JPH1187793A

JPH1187793A - 圧電トランス及び電源装置

Info

Publication number: JPH1187793A
Application number: JP9236825A
Authority: JP
Inventors: Junichi Shimamura; 嶋村純一; Mamoru Sakamoto; 坂本守
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】インダクタを圧電トランスに内蔵もしくは一
体化した構造で、矩形波駆動に適した圧電トランス及び
該圧電トランスを用いた電源装置を提供する。【構成】圧電トランス５０は、２次ローゼンタイプの
圧電トランスであり、圧電振動体５１の上下面に２つの
１次側電極７ａ（上面側），７ｂ（７ａと同形状で下面
側）と、一つの２次側電極７ｃ（遠側面）を付設せしめ
た圧電トランス本体５３と、該圧電トランス本体５３を
収納するとともに１次側電極７ａ，７ｂに各々接続され
た入力端子５４Ａ，５４Ｂと２次側電極７ｃに接続され
た出力端子５４Ｃとを配設した支持台座５５と蓋５２か
らなるパッケージと、で構成される従来の圧電トランス
の構造に加えて、セラミック基板５７に導電体を螺旋状
に形成して成るインダクタ５８（中央に磁性材料５９を
埋設）を、前記圧電トランス本体５３と接着ないし焼成
にて一体に取り付けるとともに、該インダクタ５８の一
方端部はスルーホール６０を通して導電性接着剤または
半田等で１次側電極７ａに接続され、他端は入力端子５
４Ａに各々引き出し線にて接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルのバッ
クライト照明用の放電灯点灯装置、複写機、オゾン発生
器等の高圧電源やＤＣ−ＤＣコンバータ等の電源装置に
使用される圧電トランス及びこれを使用した電源装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電トランスは、圧電振動体（例えばチ
タン酸バリウムやジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）系の
圧電セラミックスの薄板またはこの積層構造）に１次側
電極、２次側電極を付設した圧電トランス本体と、これ
を収納するとともに入出力端子を配設したパッケージで
構成されており、液晶パネルのバックライト照明用の放
電灯点灯装置等の電源装置に多用されている。

【０００３】上記圧電トランスを使用したバックライト
インバータ等の電源装置において、圧電トランスを駆動
する駆動回路には出力波形が矩形波となるスイッチング
方式の出力回路が効率の点で優れる。

【０００４】一方、圧電トランスを効率よく駆動するた
めには、圧電トランスをその共振周波数で駆動するのが
望ましい。蓋し、圧電トランスは図１４の実線枠Ｔで囲
まれたトランスＴｒ、抵抗Ｒ１、容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３、インダクタＬ１で構成される等価回路のようになっ
ており、内部に固有共振周波数の共振回路を有する。そ
のため圧電トランスの共振周波数以外の周波数成分が多
く含まれる電圧波形で駆動すると損失が大きくなってし
まうのである。

【０００５】また、共振周波数で駆動する場合に、圧電
トランスの変換効率を良好にする必要があるが、圧電ト
ランスは入力静電容量が大きいため前記スイッチング方
式の出力回路の矩形波電圧で駆動すると入力電流が大き
くなって効率が悪くなる。蓋し、圧電トランスの１次側
電極はセラミック板の対向する両面に電極が形成される
構成なので入力静電容量が大きく、積層タイプの圧電ト
ランスでは更に静電容量が大きくなって入力インピーダ
ンスは低下する。而して矩形波電圧で圧電トランスを駆
動すると、波形の急峻な部分で過大な入力電流が流れて
圧電トランスでの損失が増大し、発熱が大きくなって変
換効率が低下する。

【０００６】畢竟、圧電トランスはその共振周波数に一
致した単一周波数成分の急峻でない丸みを帯びた電圧波
形（例えばサイン波電圧）で駆動した時が最も変換効率
が高いのである。

【０００７】上記圧電トランスの入力特性を考慮して、
従来はスイッチング出力回路と圧電トランスの入力側と
の間にスイッチング出力の矩形波をサイン波等の電圧波
形に変換するフィルタ回路や入力容量をキャンセルする
誘導性素子（インダクタ）を圧電トランスに外付けで挿
入して圧電トランスを駆動していた。

【０００８】例えば圧電トランスを用いたインバータ電
源装置において、効率向上のために以下の（１）〜
（３）のような回路構成が従来技術として採用されてい
た。

【０００９】（１）特開昭５０−８６６２０号公報に記
載の図１３の電源装置１０では、直流電源１、発振器
２、パルス幅変調回路３、スイッチングトランジスタ
４、チョークコイル５、コンデンサ６、圧電トランス７
（１次側電極７ａ，７ｂの入力端子と２次側電極７ｃの
出力端子で構成）、整流回路８、分圧抵抗１１，１２、
及びスイッチング出力と圧電トランス７の１次側電極７
ａとの間にインダクタＬ２と容量Ｃ４からなるフィルタ
ー回路１３が挿入されていて、負荷９に高電圧を供給す
る構成。

【００１０】また、実開平６−９３７７号公報に記載の
図１４の電源装置２０においても同様に、圧電トランス
７を駆動するための直流電源１と発振器２とインバータ
回路１４とからなるスイッチング出力回路の出力と圧電
トランス７の１次側電極７ａとの間に直列接続したイン
ダクタＬ３と容量Ｃ５からなるフィルター回路１５を挿
入し、該フィルター回路で濾波されたサイン波形電圧で
圧電トランス７を駆動する構成。

【００１１】（２）特開平９−７４７４４号公報に記載
の図１５の電源装置３０では、圧電トランス７を駆動す
るための発振用ＩＣ１６とスイッチングトランジスタ１
７，１８からなるスイッチング出力回路の出力と圧電ト
ランス７の１次側電極７ａとの間にインダクタＬ３を挿
入し、圧電トランス７の入力容量と圧電トランスの共振
周波数で直列共振させて、共振波形で圧電トランスを駆
動する構成。

【００１２】（３）図１５における電源装置３０と同様
の接続で、インダクタＬ３と圧電トランス７の入力容量
による直列共振の周波数が該圧電トランスの固有共振周
波数と共振関係にないように設定して、圧電トランス７
の入力容量をインダクタＬ３の誘導性リアクタンスでキ
ャンセルするような動作をさせ、丸みをもたせた波形で
圧電トランス７を駆動する構成。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の圧電トランス７を用いた電源装置１０、２０、３０
のように、フィルター回路１３、１５やインダクタＬ３
（誘導性素子）を圧電トランス７の１次側電極７ａに接
続された入力端子に外付けで追加するためには、該外付
け部品の実装スペースが必要であり、圧電トランスの駆
動回路を小型化するための障害になっていた。また、部
品を別途追加する分は電源装置全体のコストアップにつ
ながっていた。

【００１４】このように従来の圧電トランスを用いた電
源装置では、圧電トランスの駆動回路と圧電トランスの
入力端子との間に、前記フィルタ回路やインダクタを特
に追加することが別途必要であった。

【００１５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、等価的に見て圧電トランス自体にインダクタ
（誘導性素子）を内蔵させた圧電トランスを提供し、圧
電トランスを用いた電源装置の小型化、低コスト化を実
現することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、（１）圧電振動体に１次側電極と２次側電極を付設せし
めた圧電トランス本体と、該圧電トランス本体を収納す
るとともに１次側電極に接続された入力端子と２次側電
極に接続された出力端子を配設したパッケージと、から
なる圧電トランスにおいて、セラミック基板に導電体を
螺旋状に形成して成るインダクタを前記圧電トランス本
体と一体となるように取り付けるとともに前記１次側電
極と入力端子との間に接続したことを特徴とする圧電ト
ランスを提供する。

【００１７】（２）また、圧電振動体に１次側電極と２
次側電極を付設せしめた圧電トランス本体と、該圧電ト
ランス本体を収納するとともに１次側電極に接続された
入力端子と２次側電極に接続された出力端子を配設した
パッケージと、からなる圧電トランスにおいて、前記圧
電トランス本体の圧電振動体の表面または内部に導電体
を螺旋状に形成してなるインダクタを配設するとともに
前記１次側電極と入力端子との間に接続したことを特徴
とする圧電トランスを提供する。

【００１８】（３）また、圧電振動体に１次側電極と２
次側電極を付設せしめた圧電トランス本体と、該圧電ト
ランス本体を収納するとともに１次側電極に接続された
入力端子と２次側電極に接続された出力端子を配設した
パッケージと、からなる圧電トランスにおいて、前記１
次側電極の一方を螺旋状に形成してインダクタと成した
ことを特徴とする圧電トランスを提供する。

【００１９】（４）また、圧電振動体に１次側電極と２
次側電極を付設せしめた圧電トランス本体と、該圧電ト
ランス本体を収納するとともに１次側電極に接続された
入力端子と２次側電極に接続された出力端子を配設した
パッケージと、からなる圧電トランスにおいて、前記パ
ッケージにおける支持台座の上面に導電体を螺旋状に形
成して成るインダクタを前記１次側電極と入力端子との
間に接続したことを特徴とする圧電トランスを提供す
る。

【００２０】（５）また、圧電振動体に１次側電極と２
次側電極を付設せしめた圧電トランス本体と、該圧電ト
ランス本体を収納するとともに１次側電極に接続された
入力端子と２次側電極に接続された出力端子を配設した
パッケージと、からなる圧電トランスにおいて、前記パ
ッケージの内部に前記１次側電極と入力端子との間に接
続されたインダクタ素子を備えて成ることを特徴とする
圧電トランスを提供する。

【００２１】（６）また、上記（１）または（２）また
は（４）記載の圧電トランスにおいて、１次側電極と入
力端子との間に接続されたインダクタの中央部に磁性材
料を配設したことを特徴とする圧電トランスを提供す
る。

【００２２】（７）また、圧電振動体の振動のノード点
を含む領域に１次側電極と２次側電極を付設せしめて各
々引き出し線が導電接続された圧電トランスにおいて、
前記引き出し線がインダクタ成分を有し且つ弾性のある
コイルバネ状に形成するとともに前記１次側電極と２次
側電極の振動のノード点に接続固定して圧電振動体の支
持器を兼ねる構造としたことを特徴とする圧電トランス
を提供する。

【００２３】（８）スイッチング出力回路を駆動回路と
する圧電トランスを備えた電源装置において、スイッチ
ング出力回路の矩形波の出力電圧が直接に圧電トランス
の入力端子に入力していることを特徴とする上記（１）
〜（７）記載の圧電トランスの何れかを備えた電源装置
を提供する。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下の図面
に基づいて説明する。

【００２５】図１は本発明の請求項１に係る圧電トラン
スの実施の形態を説明するための分解斜視図である。

【００２６】図２は本発明の請求項２に係る圧電トラン
スの第一の実施の形態を説明するための図である。

【００２７】図３は本発明の請求項２に係る圧電トラン
スの第二の実施の形態を説明するための図である。

【００２８】図４は本発明の請求項２に係る圧電トラン
スの第三の実施の形態を説明するための図である。

【００２９】図５は本発明の請求項３に係る圧電トラン
スの実施の形態を説明するための図である。

【００３０】図６は本発明の請求項４に係る圧電トラン
スの実施の形態を説明するための分解斜視図である。

【００３１】図７は本発明の請求項５に係る圧電トラン
スの実施の形態を説明するための分解斜視図である。

【００３２】図８は本発明の請求項７に係る圧電トラン
スの実施の形態を説明するための斜視図である。

【００３３】図９は本発明の請求項７に係る圧電トラン
スの第二の実施の形態を説明するための斜視図である。

【００３４】図１０は本発明の請求項７に係る圧電トラ
ンスの第三の実施の形態を説明するための底面側を上に
した斜視図である。

【００３５】図１１は本発明に係る圧電トランスの等価
回路図である。

【００３６】図１２は本発明の請求項７に係る電源装置
の回路図である。

【００３７】先ず、図１における圧電トランス５０は２
次ローゼンタイプの圧電トランスであり、圧電振動体５
１の上下面に２つの１次側電極７ａ（上面側），７ｂ
（７ａと同形状で下面側）と、一つの２次側電極７ｃ
（遠側面）を付設せしめた圧電トランス本体５３と、該
圧電トランス本体５３を収納するとともに１次側電極７
ａ，７ｂに各々接続された入力端子５４Ａ，５４Ｂと２
次側電極７ｃに接続された出力端子５４Ｃと圧電振動体
５１の振動のノード点で圧電トランス本体５３を支持す
る弾性体５６を配設した支持台座５５と蓋５２からなる
パッケージと、で構成される従来の圧電トランスの構造
に加えて、セラミック基板５７に導電体を螺旋状に形成
して成るインダクタ５８を、２点鎖線で示されるように
前記圧電トランス本体５３と接着ないし焼成にて一体に
取り付けるとともに、該インダクタ５８の一方端部はス
ルーホール６０を通して導電性接着剤または半田等で１
次側電極７ａに接続され、他端は入力端子５４Ａに各々
引き出し線で接続されている。

【００３８】畢竟、圧電トランス５０は１次側電極７ａ
と入力端子５４Ａとの間に接続されたインダクタ５８を
内蔵していることを特徴とする。

【００３９】なお、２次ローゼンタイプの圧電トランス
の動作原理は周知なので説明は省略する。また、上記イ
ンダクタ５８はセラミック基板５７の上面に導電体の厚
膜パターンで形成されたもので、図１に示されるよう
に、中央にはインダクタンスを大きくするためにフェラ
イト等の透磁率の大きい磁性材料５９が埋め込まれても
よい（請求項６に対応）。

【００４０】次に、図２における圧電トランス７０は前
記圧電トランス５０と同じく２次ローゼンタイプで積層
タイプの圧電トランス（パッケージは圧電トランス５０
と同じなので省略）であり、特に圧電振動体６１の内部
に導電体を螺旋状に形成してなるインダクタ６２を配設
した構造を特徴とする。

【００４１】即ち、図２の（ａ）に示される上端の振動
単板（グリーンシート）６３にはその上面に平板な１次
側電極６７ａが、（ｄ）に示される下端の振動単板６４
にはその下面（図では裏側）に平板な１次側電極６７ｂ
がパターン形成され、内部に挟装された（ｂ）、（ｃ）
に示される振動単板６５、６６の上面にはインダクタ６
２ａ、６２ｂがパターン形成されていて、各々一端がス
ルーホール６７にて導電接続されている。また、振動単
板６６のインダクタ６２の他端部は側面Ｓに導出されて
１次側電極６７ａと側面Ｓにて接続されている。また、
振動単板６５の一方端部６８は他の側面に導出されて側
面の電極Ｇにて入力端子（図１における入力端子５４
Ａ）に引き出し線にて接続されている。

【００４２】上記構造でも１次側電極６７ａと入力端子
５４Ａとの間に接続されたインダクタ６２が内蔵された
ことになる。勿論、振動単板６３〜６６の積層数は所要
インダクタンスと圧電トランスの所要特性によって適宜
決められるべきものである。

【００４３】次に、図３の（ｃ）における圧電トランス
８０は同じく２次ローゼンタイプで積層タイプの圧電ト
ランス（パッケージは圧電トランス５０と同じなので省
略）であり、圧電振動体７１の内部に１次側電極と別々
のスペースに導電体を螺旋状に形成してなるインダクタ
を配設した構造である。

【００４４】即ち、図３の（ａ）に示される振動単板Ａ
はその上面に１次側電極７７ａとこの延長上にインダク
タ７２ａを別個にパターン形成してあり、（ｂ）に示さ
れる振動単板Ｂにはその上面に１次側電極７７ｂとイン
ダクタ７２ｂが別個にパターン形成してある。上記イン
ダクタ７２ａとインダクタ７２ｂはスルーホール６７に
て一端が接続されており、振動単板Ｂのインダクタ７２
ｂの他端は側面電極Ｈに導出され、側面電極Ｈは入力端
子５４Ａ（図１参照）に引き出し線にて接続される。一
方、積層された複数の振動単板Ａの１次側電極７７ａも
側面にて互いに接続され、積層された複数の振動単板Ｂ
の１次側電極７７ｂも側面電極Ｊにて互いに接続され、
これは入力端子５４Ｂ（図１参照）へと引き出し線にて
接続される。

【００４５】上記振動単板Ａ、Ｂの積層例を図３の
（ｄ）側面図に示す。ここに上端の振動単板Ａ′はイン
ダクタ７２ａのパターンが削除されたものであり、下端
の振動単板Ａ″は下面に振動単板Ｂと同じ１次側電極７
７ｂが付加的にパターン形成されたものである。

【００４６】上記圧電トランス構造でも同様に１次側電
極７７ａと入力端子５４Ａとの間に接続されたインダク
タ７２ａ、７２ｂ・・が内蔵されたことになる。なお、
振動単板Ａ、Ｂのインダクタ７２ａ、７２ｂの中央には
インダクタンスを大きくするための磁性材料５９を埋め
込んだり、パッケージの支持台座５５側に配設してもよ
い（請求項６に対応）。

【００４７】次に、図４における圧電トランス９０は前
記圧電トランス８０と同じく圧電振動体７１の内部に１
次側電極８７ａ、８７ｂと別々のスペースに導電体を螺
旋状に形成してなるインダクタ８２ａ、８２ｂを配設し
た構造である。圧電トランス８０との違いは、１次側電
極８７ａが各々インダクタ８２ｂを経由して並列に接続
されているので、１次側電極８７ａの側面での接続がな
いことである。

【００４８】次に、図５の（ｄ）における圧電トランス
１００は同じく２次ローゼンタイプで積層タイプの圧電
トランスであり、（ａ）に示される振動単板Ａの１次側
電極９７ａを螺旋状に形成して電極そのものをインダク
タ９２と成したことを特徴とする。

【００４９】（ｃ）に示される積層例では、上端の振動
単板Ｂ′の１次側電極９７ｂ′はインダクタ９２の導出
側面に接続され、下端の振動単板Ａ′の下面には１次側
電極９７ｂが付加されている。

【００５０】次に、図６における圧電トランス１１０は
同じく２次ローゼンタイプで積層タイプの圧電トランス
であり、パッケージにおける支持台座５５の上面に導電
体を螺旋状に形成して成るインダクタ１０２を前記１次
側電極７ａと入力端子５４Ａとの間に接続したことを特
徴とする。

【００５１】次に、図７における圧電トランス１２０は
同じく２次ローゼンタイプで積層タイプの圧電トランス
であり、パッケージの内部に１次側電極７ａと入力端子
５４Ａとの間に接続されたインダクタ素子１２１を備え
て成ることを特徴とする。

【００５２】上記インダクタ素子１２１のタイプは特に
問わないが、面実装タイプの小型のもの（チップインダ
クタ）が望ましい。また、既存のインダクタ素子を用い
ずに引き出し線の一部をコイル状に巻いてインダクタ素
子を形成することでもよい。

【００５３】次に、図８における圧電トランス１３０は
同じく２次ローゼンタイプで積層タイプの圧電トランス
であり、圧電振動体の振動のノード点を含む領域に１次
側電極７ａ，７ｂと２次側電極７ｃを付設せしめて各々
引き出し線２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃと２１ｄが導電
接続された構造であって、特に、前記引き出し線２１ａ
〜２１ｄがインダクタ成分を有し且つ弾性のあるコイル
バネ状に形成するとともに前記１次側電極と２次側電極
の振動のノード点に接続固定して圧電振動体５１の支持
器を兼ねる構造としたことを特徴とする。例えば図８の
実施の形態では１次側電極と２次側電極が圧電振動体５
１の側面に一部導出されて該箇所が振動のノード点領域
になっており、コイルバネ状の引き出し線２１ａ〜２１
ｄの４本の先端は破線の矢印の如く該箇所に半田付けま
たは導電接着剤にて導電接続固定される。

【００５４】上記引き出し線２１ａ〜２１ｄはコイルと
してインダクタ成分を有することは言うまでもないが、
加えて図１の弾性体５６に代わって圧電トランス本体５
３の支持台座５５からの支持を兼ねる支持器となるの
で、振動を阻害しないような導電体、例えばリン青銅、
ベリリウム銅等の材質の細線をコイル状に加工したもの
を使用する。

【００５５】次に、図９における圧電トランス１４０は
同じく２次ローゼンタイプで積層タイプの圧電トランス
であり、１次側電極７ｂの引き出し線２２ｂと２次側電
極７ｃの引き出し線２２ｃがインダクタと支持器を兼ね
る第二の実施の形態である。

【００５６】長手方向端面の２次側電極（出力電極）は
圧電振動体底面の振動のノード点に延設されており、同
じく圧電振動体底面に設けられた１次側電極の一方共
々、薄板をコイルバネ状に打ち抜いて円錐形（ないし角
錐形）に加工した引き出し線２２ｂ，２２ｃにて支持台
座５５上に弾性力をもって支持されている。

【００５７】さらに、応用例として、通常の引き出し線
２２ａを用いた上記１次側電極７ａを圧電振動体底面の
振動ノード点にまで延設して、２つの１次側電極７ａ，
７ｂ双方ともコイルバネ状の引き出し線にて支持しても
よい（３点支持となって安定する利点がある）。

【００５８】次に、図１０における圧電トランス１５０
は同じく２次ローゼンタイプで積層タイプの圧電トラン
スであり、圧電トランス本体５３と、圧電振動体底面に
おける振動のノード点に延設された２つの１次側電極７
ａ，７ｂと２次側電極７ｃに半田付けないし導電性接着
剤にて付設された支持器を兼ねるとともにインダクタ成
分を有する一部コイルバネ状の引き出し線２３ａ，２３
ｂ，２３ｃのみからなる構造であり、パッケージが省略
されている。

【００５９】使用に際しては、直接に上記引き出し線の
末端を回路基板に半田付け等で取り付ける。なお、上記
引き出し線のコイルバネ部分は電気的接続部を除いて絶
縁体（樹脂）で線が被覆されていてもよく、図１０の鎖
線のように弾性のある樹脂２４でコイルバネ部分全体が
モールドされていてもよい。該圧電トランス本体に対す
る引き出し線の構造は３点支持となって安定する支持器
となり、且つインダクタ成分の作用も得られ、さらにパ
ッケージが省かれる点でコストダウンの効果も得られ
る。

【００６０】以上詳述した図４〜図１０の圧電トランス
においても、１次側電極と一方の入力端子（５４Ａ）と
の間に接続された各態様のインダクタが内蔵された構造
（もしくは一体構造）となっていることは言うまでもな
い。畢竟、図１４の従来の圧電トランス７の等価回路Ｔ
と比較すると、図１１のようにインダクタＬ０が付加さ
れた構成である。

【００６１】ところで、圧電トランスの入力静電容量
は、単板構造のもので５００〜１５００ＰＦ程度であ
る。昇圧比の大きい積層構造のもので、４７０００〜１
５００００ＰＦと大きくなる。

【００６２】また、圧電トランスの共振周波数は１２０
ＫＨｚ程度であるので、上記入力静電容量と直列共振さ
せるためには、インダクタンスは積層構造の圧電トラン
スの場合で約１１〜３６μＨ程度となる。上記インダク
タの値は積層構造の圧電トランスで入力静電容量が大き
くなるほど小さくて済み、厚膜印刷パターンやプリント
基板による印刷パターンで対応できる範囲となり、圧電
トランス本体やパッケージと一体構成が可能となる。し
たがって、インダクタを付加した本発明に係る圧電トラ
ンスの寸法に殆ど影響を与えず、従来の圧電トランスと
同程度の寸法となり、結果として従来の圧電トランスを
用いた電源装置で外付けしていたフィルタ回路が省略さ
れて、電源装置の小型化、低コスト化が実現できるので
ある。

【００６３】また、付加したインダクタＬ０のインダク
タンスが上記よりも小さくなって圧電トランスの共振周
波数を外れた場合、例えば１０μＨ以下、３．３μＨ程
度でも、圧電トランスの入力静電容量による容量性リア
クタンスを誘導性リアクタンスで打ち消すような効果が
あるので、矩形波駆動時の入力電流を軽減して効率を改
善することができる。

【００６４】本発明者の試験によれば、矩形波電圧で駆
動したときの変換効率が、従来の圧電トランスを矩形波
電圧で駆動した場合に比して１０〜３０％向上されるこ
とが判った。また、変換効率の改善によって圧電トラン
スでの発熱が小さくなり、電源装置の信頼性が向上する
という作用効果も得られる。

【００６５】以上、詳述したように、従来の技術の欄で
説明した（１）〜（３）の作用が駆動回路（スイッチン
グ回路の出力）に直接本発明の圧電トランスを接続する
ことで実現されるのであり、圧電トランスを用いた電源
装置として図１２に示されるような直流電源１、発振器
２、インバータ回路１４、整流回路８から成る簡単な回
路構成で実現できるのである。

【００６６】

【発明の効果】本発明の圧電トランスは上記の如く構成
されているため、（１）フィルタ回路、またはインダクタを圧電トランス
と一体化することにより、矩形波駆動に適した圧電トラ
ンスを提供できる。

【００６７】（２）矩形波電圧による圧電トランスの直
接駆動が可能なため、部品点数が少なくて済み、電源装
置の小型化、低コスト化が実現できる。

【００６８】（３）矩形波電圧で駆動したときの変換効
率が、従来の圧電トランスを矩形波電圧で駆動した場合
に比して１０〜３０％向上される。

【００６９】（４）効率の改善により、圧電トランスで
の発熱が小さくなり、電源装置の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に係る圧電トランスの実施の
形態を説明するための分解斜視図である。

【図２】本発明の請求項２に係る圧電トランスの第一の
実施の形態を説明するための図である。

【図３】本発明の請求項２に係る圧電トランスの第二の
実施の形態を説明するための図である。

【図４】本発明の請求項２に係る圧電トランスの第三の
実施の形態を説明するための図である。

【図５】本発明の請求項３に係る圧電トランスの実施の
形態を説明するための図である。

【図６】本発明の請求項４に係る圧電トランスの実施の
形態を説明するための分解斜視図である。

【図７】本発明の請求項５に係る圧電トランスの実施の
形態を説明するための分解斜視図である。

【図８】本発明の請求項７に係る圧電トランスの実施の
形態を説明するための斜視図である。

【図９】本発明の請求項７に係る圧電トランスの第二の
実施の形態を説明するための斜視図である。

【図１０】本発明の請求項７に係る圧電トランスの第三
の実施の形態を説明するための底面側を上にした斜視図
である。

【図１１】本発明に係る圧電トランスの等価回路図であ
る。

【図１２】本発明の請求項７に係る電源装置の回路図で
ある。

【図１３】従来の圧電トランスを用いた電源装置の回路
図である。

【図１４】従来の圧電トランスを用いた電源装置の回路
図である。

【図１５】従来の圧電トランスを用いた電源装置の回路
図である。

【符号の説明】

１直流電源２発振器７圧電トランス７ａ，６７ａ，７７ａ，８７ａ，９７ａ１次側電極７ｂ，６７ｂ，７７ｂ，８７ｂ，９７ｂ，９７ｂ′
１次側電極７ｃ２次側電極８整流回路９負荷１０、２０、３０電源装置１３、１５フィルタ回路１４インバータ回路１６発振用ＩＣ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ引き出し線２２ａ，２２ｂ，２２ｃ引き出し線２３ａ，２３ｂ，２３ｃ引き出し線２４樹脂５０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１
３０，１４０，１５０圧電トランス５１，６１，７１圧電振動体５２蓋５３圧電トランス本体５４Ａ，５４Ｂ入力端子５４Ｃ出力端子５５支持台座５６弾性体５７セラミック基板５９磁性材料６０，６７スルーホール６３，６４，６５，６６振動単板（グリーンシ
ート）Ａ，Ａ′，Ａ″，Ｂ，Ｂ′ 振動単板（グリーンシ
ート）ＴｒトランスＲ１，Ｒ２抵抗Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５容量Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３インダクタ５８，６２，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂ，９２，
１０２インダクタ１２１インダクタ素子Ｔ圧電インバータの等価回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電振動体に１次側電極と２次側電極を付
設せしめた圧電トランス本体と、該圧電トランス本体を
収納するとともに１次側電極に接続された入力端子と２
次側電極に接続された出力端子を配設したパッケージ
と、からなる圧電トランスにおいて、セラミック基板に
導電体を螺旋状に形成して成るインダクタを前記圧電ト
ランス本体と一体となるように取り付けるとともに前記
１次側電極と入力端子との間に接続したことを特徴とす
る圧電トランス。
【請求項２】圧電振動体に１次側電極と２次側電極を付
設せしめた圧電トランス本体と、該圧電トランス本体を
収納するとともに１次側電極に接続された入力端子と２
次側電極に接続された出力端子を配設したパッケージ
と、からなる圧電トランスにおいて、前記圧電トランス
本体の圧電振動体の表面または内部に導電体を螺旋状に
形成してなるインダクタを配設するとともに前記１次側
電極と入力端子との間に接続したことを特徴とする圧電
トランス。
【請求項３】圧電振動体に１次側電極と２次側電極を付
設せしめた圧電トランス本体と、該圧電トランス本体を
収納するとともに１次側電極に接続された入力端子と２
次側電極に接続された出力端子を配設したパッケージ
と、からなる圧電トランスにおいて、前記１次側電極の
一方を螺旋状に形成してインダクタと成したことを特徴
とする圧電トランス。
【請求項４】圧電振動体に１次側電極と２次側電極を付
設せしめた圧電トランス本体と、該圧電トランス本体を
収納するとともに１次側電極に接続された入力端子と２
次側電極に接続された出力端子を配設したパッケージ
と、からなる圧電トランスにおいて、前記パッケージに
おける支持台座の上面に導電体を螺旋状に形成して成る
インダクタを前記１次側電極と入力端子との間に接続し
たことを特徴とする圧電トランス。
【請求項５】圧電振動体に１次側電極と２次側電極を付
設せしめた圧電トランス本体と、該圧電トランス本体を
収納するとともに１次側電極に接続された入力端子と２
次側電極に接続された出力端子を配設したパッケージ
と、からなる圧電トランスにおいて、前記パッケージの
内部に前記１次側電極と入力端子との間に接続されたイ
ンダクタ素子を備えて成ることを特徴とする圧電トラン
ス。
【請求項６】請求項１または請求項２または請求項４記
載の圧電トランスにおいて、１次側電極と入力端子との
間に接続されたインダクタの中央部に磁性材料を配設し
たことを特徴とする圧電トランス。
【請求項７】圧電振動体の振動のノード点を含む領域に
１次側電極と２次側電極を付設せしめて各々引き出し線
が導電接続された圧電トランスにおいて、前記引き出し
線がインダクタ成分を有し且つ弾性のあるコイルバネ状
に形成するとともに前記１次側電極と２次側電極の振動
のノード点に接続固定して圧電振動体の支持器を兼ねる
構造としたことを特徴とする圧電トランス。
【請求項８】スイッチング出力回路を駆動回路とする圧
電トランスを備えた電源装置において、スイッチング出
力回路の矩形波の出力電圧が直接に圧電トランスの入力
端子に入力していることを特徴とする請求項１または請
求項２または請求項３または請求項４または請求項５ま
たは請求項６または請求項７記載の圧電トランスを備え
た電源装置。