで圧電磁器トランスから取り出
す負荷電流を変化させたところ、図4に示すような、負
荷電流に対する出力電圧の特性200、及び負荷電流に
対す出力電力の特性210がの測定結果が得られた。[0027] At this time, in the region A2, A4, A6 of the output portion of the piezoelectric ceramic plate 10 of FIG. 1, the thickness shear vibration with the electromechanical coupling k 15 (15) AC voltage by mode is generated, as a result, FIG. An AC voltage can be taken out between the output terminals 53 and 54 of the second. When the frequency characteristics of the impedance of the piezoelectric ceramic transformer were measured, f
The resonance in the thickness shear vibration mode was measured at p = 730 KHz. An AC voltage (sine wave) of 730 KHz and 7.3 V (rms) is input between the input terminals 51 and 52 of the piezoelectric ceramic transformer, and a load is connected between the output terminals 53 and 54 to vary the load. When the load current taken out of the piezoelectric ceramic transformer was changed in the above, the measurement results of the output voltage characteristic 200 with respect to the load current and the output power characteristic 210 with respect to the load current as shown in FIG. 4 were obtained.
【0028】この特性から図1,2の実施形態の圧電磁
器トランスおいて、負荷電流63.2mA(rms)で
出力電圧9.29V(rms)が得られたときの出力電
力のピーク値Pmax は、Pmax =587mWであった。
また、本発明の圧電磁器トランスを駆動するために用い
られる厚みすべり振動の共振周波数fpは、次式で与え
られる。 fp=1/(2・t)√(C44 D /ρ) (2) ρ :圧電磁器板の密度 C44 D :弾性定数 t :圧電磁器板厚さ この(2)式によれば、圧電磁器トランスの厚みすべり
振動の共振周波数fpは、圧電磁器板10の長さLや幅
Wの大きさには依存せず、唯一、厚みtだけに依存す
る。このため、厚みすべり振動で駆動される本発明の圧
電磁器トランスで大電力を取り出すためには、厚みtを
一定として単純に長さLや幅Wを大きくすれば良く、こ
の場合においても、従来のローゼン型圧電磁器トランス
のように共振周波数が低下してしまうといった現象が見
られない。From these characteristics, the peak value Pmax of the output power when the output voltage of 9.29 V (rms) is obtained with the load current of 63.2 mA (rms) in the piezoelectric ceramic transformer of the embodiment of FIGS. , Pmax = 587 mW.
In addition, the resonance frequency fp of the thickness shear vibration used for driving the piezoelectric ceramic transformer of the present invention is given by the following equation. fp = 1 / (2 · t) √ (C 44 D / ρ) (2) ρ: Density of piezoelectric ceramic plate C 44 D : Elastic constant t: Piezoelectric ceramic plate thickness According to this equation (2), piezoelectric The resonance frequency fp of the thickness shear vibration of the porcelain transformer does not depend on the length L or the width W of the piezoelectric ceramic plate 10, but only on the thickness t. For this reason, in order to extract a large amount of power with the piezoelectric ceramic transformer of the present invention driven by the thickness shear vibration, it is sufficient to simply increase the length L and the width W while keeping the thickness t constant. The phenomenon that the resonance frequency is lowered unlike the Rosen type piezoelectric ceramic transformer described above is not observed.
【0029】つまり、本発明の圧電磁器トランスでは、
従来のローゼン型圧電磁器トランスでは困難であった、
高周波帯域での駆動と大電力の取り出しを両立させるこ
とが可能である。図1,2の実施形態では、入力部及び
出力部ともに3つの電極対を並列に接続しているが、例
えば、入力部を高インピーダンスにしたければ、図5の
ように、3つの入力電極対(11,21),(13,2
3)、(15,25)を電気的に直列に接続すれば良
い。また、逆に出力部を高インピーダンスにしたけれ
ば、図6のように、3つの出力電極対(12,22),
(14,24)、(16,26)を電気的に直列に接続
すれば良い。That is, in the piezoelectric ceramic transformer of the present invention,
It was difficult with conventional Rosen-type piezoelectric ceramic transformers.
It is possible to achieve both driving in a high frequency band and taking out large power. In the embodiments of FIGS. 1 and 2, three electrode pairs are connected in parallel to both the input and output sections. For example, if the input section is desired to have a high impedance, the three input electrode pairs are connected as shown in FIG. (11, 21), (13, 2)
3) and (15, 25) may be electrically connected in series. Conversely, if it is desired to make the output section high impedance, as shown in FIG. 6, three output electrode pairs (12, 22),
(14, 24) and (16, 26) may be electrically connected in series.
【0030】また、圧電磁器板10上に設置する電極の
数を増やすことにより、入力インピーダンス及び出力イ
ンピーダンスの設定の範囲を大きくすると共により細か
く設定することが可能である。更に、図1,2の実施形
態では、入力部と出力部の電極を交互に配置している
が、入力部と出力部を一方向にまとめてもよい。図7
は、図1,2における入力側の3つの電極対(11,2
1),(12,22),(13,23)をリード端子に
よって直列接続して入力端子51,52間に接続し、ま
た図1,2における出力側の3つの電極対を1つにまと
めて出力電極対(19,20)とし、出力端子53,5
4間に接続している。Further, by increasing the number of electrodes provided on the piezoelectric ceramic plate 10, it is possible to widen the setting range of the input impedance and the output impedance and to set them more finely. Further, in the embodiment of FIGS. 1 and 2, the electrodes of the input unit and the output unit are alternately arranged, but the input unit and the output unit may be combined in one direction. FIG.
Are the three electrode pairs (11, 2) on the input side in FIGS.
1), (12, 22) and (13, 23) are connected in series by lead terminals and connected between the input terminals 51 and 52, and the three electrode pairs on the output side in FIGS. Output electrode pairs (19, 20), and output terminals 53, 5
It is connected between four.
【0031】更に、入出端子51,52及び出力端子5
3,54に対するリード端子との接続配線についても、
圧電磁器板10上にAgペーストや他の導電性材料等を
用いて設置することも可能である。図8は本発明の圧電
磁器トランスの第2実施形態である。この第2実施形態
にあっては、圧電磁器板の上面及び下面に配置する入力
電極対及び出力電極対を、圧電磁器板の分極方向と垂直
に並ぶように設置したことを特徴とする。Further, input / output terminals 51 and 52 and output terminal 5
Regarding the connection wiring with the lead terminals for 3, 54,
It is also possible to install on the piezoelectric ceramic plate 10 using Ag paste or another conductive material. FIG. 8 shows a piezoelectric ceramic transformer according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is characterized in that the input electrode pairs and the output electrode pairs arranged on the upper and lower surfaces of the piezoelectric ceramic plate are arranged so as to be arranged perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric ceramic plate.
【0032】図8において、圧電磁器板10は矢印18
のように板厚方向と垂直に分極されている。圧電磁器板
10の上面には電極61,62,63が分極方向18と
垂直方向となるように並べて配置され、また圧電磁器板
10の下面には、上面の電極61,62,63の各々に
対向して電極71,72,73が同じく分極方向18と
垂直方向となるように並べて配置されている。In FIG. 8, the piezoelectric ceramic plate 10 is indicated by an arrow 18.
The polarization is perpendicular to the thickness direction. On the upper surface of the piezoelectric ceramic plate 10, the electrodes 61, 62, 63 are arranged side by side so as to be perpendicular to the polarization direction 18, and on the lower surface of the piezoelectric ceramic plate 10, each of the electrodes 61, 62, 63 on the upper surface is provided. The electrodes 71, 72, and 73 are arranged to face each other so as to be perpendicular to the polarization direction 18.
【0033】ここで上面の両端の電極61,63に対し
中央の電極62は約2倍の面積をもっている。この点は
下面の電極71,72,73も同じである。圧電磁器板
10の上面の電極61〜63には、図9のように、リー
ド端子81〜83が接続され、また下面の電極71〜7
3にはリード端子91〜93が接続されている。リード
端子81,83は一方の入力端子51に接続され、リー
ド端子91,93は他方の入力端子52に接続される。Here, the center electrode 62 has about twice the area of the electrodes 61 and 63 at both ends of the upper surface. This point is the same for the electrodes 71, 72, 73 on the lower surface. Lead electrodes 81 to 83 are connected to the electrodes 61 to 63 on the upper surface of the piezoelectric ceramic plate 10 as shown in FIG.
3, lead terminals 91 to 93 are connected. Lead terminals 81 and 83 are connected to one input terminal 51, and lead terminals 91 and 93 are connected to the other input terminal 52.
【0034】またリード端子82は一方の出力端子53
に接続され、リード端子92は他方の出力端子54に接
続される。これによって入力部に2つの入力電極対(6
1,71),(63,73)と、出力部の1つの出力電
極対(62,72)が構成される。この図8,9の圧電
磁器トランスの製造は、図1,2の第1実施形態と基本
的に同じであるが、分極処理及びAg電極を除去した後
の圧電磁器板は、長さ26.7mm、幅6.5mm、厚
さ1.4mmとなる。The lead terminal 82 is connected to one output terminal 53
, And the lead terminal 92 is connected to the other output terminal 54. As a result, two input electrode pairs (6
1, 71), (63, 73) and one output electrode pair (62, 72) of the output section. The manufacture of the piezoelectric ceramic transformer of FIGS. 8 and 9 is basically the same as that of the first embodiment of FIGS. 1 and 2, except that the piezoelectric ceramic plate after the polarization treatment and the removal of the Ag electrode has a length of 26. 7 mm, width 6.5 mm, and thickness 1.4 mm.
【0035】このようにして作成された図9の圧電磁器
トランスの入力端子51,52の間に、図10(A)の
入力電圧のように、圧電磁器板10の厚みすべり振動モ
ードの共振周波数fp近傍の周波数の交流電圧を印加す
ると、図8の圧電磁器板10の領域A1,A3には、電
気機械結合k15をもって厚みすべり振動(15)モード
による変位が圧電磁器板10に生じて厚みすべり振動が
励振され、この振動によりトランス全体が振動させられ
る。The resonance frequency in the thickness-shear vibration mode of the piezoelectric ceramic plate 10 is applied between the input terminals 51 and 52 of the piezoelectric ceramic transformer shown in FIG. 9 as shown in FIG. When applying an AC voltage having a frequency of fp neighborhood, in the area A1, A3 of the piezoelectric ceramic plate 10 of FIG. 8, the thickness shear vibration with the electromechanical coupling k 15 (15) mode by the displacement occurs in the piezoelectric ceramic plate 10 thickness Slip vibration is excited, and this vibration causes the entire transformer to vibrate.
【0036】即ち、図10(A)のA点の交流電圧−V
で圧電磁器板10は図10(B)のように厚みすべり振
動(15)モードによる応力F1,F2を受けて歪み、
B点の交流電圧OVでは図10(C)のように歪みがな
くなり、C点の交流電圧+Vでは図10(D)のように
応力F3,F4を受けて逆に歪み、これを繰り返す。こ
の結果、圧電磁器板10に厚みすべり振動が励振され、
この振動によりトランス全体が振動させられる。このと
き、圧電磁器板10の出力電極62,72の間は、電気
機械結合k15をもって厚みすべり振動(15)モードに
より交流電圧が発生し、この結果、出力端子53,54
の間から交流電圧を取り出すことができる。That is, the AC voltage −V at the point A in FIG.
As shown in FIG. 10B, the piezoelectric ceramic plate 10 is distorted by receiving the stresses F1 and F2 in the thickness shear vibration (15) mode.
At the AC voltage OV at the point B, the distortion disappears as shown in FIG. 10C, and at the AC voltage + V at the point C, the stresses F3 and F4 receive the stresses as shown in FIG. As a result, thickness shear vibration is excited in the piezoelectric ceramic plate 10, and
This vibration causes the entire transformer to vibrate. At this time, between the output electrode 62, 72 of the piezoelectric ceramic plate 10, an AC voltage is generated by the thickness-shear vibration (15) mode with an electromechanical coupling k 15, as a result, the output terminal 53 and 54
AC voltage can be taken out from between.
【0037】図8,9の圧電磁器トランスついてインピ
ーダンスの周波数特性を測定したところ、fp=720
kHzで厚みすべり振動モードの共振が測定された。こ
の圧電磁器トランスの入力端子51,52の間に720
kHz、7.3V(rms)の交流電圧(正弦波)を入
力し、出力端子53,54の間に負荷を接続し、負荷を
可変することで圧電電磁器トランスから取り出す負荷電
流を変化させたところ、図11のような負荷電流に対す
る出力電圧の特性300、及び負荷電流に対す出力電力
の特性310の測定結果が得られた。When the frequency characteristics of the impedance of the piezoelectric ceramic transformers of FIGS. 8 and 9 were measured, fp = 720
The resonance of the thickness shear vibration mode was measured at kHz. 720 between the input terminals 51 and 52 of the piezoelectric ceramic transformer.
An AC voltage (sine wave) of 7.3 V (rms) at kHz was input, a load was connected between the output terminals 53 and 54, and the load current was varied by varying the load. However, the measurement results of the output voltage characteristic 300 with respect to the load current and the output power characteristic 310 with respect to the load current as shown in FIG. 11 were obtained.
【0038】この特性から図8,9の実施形態の圧電磁
器トランスによる負荷電流24.6mA(rms)で出
力電圧21.1V(rms)が得られたときの出力電力
のピーク値Pmax は、Pmax =519mWであった。こ
こで図8,9の第2実施形態では、入力部に2つの入力
電極対(61,71),(63,73)を配置して並列
接続し、出力部に1つの出力電極対(62,72)を配
置しているが、入力インピーダンスを高くしたければ、
入力電極対(61,71),(63,73)入力部の2
対の電極を直列に接続すれば良く、さらに、高い入力イ
ンピーダンスが必要なときは、入力電極対を増やして直
列に接続すれば良い。また出力インピーダンスを高くし
たければ、出力電極対を増やして直列に接続すればよ
い。From this characteristic, the peak value Pmax of the output power when an output voltage of 21.1 V (rms) is obtained at a load current of 24.6 mA (rms) by the piezoelectric ceramic transformer of the embodiment of FIGS. = 519 mW. Here, in the second embodiment of FIGS. 8 and 9, two input electrode pairs (61, 71) and (63, 73) are arranged in the input section and connected in parallel, and one output electrode pair (62) is output section. , 72), but if you want to increase the input impedance,
Input electrode pair (61, 71), (63, 73)
A pair of electrodes may be connected in series, and when a high input impedance is required, the number of input electrode pairs may be increased and connected in series. To increase the output impedance, the number of output electrode pairs may be increased and connected in series.
【0039】尚、上記の実施形態にあっては、圧電磁器
板10上に配置する電極形状として矩形パターンを使用
しているが、くし歯形、矩形スパイラル型等の適宜形状
パターンを使用できる。また本発明は、上記の実施形態
に示した数値による限定は受けない。In the above-described embodiment, a rectangular pattern is used as the electrode shape arranged on the piezoelectric ceramic plate 10, but an appropriate shape pattern such as a comb shape or a rectangular spiral type can be used. Further, the present invention is not limited by the numerical values shown in the above embodiments.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の圧電
磁器トランスは、厚みすべり振動モードを用いて圧電磁
器板を励振させて、出力電圧を取り出すため、数百KH
z〜数MHz以上の高周波帯で使用することが可能とな
る。また、厚みすべり振動モードの共振周波数は、圧電
磁器トランスの厚みで決定され長さや幅の影響を受けな
いことから、従来のローゼン型圧電磁器トランスでは困
難であった、高周波帯域での駆動と大電力の取り出しを
両立させることが可能である。As described above, the piezoelectric ceramic transformer of the present invention excites the piezoelectric ceramic plate by using the thickness-shear vibration mode and takes out an output voltage.
It can be used in a high frequency band of z to several MHz or more. In addition, the resonance frequency of the thickness-shear vibration mode is determined by the thickness of the piezoelectric ceramic transformer, and is not affected by the length or width. It is possible to achieve both power extraction.
【0041】更に、本発明の圧電磁器トランスは電極配
置及び外部端子の接続を適宜に選択することによって、
入力インピーダンス及び出力インピーダンスを自由に選
択することが可能となる。Further, the piezoelectric ceramic transformer of the present invention can be configured by appropriately selecting the electrode arrangement and the connection of the external terminals.
The input impedance and the output impedance can be freely selected.
【図1】本発明の圧電磁器トランスの第1実施形態の斜
視図FIG. 1 is a perspective view of a piezoelectric ceramic transformer according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の入出力接続の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of input / output connections of FIG. 1;
【図3】図2の圧電磁器トランスを厚みすべり振動モー
ドで駆動した際の圧電磁器板に生じる変位の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of displacement generated in a piezoelectric ceramic plate when the piezoelectric ceramic transformer of FIG. 2 is driven in a thickness shear vibration mode.
【図4】図2の圧電磁器トランスについて測定した負荷
電流に対する出力電圧と出力電力の特性図FIG. 4 is a characteristic diagram of output voltage and output power with respect to load current measured for the piezoelectric ceramic transformer of FIG. 2;
【図5】図1の第1実施形態について入力を高インピー
ダンスとし出力を低インピーダンスとする入出力接続の
説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of an input / output connection in which the input is high impedance and the output is low impedance in the first embodiment of FIG. 1;
【図6】図1の第1実施形態について入力を低インピー
ダンスとし出力を高インピーダンスとする入出力接続の
説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of an input / output connection in which the input has a low impedance and the output has a high impedance in the first embodiment of FIG. 1;
【図7】本発明の圧電磁器トランスついて入力を高イン
ピーダンスに接続すると共に出力は電極をまとめた低イ
ンピーダンスとした実施形態の説明図FIG. 7 is an explanatory view of an embodiment in which the input is connected to a high impedance and the output is a low impedance in which electrodes are put together for the piezoelectric ceramic transformer of the present invention.
【図8】本発明の圧電磁器トランスの第2実施形態の説
明図FIG. 8 is an explanatory view of a piezoelectric ceramic transformer according to a second embodiment of the present invention.
【図9】図8の入出力接続の説明図FIG. 9 is an explanatory diagram of the input / output connection of FIG. 8;
【図10】図9の圧電磁器トランスを厚みすべり振動モ
ードで駆動した際の圧電磁器板に生じる変位の説明図FIG. 10 is an explanatory diagram of displacement generated in a piezoelectric ceramic plate when the piezoelectric ceramic transformer of FIG. 9 is driven in a thickness shear vibration mode.
【図11】図9の圧電磁器トランスについて測定した負
荷電流に対する出力電圧と出力電力の特性図11 is a characteristic diagram of output voltage and output power with respect to load current measured for the piezoelectric ceramic transformer of FIG. 9;
【図12】従来のローゼン型圧電磁器トランスの説明図FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional Rosen-type piezoelectric ceramic transformer.
10:圧電磁器板 11〜16,19,20,21〜26,61〜63,7
1〜73:電極 18:分極方向 31〜36,41〜46,81〜83,91〜93:リ
ード端子 51,52:入力端子 53,54:出力端子10: Piezoelectric ceramic plates 11 to 16, 19, 20, 21 to 26, 61 to 63, 7
1-73: Electrode 18: Polarization direction 31-36, 41-46, 81-83, 91-93: Lead terminal 51, 52: Input terminal 53, 54: Output terminal
Claims (7)
な方向に一様に分極された圧電磁器板と、 前記圧電磁器板の厚み方向に位置する両面に対向して配
置され、厚みすべり振動モードの共振周波数近傍の周波
数の交流電圧を印加することで前記圧電磁器板を励振さ
せる入力電極対と、 前記圧電磁器板の厚み方向に位置する両面に対向し且つ
前記入力電極対に並べて配置され、前記入力電極対によ
る前記圧電磁器板の励振で誘起された交流電圧を取り出
す出力電極対と、を備えことを特徴とする圧電磁器トラ
ンス。A piezoelectric ceramic plate composed of a plate-like member and uniformly polarized in a direction perpendicular to a thickness direction of the plate; and a piezoelectric ceramic plate disposed opposite to both surfaces located in a thickness direction of the piezoelectric ceramic plate; An input electrode pair that excites the piezoelectric ceramic plate by applying an AC voltage having a frequency near the resonance frequency of the thickness shear vibration mode, and opposing both surfaces of the piezoelectric ceramic plate in the thickness direction and the input electrode pair And a pair of output electrodes for extracting an alternating voltage induced by the excitation of the piezoelectric ceramic plate by the pair of input electrodes.
て、前記入力電極対と前記出力電極対を、前記分極方向
に対し平行方向に並べて前記圧電磁器板に配置したこと
を特徴とする圧電磁器トランス。2. The piezoelectric ceramic transformer according to claim 1, wherein said input electrode pair and said output electrode pair are arranged on said piezoelectric ceramic plate in a direction parallel to said polarization direction. Porcelain transformer.
て、前記入力電極対と前記出力電極対を、前記分極方向
に対し垂直方向に並べて前記圧電磁器板に配置したこと
を特徴とする圧電磁器トランス。3. A piezoelectric ceramic transformer according to claim 1, wherein said pair of input electrodes and said pair of output electrodes are arranged on said piezoelectric ceramic plate in a direction perpendicular to said polarization direction. Porcelain transformer.
て、複数の入力電極対と複数の出力電極対を前記圧電磁
器板に配置し、前記複数の入力電極対を直列もしくは並
列に接続することにより入力インピーダンスを所望の値
に設定し、前記出力電極対を直列もしくは並列に接続す
ることで出力インピーダンスを所望の値に設定すること
を特徴とする圧電磁器トランス。4. The piezoelectric ceramic transformer according to claim 1, wherein a plurality of input electrode pairs and a plurality of output electrode pairs are arranged on said piezoelectric ceramic plate, and said plurality of input electrode pairs are connected in series or in parallel. A piezoelectric ceramic transformer wherein the input impedance is set to a desired value, and the output impedance is set to a desired value by connecting the output electrode pairs in series or in parallel.
て、複数の入力電極対と複数の出力電極対を前記圧電磁
器板に配置し、高インピーダンスの設定は前記複数の入
力電極対および前記複数の出力電極対を直列に接続し、
低インピーダンスの設定は前記複数の入力電極対および
前記複数の出力電極対を並列に接続することを特徴とす
る圧電磁器トランス。5. The piezoelectric ceramic transformer according to claim 4, wherein a plurality of input electrode pairs and a plurality of output electrode pairs are arranged on the piezoelectric ceramic plate, and the setting of high impedance is performed by the plurality of input electrode pairs and the plurality of output electrode pairs. Connecting a plurality of output electrode pairs in series,
The piezoelectric ceramic transformer according to claim 1, wherein the plurality of input electrode pairs and the plurality of output electrode pairs are connected in parallel to set the low impedance.
て、複数の入力電極対と複数の出力電極対の各電極を交
互に配置したことを特徴とする圧電磁器トランス。6. The piezoelectric ceramic transformer according to claim 4, wherein a plurality of input electrode pairs and a plurality of output electrode pairs are arranged alternately.
て、複数の入力電極対と複数の出力電極対いずれか一方
を1ケ所に並べて配置すると共に他方を1枚の電極対に
まとめて配置したことを特徴とする圧電磁器トランス。7. The piezoelectric ceramic transformer according to claim 4, wherein one of the plurality of input electrode pairs and the plurality of output electrode pairs are arranged in one place and the other is arranged in one electrode pair. A piezoelectric ceramic transformer characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9319330A JPH11154768A (en) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | Piezoelectric ceramic transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9319330A JPH11154768A (en) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | Piezoelectric ceramic transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11154768A true JPH11154768A (en) | 1999-06-08 |
Family
ID=18108987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9319330A Pending JPH11154768A (en) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | Piezoelectric ceramic transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11154768A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008181966A (en) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Sumida Corporation | Piezoelectric transformer and power supply circuit using the same |
WO2009017096A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Kyocera Corporation | Piezoelectric transformer |
-
1997
- 1997-11-20 JP JP9319330A patent/JPH11154768A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008181966A (en) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Sumida Corporation | Piezoelectric transformer and power supply circuit using the same |
WO2009017096A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Kyocera Corporation | Piezoelectric transformer |
US8395303B2 (en) | 2007-07-27 | 2013-03-12 | Kyocera Corporation | Impedance matching piezoelectric transformer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5118982A (en) | Thickness mode vibration piezoelectric transformer | |
US5241236A (en) | Piezoelectric ceramic transformer being driven with thickness extensional vibration | |
JPH0567819A (en) | Piezoelectric ceramic transformer | |
KR100436637B1 (en) | Piezoelectric transformer | |
JP3706509B2 (en) | Piezoelectric transformer | |
JPH11154768A (en) | Piezoelectric ceramic transformer | |
JP2666562B2 (en) | Piezoelectric ceramic transformer and driving method thereof | |
JP2508964B2 (en) | Piezoelectric transformer and driving method thereof | |
JP2940282B2 (en) | Thickness vertical vibration piezoelectric transformer and method of driving the same | |
JP2576648B2 (en) | Thickness longitudinal vibration piezoelectric transformer and its driving method | |
JP3404512B2 (en) | Piezoelectric transformer, method of manufacturing the same, and method of driving the same | |
JP3060666B2 (en) | Thickness longitudinal vibration piezoelectric transformer and its driving method | |
JPH05251785A (en) | Manufacture of thickness-wise vibration piezoelectric-porcelain transformer and manufacture thereof | |
JP2655450B2 (en) | Thickness longitudinal vibration piezoelectric transformer, manufacturing method and driving method thereof | |
JP3450689B2 (en) | Piezoelectric transformer | |
JP2757561B2 (en) | Thickness longitudinal vibration piezoelectric transformer and its driving method | |
JP2531087B2 (en) | Piezoelectric transformer and driving method thereof | |
JP3709114B2 (en) | Piezoelectric transformer | |
JP3510516B2 (en) | Piezoelectric transformer | |
JP3673433B2 (en) | Piezoelectric transformer | |
JP3445552B2 (en) | Piezoelectric transformer | |
JPH088472A (en) | Piezoelectric ceramic transformer and its driving method | |
JP4831859B2 (en) | Piezoelectric transformer | |
JPH06181346A (en) | Piezoelectric porcelain transformer filter | |
JP2755177B2 (en) | Piezoelectric transformer |