JPS58188122A - 非線形セラミツクコンデンサ - Google Patents
非線形セラミツクコンデンサInfo
- Publication number
- JPS58188122A JPS58188122A JP7224282A JP7224282A JPS58188122A JP S58188122 A JPS58188122 A JP S58188122A JP 7224282 A JP7224282 A JP 7224282A JP 7224282 A JP7224282 A JP 7224282A JP S58188122 A JPS58188122 A JP S58188122A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse voltage
- nonlinear
- ceramic capacitor
- present
- nonlinear ceramic
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はチタン酸バリウムを主成分とした誘電ｔ−ｈｍ
器組成物よりなる非線形セラミックフンデンザに関する
もので、誘導性素子との結合により、高電圧パルスを発
生させることを特徴としたものである。
器組成物よりなる非線形セラミックフンデンザに関する
もので、誘導性素子との結合により、高電圧パルスを発
生させることを特徴としたものである。
従来からパルス発生器として誘導性素子とペロブスカイ
ト形構造を有する非線形コンデンサとからなる構造のも
のが知られている。このペロブスカイト形誘電体素子は
チタン酸バリウムやチタン酸鉛などの多結晶固溶体が有
効であることが知られている。しかし高いパルス電圧が
再現性よく得られない。またパルス電圧のバラツキが大
きいなどの欠点を有しており、かつまた室温より少し温
度が高くなるとパルス電圧が急激に低下するなどの致命
的な欠点があり、実用上問題があった。
ト形構造を有する非線形コンデンサとからなる構造のも
のが知られている。このペロブスカイト形誘電体素子は
チタン酸バリウムやチタン酸鉛などの多結晶固溶体が有
効であることが知られている。しかし高いパルス電圧が
再現性よく得られない。またパルス電圧のバラツキが大
きいなどの欠点を有しており、かつまた室温より少し温
度が高くなるとパルス電圧が急激に低下するなどの致命
的な欠点があり、実用上問題があった。
本発明は高いパルス電圧が再現性よく、またパルス電圧
のバラツキが少なく、かつ広い温度範囲で高いパルス電
圧を有する非線形セラミックコンデンサを提供するもの
である。すなわち、ペロプスカイト形結晶構造を有する
チタン酸バリウム固溶体にジルコニウムを含有させるこ
とにより、広い温度範囲で高いパルス電圧を発生する非
線形セラミックコンデンサを再現性よく得られることを
見い出したものである。
のバラツキが少なく、かつ広い温度範囲で高いパルス電
圧を有する非線形セラミックコンデンサを提供するもの
である。すなわち、ペロプスカイト形結晶構造を有する
チタン酸バリウム固溶体にジルコニウムを含有させるこ
とにより、広い温度範囲で高いパルス電圧を発生する非
線形セラミックコンデンサを再現性よく得られることを
見い出したものである。
以ド、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
実施例１
出発１）Ａ料としてＢａＣＯ５、ＴｉＯ２、Ｚｒ０ｚ、
Ｓｎ（、）２を第１表に示す組成に計艇し、水、メノウ
のＩＥ ４．ｓと共にポリエチレンポットで約１６時間
湿式混ａし、濾過、乾燥して調ｍ１Ｊｊｌ料を得た。こ
れを１１２０ ”Ｃ’にて２時間仮焼し、さらに水、メ
ノウの玉石とノ（にポリエチレンポットにて約１６時間
粉砕し、濾過、乾燥した原料に４４機結合剤を約；３０
ん添加して顆粒状とし、１ｉｏｎ／ｃｄの圧力にて直１
ｆｉ １６． Ｏｒｍｔｒφ、厚み０．６５ｍの円板状
に成形する。次いでｌ ４００ Ｃにて約２時間焼成し
て得られたｉ器に１２．０＋＋＋＋＋＋φの銀電極を塗
布し、８００゛Ｃにて３０分間暁付して非線形セラミッ
クコンデンサ用の素子を得、誘電率、ｔａｎδ、絶縁抵
抗（ＩＲ）、パルス電圧の各電気特性を測定し、その結
果を第１衣に／トシた。
Ｓｎ（、）２を第１表に示す組成に計艇し、水、メノウ
のＩＥ ４．ｓと共にポリエチレンポットで約１６時間
湿式混ａし、濾過、乾燥して調ｍ１Ｊｊｌ料を得た。こ
れを１１２０ ”Ｃ’にて２時間仮焼し、さらに水、メ
ノウの玉石とノ（にポリエチレンポットにて約１６時間
粉砕し、濾過、乾燥した原料に４４機結合剤を約；３０
ん添加して顆粒状とし、１ｉｏｎ／ｃｄの圧力にて直１
ｆｉ １６． Ｏｒｍｔｒφ、厚み０．６５ｍの円板状
に成形する。次いでｌ ４００ Ｃにて約２時間焼成し
て得られたｉ器に１２．０＋＋＋＋＋＋φの銀電極を塗
布し、８００゛Ｃにて３０分間暁付して非線形セラミッ
クコンデンサ用の素子を得、誘電率、ｔａｎδ、絶縁抵
抗（ＩＲ）、パルス電圧の各電気特性を測定し、その結
果を第１衣に／トシた。
第１＆において試料番号２〜５．７〜９が本発明に係る
ものであり、試料番号１．６．１０は参考のために示し
た特性例で本発明の範囲外である。
ものであり、試料番号１．６．１０は参考のために示し
た特性例で本発明の範囲外である。
実施例２
出発・原料としてＢａＣＯ３、Ｔｉ ０２、ＺｒＯ２、
Ｓｎ Ｑ２ 、八４ｎ Ｏ，Ｎｂ２Ｏ５を第２表に示す
ような組成に計−した。
Ｓｎ Ｑ２ 、八４ｎ Ｏ，Ｎｂ２Ｏ５を第２表に示す
ような組成に計−した。
第２表ＩＣ，１： したＡ／ＢはＢａ Ａ （Ｔｉ １
−ｘ−ｙ ７． ｒｘＳｎｙ）Ｂｏ３とした時の組成比
率を示したものである。これら針鼠した出発原料を水、
メノウの玉石と共にポリエチレンポットで約１６時間湿
式混合し、濾過、乾燥して調整原料を得た。
−ｘ−ｙ ７． ｒｘＳｎｙ）Ｂｏ３とした時の組成比
率を示したものである。これら針鼠した出発原料を水、
メノウの玉石と共にポリエチレンポットで約１６時間湿
式混合し、濾過、乾燥して調整原料を得た。
以ドは実施例１と同様の方法を用いた。
第２表において試料番号２〜５．７〜９．１１〜１２．
１４〜１６．１８〜２３は本発明品、試料番号１．６．
１０．１３．１７は参考のために示した本発明の範囲外
品である。
１４〜１６．１８〜２３は本発明品、試料番号１．６．
１０．１３．１７は参考のために示した本発明の範囲外
品である。
なお、第１表および第２表に示した電気特性は容量（誘
電率）、ｔａｎδは１ｋＨｚ、 ＩＶｒｍｓ ４Ｃテ測
定し、絶縁抵抗は１００ ＶＤＣを３０秒間印加後の値
である。
電率）、ｔａｎδは１ｋＨｚ、 ＩＶｒｍｓ ４Ｃテ測
定し、絶縁抵抗は１００ ＶＤＣを３０秒間印加後の値
である。
本発明に係る非線形セラミックコンデンサを第１図のよ
うに非線形セラミックコンデンサ３と誘導性素子１を直
列結合すると、第２図（ロ）に示すようにパルス波形か
観測される。２は負荷抵抗、４は商用周波数電源で、第
２図（イ）は商用周波数電圧波形である。
うに非線形セラミックコンデンサ３と誘導性素子１を直
列結合すると、第２図（ロ）に示すようにパルス波形か
観測される。２は負荷抵抗、４は商用周波数電源で、第
２図（イ）は商用周波数電圧波形である。
すなわち、本発明に係る非線形セラミックコンデンサは
第３図に示すごとく良好な角形ヒステリシスを有し、電
圧Ｅｏ、−Ｅｏ 近傍で自発分極菫であるＤＯの電荷が
急変して充電電流が流れるが、電圧かＥＯを超えてＥｓ
になると電荷量は飽和し充電電流は流れなくなる。
第３図に示すごとく良好な角形ヒステリシスを有し、電
圧Ｅｏ、−Ｅｏ 近傍で自発分極菫であるＤＯの電荷が
急変して充電電流が流れるが、電圧かＥＯを超えてＥｓ
になると電荷量は飽和し充電電流は流れなくなる。
この充′Ｉ４Ｌ′Ｉ４Ｌ流のスイッチング作用のため誘
導性素子より逆起電力に相応する第２図（ロ）のごとく
パルレス電）ｉ−かｆ斗られる。
導性素子より逆起電力に相応する第２図（ロ）のごとく
パルレス電）ｉ−かｆ斗られる。
すなわち、一応用例で蛍光灯点灯装置における応用例で
説明すると、第４図は本発明の非線形セラミックコンデ
ンサを用いた蛍光灯の無接点起動０ｊパルス発生器の回
路の一実施例を示し、１は誘導性素子、３は本発明に係
る非線形セラミックコンデンサ、４は商用周波数電源、
５は蛍光灯、５１．５２は蛍光灯のフィラメント、６は
スイッチング回路で、スイッチング回路６により第５図
（イ）に示すように非線形セラミックコンデンサに印加
される奄ｌＥを調聚すると、第５図（ロ）に示すように
極めて高いパルス電圧を誘起し得るものである。
説明すると、第４図は本発明の非線形セラミックコンデ
ンサを用いた蛍光灯の無接点起動０ｊパルス発生器の回
路の一実施例を示し、１は誘導性素子、３は本発明に係
る非線形セラミックコンデンサ、４は商用周波数電源、
５は蛍光灯、５１．５２は蛍光灯のフィラメント、６は
スイッチング回路で、スイッチング回路６により第５図
（イ）に示すように非線形セラミックコンデンサに印加
される奄ｌＥを調聚すると、第５図（ロ）に示すように
極めて高いパルス電圧を誘起し得るものである。
Ｚ流波形において、第５図（イ）のＥｓ のａ点にてス
イッチング回路６はＯＦＦとなり−Ｅｓの電圧にｆ、ｉ
６ Ｈ’ｌｌのｂ点にてスイッチング回路６はＯＮに
なるようにすると、第４図の誘導性索子１と非線形ｉ セラミックコンデンサ３による誘起電圧（Ｌ−ａＴ）は
弔５図（ロ）に示すように極めて高いパルス電圧を発生
させ得る。
イッチング回路６はＯＦＦとなり−Ｅｓの電圧にｆ、ｉ
６ Ｈ’ｌｌのｂ点にてスイッチング回路６はＯＮに
なるようにすると、第４図の誘導性索子１と非線形ｉ セラミックコンデンサ３による誘起電圧（Ｌ−ａＴ）は
弔５図（ロ）に示すように極めて高いパルス電圧を発生
させ得る。
第５図（イ）において０点にてスイッチング回路をＯＮ
した場合は負方向にパルスを発生するためｂ点にてＯＮ
する必要がある。
した場合は負方向にパルスを発生するためｂ点にてＯＮ
する必要がある。
第５図（ロ）の波形が第４図の蛍光灯の回路に印加され
た場合、破線部分（ｂ −ａ間）は誘導性素子１と蛍光
灯５のフィラメント５１．５２のインピーダンスとなり
、蛍光灯５のフィラメント５１．５２が加熱され、第５
図（ロ）のａ点のパルスにて放電が誘起され点灯する。
た場合、破線部分（ｂ −ａ間）は誘導性素子１と蛍光
灯５のフィラメント５１．５２のインピーダンスとなり
、蛍光灯５のフィラメント５１．５２が加熱され、第５
図（ロ）のａ点のパルスにて放電が誘起され点灯する。
実施例１および２に示した本発明に係る磁器組成を有す
る非線形セラミックコンデンサのパルス電圧は、第４図
の回路により測定したものである。
る非線形セラミックコンデンサのパルス電圧は、第４図
の回路により測定したものである。
第１表の結果よりＢａ （Ｔｉ １−ｘ−ｙ Ｚｒｘ
５ｎｙ）Ｏｓにおイテ、ＢａＴｉＯ３のＴｉの一部をＺ
ｒ およびＳｎ に置換することにより、高いパルス
電圧が得られることを見い出した。
５ｎｙ）Ｏｓにおイテ、ＢａＴｉＯ３のＴｉの一部をＺ
ｒ およびＳｎ に置換することにより、高いパルス
電圧が得られることを見い出した。
特に本発明の特徴は広い温度範囲で高いパルス電圧を得
ることか大きな特徴であり、例えばＳｎを２モル％含有
しかつジルコニウムを７モル％含有するものと、ジルコ
ニウムを含有していないものを比較すると、第６図に示
すごと〈従来品のＳｎのみを含有しジルコニウムを含有
していないもの■は約３０ ’Ｃ”でパルス電圧が急激
に低下するが、本発明品のフルコニウムを７モル％含有
するもの（ロ）は約７０６まで高いパルス電圧が得られ
る。
ることか大きな特徴であり、例えばＳｎを２モル％含有
しかつジルコニウムを７モル％含有するものと、ジルコ
ニウムを含有していないものを比較すると、第６図に示
すごと〈従来品のＳｎのみを含有しジルコニウムを含有
していないもの■は約３０ ’Ｃ”でパルス電圧が急激
に低下するが、本発明品のフルコニウムを７モル％含有
するもの（ロ）は約７０６まで高いパルス電圧が得られ
る。
このパルス電圧の温度依存性はチタン酸バリウム固溶体
の結晶構造に依存するものと思われ、斜方晶の結晶構造
において高いパルス電圧が得られるものと思われるか、
斜方晶の結節構造であれば高いパルス電圧が得られると
いうことではなく、未だその理由については明らかでは
ない。
の結晶構造に依存するものと思われ、斜方晶の結晶構造
において高いパルス電圧が得られるものと思われるか、
斜方晶の結節構造であれば高いパルス電圧が得られると
いうことではなく、未だその理由については明らかでは
ない。
なお、ジルコニウムが１４モル％を越えると逆にパルス
電圧が低下するので好ましくない。
電圧が低下するので好ましくない。
実施例において添加物としてＭｎＯを用いたか、Ｎ＝Ｉ
ｎの油化合物にても同様の結果が期待できる。
ｎの油化合物にても同様の結果が期待できる。
ｉ〜ｌｎＯおよびＮ ｂ ２０５の添加量は０．５砿ｊ
ｔ９６を超えると絶縁抵抗か低下するばかりかパルス電
圧が低い。パルス電ｊ↓は蛍光灯の最良条件Ｆで約４０
０■あれば点ｔｒ ｔｉ） 能であり、特許請求の範囲
の限定条件とした。
ｔ９６を超えると絶縁抵抗か低下するばかりかパルス電
圧が低い。パルス電ｊ↓は蛍光灯の最良条件Ｆで約４０
０■あれば点ｔｒ ｔｉ） 能であり、特許請求の範囲
の限定条件とした。
ＭｎＯ，ＮｂｚＯｓは０．０１重量％ノ微量添加ニテも
効果が明らかである。
効果が明らかである。
またチタン酸バリウム固溶体（Ａ Ｂ ０３）において
、Ａ／Ｂ比が１，０近傍が最もパルス電圧が高く望まし
いが、Ｂリッチの場合、焼成温度を低下できるのは通常
のセラミックコンデンサの場合と同様であり、逆にＡ
ＩＪノツチ場合、磁器体の結晶粒径は少し小さくなり、
磁器体の強度を増大させることができる。
、Ａ／Ｂ比が１，０近傍が最もパルス電圧が高く望まし
いが、Ｂリッチの場合、焼成温度を低下できるのは通常
のセラミックコンデンサの場合と同様であり、逆にＡ
ＩＪノツチ場合、磁器体の結晶粒径は少し小さくなり、
磁器体の強度を増大させることができる。
本発明は上述のようにＡ／Ｂ比は１．０に限定するもの
ではない。
ではない。
本発明の特徴はパルス電圧の大きさのみではな（、パル
ス電圧の温度依存性が優れている点にある。
ス電圧の温度依存性が優れている点にある。
すなわち、従来の非線形セラミックコンデンサは篩温度
領域においては高いパルス電圧が得うレず、−上限温度
は３０°Ｃまでであり、使用温度範囲が狭く実用に耐え
ないものであった。
領域においては高いパルス電圧が得うレず、−上限温度
は３０°Ｃまでであり、使用温度範囲が狭く実用に耐え
ないものであった。
本発明はこの上限温度を６０〜８０°Ｃまで拡大したも
のであり、著しく便用用途を拡大できるものである。不
発１す」の組成物が何故上限４を度範囲か＋；ｔＪくな
るかは末だ理論的には明らかにされていない。
のであり、著しく便用用途を拡大できるものである。不
発１す」の組成物が何故上限４を度範囲か＋；ｔＪくな
るかは末だ理論的には明らかにされていない。
不発ｔすｊはＢａ（Ｔｉ Ｚｒ Ｓｎ） Ｏａ （７）
多結晶固溶体ニラいて説ｔ！＋１ したが、ペロブスカ
イト形結晶構造を有Ｖる杢組成においてはＢａの一部に
Ｐｂ、 Ｓｒ、 Ｃａ、などの固溶体成分をｔＲ換して
も同様な効果か期待できることは明白である。
多結晶固溶体ニラいて説ｔ！＋１ したが、ペロブスカ
イト形結晶構造を有Ｖる杢組成においてはＢａの一部に
Ｐｂ、 Ｓｒ、 Ｃａ、などの固溶体成分をｔＲ換して
も同様な効果か期待できることは明白である。
なお、Ｂａ（Ｔｉ Ｚｒ ５ＩＮ）０３組成としたのは
次の理由による。
次の理由による。
すなわち、高温での高いパルス電圧を得るためにはＺｒ
／＝ノ」１１のみでよいが、６０〜８０°Ｃまで高
いパルス電圧を得るためにはＺｒを８〜１０モル市添加
することが必要であり、Ｚ［を多く添加した場合、焼結
’ＪＡ ＆が＾くなり好ましくなく、３ｎの添ＩＪ１１
好ましくは１〜６モル％の添加が焼成温度を低−トさせ
る。
／＝ノ」１１のみでよいが、６０〜８０°Ｃまで高
いパルス電圧を得るためにはＺｒを８〜１０モル市添加
することが必要であり、Ｚ［を多く添加した場合、焼結
’ＪＡ ＆が＾くなり好ましくなく、３ｎの添ＩＪ１１
好ましくは１〜６モル％の添加が焼成温度を低−トさせ
る。
またｌｒ 単体添加の場合に比し、Ｓｎ、Ｚｒ２成分Ｑ
）添加はεを高くできるため、小型化できる効果がある
。
）添加はεを高くできるため、小型化できる効果がある
。
本発明に係る磁器組成を有する非線形セラミックコンデ
ンサの用途は、蛍光灯の点灯にとどまらず、高圧パルス
を必要とする例えば都市ガス、プロパンガスの点灯装置
、水銀灯、ナトリウムランプなどの放電灯の点灯起動回
路およびその他パルス発生器などの広い用途が考えられ
、電子工業に大きく寄与し得るものである。
ンサの用途は、蛍光灯の点灯にとどまらず、高圧パルス
を必要とする例えば都市ガス、プロパンガスの点灯装置
、水銀灯、ナトリウムランプなどの放電灯の点灯起動回
路およびその他パルス発生器などの広い用途が考えられ
、電子工業に大きく寄与し得るものである。
第１図は本発明の非線形セラミックコンデンサのパルス
波形測定回路、第２図は第１図における波形図を示し、
（イ）は商用周波数電圧波形図、（ロ）は本発明の非線
形セラミックコンデンサの両端にかかる電圧波形図、第
３図は本発明の非線形セラミックコンデンサのヒステリ
シス特性図、第４図は本発明の非線形セラミックコンデ
ンサを用いた蛍光灯の無接点起動用パルス発生器の一実
施例の回路図、第５図は第４図の回路により印加されろ
パルス電圧波形図で、（イ）は本発明の非線形セラミッ
クコンデンサに印加される電圧波形、（ロ）は誘導性素
子により誘起された電圧波形、第６図は本発明の非線形
セラミックコンデンサ（ロ）と従来品（イ）のパルス電
圧の温度特性図である。 特許出願人 日本コンデンサ工業株式会社 第１図 第２図 （イ） （０） 第３図 第４図 第５図 （イ） （０） 第６図
波形測定回路、第２図は第１図における波形図を示し、
（イ）は商用周波数電圧波形図、（ロ）は本発明の非線
形セラミックコンデンサの両端にかかる電圧波形図、第
３図は本発明の非線形セラミックコンデンサのヒステリ
シス特性図、第４図は本発明の非線形セラミックコンデ
ンサを用いた蛍光灯の無接点起動用パルス発生器の一実
施例の回路図、第５図は第４図の回路により印加されろ
パルス電圧波形図で、（イ）は本発明の非線形セラミッ
クコンデンサに印加される電圧波形、（ロ）は誘導性素
子により誘起された電圧波形、第６図は本発明の非線形
セラミックコンデンサ（ロ）と従来品（イ）のパルス電
圧の温度特性図である。 特許出願人 日本コンデンサ工業株式会社 第１図 第２図 （イ） （０） 第３図 第４図 第５図 （イ） （０） 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）多結晶体よりなり、その組成がＢａＱ’自−Ｘ−
ｙ Ｚｒｘ ５ｎｙ）０３よりなることを特徴とする非
線形セラミックコンデンサ。 ただし、００１≦Ｘ≦０．１４ ｏ＜ｙ≦０１５（２
）多結晶体にＭｎ、Ｎｂの化合物のうち少な（とも１種
類を酸化物（ＭｎＯ，Ｎｂ２Ｏ５）に換算して０．５東
ｍ％以下含有してなる特許請求の範囲第１項記載の非線
形セラミックコンデンナ。 （３） パルス発生器用の起動用素子とすることを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項配転の非線
形セラミックコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7224282A JPS58188122A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | 非線形セラミツクコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7224282A JPS58188122A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | 非線形セラミツクコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58188122A true JPS58188122A (ja) | 1983-11-02 |
| JPH0310217B2 JPH0310217B2 (ja) | 1991-02-13 |
Family
ID=13483619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7224282A Granted JPS58188122A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | 非線形セラミツクコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58188122A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS517499A (ja) * | 1974-07-05 | 1976-01-21 | Nichicon Capacitor Ltd |
-
1982
- 1982-04-27 JP JP7224282A patent/JPS58188122A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS517499A (ja) * | 1974-07-05 | 1976-01-21 | Nichicon Capacitor Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0310217B2 (ja) | 1991-02-13 |
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