KR100966873B1 - Apparatus for Generating High Voltage using Piezo Electric Transformer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (+) 전압을 발생하는 제 1 압전 변압기와 (-) 전압을 발생하는 제2 압전 변압기를 사용하여 고전압을 발생시키는 고전압 발생 장치에서 제 1 압전 변압기와 제 2 압전 변압기의 공진 주파수에 따라 발생하는 맥 놀이 현상과 맥 놀이 현상에 의해 출력 파형이 왜곡되는 것을 방지하여 안정된 출력을 얻을 수 있는 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a resonant frequency of a first piezoelectric transformer and a second piezoelectric transformer in a high voltage generator that generates a high voltage by using a first piezoelectric transformer that generates a positive voltage and a second piezoelectric transformer that generates a negative voltage. The present invention relates to a high voltage generator using a piezoelectric transformer which can obtain a stable output by preventing the output waveform from being distorted by the pulse phenomenon and the pulse phenomenon.

압전 변압기, 맥 놀이, 공진 주파수 Piezoelectric transformer, pulse play, resonant frequency

Description

압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치{Apparatus for Generating High Voltage using Piezo Electric Transformer}High voltage generator using piezoelectric transformer {Apparatus for Generating High Voltage using Piezo Electric Transformer}

본 발명은 (+) 전압을 발생하는 제 1 압전 변압기와 (-) 전압을 발생하는 제2 압전 변압기를 사용하여 고전압을 발생시키는 고전압 발생 장치에서 제 1 압전 변압기와 제 2 압전 변압기의 공진 주파수에 따라 발생하는 맥 놀이 현상과 맥 놀이 현상에 의해 출력 파형이 왜곡되는 것을 방지하여 안정된 출력을 얻을 수 있는 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a resonant frequency of a first piezoelectric transformer and a second piezoelectric transformer in a high voltage generator that generates a high voltage by using a first piezoelectric transformer that generates a positive voltage and a second piezoelectric transformer that generates a negative voltage. The present invention relates to a high voltage generator using a piezoelectric transformer which can obtain a stable output by preventing the output waveform from being distorted by the pulse phenomenon and the pulse phenomenon.

일반적으로 복사기의 대전 장치나 음이온 발생기 등과 같이 고전압이 필요한 장치의 전원회로에는 고전압을 발생하기 위한 고전압 발생 장치를 구비하고 있다.In general, a power supply circuit for a device that requires a high voltage, such as a charging device for a copier, an anion generator, or the like is provided with a high voltage generator for generating a high voltage.

이러한, 고전압 발생 장치는 종래에는 권선형 변압기가 사용되었는데, 권선형 변압기는 일반적으로 규소 강판과 구리선의 불완전한 절연 상태로 인해 많은 열이 발생하는 문제가 있다.In the high voltage generator, a winding transformer has been used in the related art. In the winding transformer, a large amount of heat is generated due to an incomplete insulation state of a silicon steel sheet and a copper wire.

이에 따라, 종래의 고전압 발생 장치는 권선형 변압기에서 발생 되는 열로 인해 승압 전압이 제한되고 높은 소비 전력이 소모되며 고전압을 발생하기 위해 큰 부피가 필요하여 전자 제품의 박형화 및 소형화에 적합하지 않았다.Accordingly, the conventional high voltage generator is limited in step-up voltage due to heat generated from the winding-type transformer, high power consumption is consumed, and requires a large volume to generate a high voltage, which is not suitable for thinning and miniaturization of electronic products.

이로 인해, 최근에는 소형화가 가능할 뿐만 아니라 내식성이 강하고 열 발생이 낮으며 전자 장애를 일으키지 않은 비금속 변압기인 압전 변압기(Piezoelectric Transformer)를 이용한 고전압 발생 장치가 많은 영역에서 사용되고 있다.For this reason, in recent years, high voltage generators using piezoelectric transformers, which are non-metallic transformers that are not only compact but have strong corrosion resistance, low heat generation, and do not cause electronic disturbances, have been used in many areas.

여기서, 압전 변압기는 압전 소자의 압전 효과를 이용하여 기계 발전을 발생시키고 그의 2차 전극측으로부터 변환된 전압을 추출하는 전압 변환 소자를 말한다.Here, the piezoelectric transformer refers to a voltage conversion element that generates mechanical power generation by using the piezoelectric effect of the piezoelectric element and extracts the converted voltage from its secondary electrode side.

이러한, 압전 변압기는 일반적으로 고전압 발생 장치에서 (+) 전압을 발생하는 압전 발전기나 (-) 전압을 발생하는 압전 발전기 중 어느 하나만이 사용되었으나 최근에는 압전 변압기에서 발생 되는 소비 전력이나 열 발생을 줄이기 위해 (+) 전압을 발생하는 압전 변압기와 (-) 전압을 발생하는 압전 변압기가 모두에 사용되고 있다.In general, the piezoelectric transformer is either a piezoelectric generator that generates a positive voltage or a piezoelectric generator that generates a negative voltage in a high voltage generator. However, recently, a piezoelectric transformer reduces power consumption or heat generation generated by a piezoelectric transformer. Hazardous piezoelectric transformers generating a positive voltage and piezoelectric transformers generating a negative voltage are used in both.

이때, (+) 전압을 발생하는 제 1 압전 변압기와 (-) 전압을 발생하는 제 2 압전 변압기를 모두 사용하는 고전압 발생 장치는 제 1 압전 변압기와 제 2 압전 변압기를 인쇄회로기판의 한 면에 일정 간격 이격 되도록 배치하여 사용한다.At this time, the high voltage generator using both the first piezoelectric transformer for generating a positive voltage and the second piezoelectric transformer for generating a negative voltage may connect the first piezoelectric transformer and the second piezoelectric transformer to one surface of a printed circuit board. Used to be spaced apart at regular intervals.

그러나, 이와 같이 (+) 전압을 발생하는 제 1 압전 변압기와 (-) 전압을 발생하는 제 2 압전 변압기를 모두 사용하는 종래의 고전압 발생 장치는 제 1 압전 변압기와 제 2 압전 변압기에서 각각 (+) 전압 및 (-) 전압을 출력할 때 제 1 압전 변압기와 제 2 압전 변압기 각각의 공진 주파수에 의해 여러 가지 문제가 발생하게 된다.However, the conventional high voltage generator using both the first piezoelectric transformer generating the (+) voltage and the second piezoelectric transformer generating the (−) voltage in this manner is respectively applied to the first piezoelectric transformer and the second piezoelectric transformer. Various problems are caused by the resonance frequencies of the first piezoelectric transformer and the second piezoelectric transformer when outputting a) voltage and a negative voltage.

다시 말해, 종래의 고전압 발생 장치는 제 1 압전 변압기의 공진 주파수와 제 2 압전 변압기의 공진 주파수 간의 간섭현상에 의해 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 압전 변압기의 출력 전압과 제 2 압전 변압기의 출력 전압이 왜곡되는 문제가 있다.In other words, the conventional high voltage generator has an output voltage of the first piezoelectric transformer and the output of the second piezoelectric transformer as shown in FIG. 1 due to the interference between the resonance frequency of the first piezoelectric transformer and the resonance frequency of the second piezoelectric transformer. There is a problem that the voltage is distorted.

또한, 종래의 고전압 발생 장치는 제 1 압전 변압기의 공진 주파수와 제 2 압전 변압기의 공진 주파수의 차이로 인해 도 2에 도시된 바와 같이 맥놀이 현상이 발생되고 이러한 맥놀이 현상에 의해 제 1 압전 변압기의 출력 파형과 제 2 압전 변압기의 출력 파형이 간섭 현상을 일으키게 된다.In addition, in the conventional high voltage generator, a beat phenomenon occurs as shown in FIG. 2 due to a difference between the resonance frequency of the first piezoelectric transformer and the resonance frequency of the second piezoelectric transformer, and the output of the first piezoelectric transformer is caused by the beat phenomenon. The waveform and the output waveform of the second piezoelectric transformer cause interference.

이에 따라, 종래의 고전압 발생 장치에서는 출력 파형이 왜곡되기 때문에 고전압 발생 장치의 품질이 저하될 뿐만 아니라 제 1 압전 변압기 및 제 2 압전 변압기의 성능이 열화 되어 고전압 발생 장치의 성능 열화가 발생 되는 문제가 있다.Accordingly, in the conventional high voltage generator, the output waveform is distorted, so that the quality of the high voltage generator is not only degraded, but also the performance of the first piezoelectric transformer and the second piezoelectric transformer is degraded, resulting in performance degradation of the high voltage generator. have.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 (+) 전압을 발생하는 제 1 압전 변압기와 (-) 전압을 발생하는 제 2 압전 변압기가 10㎑ ~ 60㎑의 공진 주파수 차이를 갖도록 하여 공진 주파수의 차이로 인해 발생 되는 맥놀이 현상과 맥놀이 현상에 의해 발생 되는 출력 파형의 왜곡을 방지하여 안정된 출력을 얻을 수 있는 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above-described problems, the first piezoelectric transformer for generating a (+) voltage and the second piezoelectric transformer for generating a (-) voltage has a resonance frequency difference of 10 kHz ~ 60 kHz resonance It is an object of the present invention to provide a high voltage generator using a piezoelectric transformer that can obtain stable output by preventing the distortion of the output waveform generated by the beat phenomenon and the beat phenomenon caused by the difference in frequency.

본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치는 (+) 전압을 발생하는 제 1 압전 변압기; 및 (-) 전압을 발생하는 제 2 압전 변압기를 포함하고, 상기 제 1 압전 변압기의 공진 주파수와 상기 제 2 압전 변압기의 공진 주파수는 10㎑ ~ 60㎑의 차이를 갖는 것을 특징으로 한다.A high voltage generator using a piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention includes a first piezoelectric transformer for generating a positive voltage; And a second piezoelectric transformer for generating a negative voltage, wherein the resonant frequency of the first piezoelectric transformer and the resonant frequency of the second piezoelectric transformer have a difference of 10 Hz to 60 Hz.

본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치에서 상기 제 1 압전 변압기는 상기 제 2 압전 변압기의 공진 주파수보다 높은 공진 주파수를 갖는다.In a high voltage generator using a piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention, the first piezoelectric transformer has a resonance frequency higher than that of the second piezoelectric transformer.

본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치에서 상기 제 2 압전 변압기는 상기 제 1 압전 변압기의 공진 주파수보다 높은 공진 주파수를 갖는다.In the high voltage generator using the piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention, the second piezoelectric transformer has a resonance frequency higher than that of the first piezoelectric transformer.

본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치에서 상기 제 1 압전 변압기와 상기 제 2 압전 변압기는 1KV의 출력전압에 대해 1㎜ 이격 되도록 인쇄회로기판의 동일면 상에 배치된다.In the high voltage generator using the piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention, the first piezoelectric transformer and the second piezoelectric transformer are disposed on the same surface of the printed circuit board to be spaced apart by 1 mm with respect to an output voltage of 1 KV.

본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치는 외부 전원을 입력받는 전원 입력부; 상기 제 1 압전 변압기의 공진 주파수와 동일한 주파수를 갖는 구동 주파수를 생성하는 제 1 주파수 발생부; 상기 제 1 주파수 발생부와 상기 제 1 압전 변압기 사이에 설치되어 상기 제 1 압전 변압기의 출력 전압을 검출하여 상기 제 1 주파수 발생부에 전달하는 제 1 피드백 회로; 상기 제 1 주파수 발생부와 상기 제 1 압전 변압기 사이에 설치되어 상기 제 1 주파수 발생부로부터 전송되는 구동 주파수에 따라 상기 전원 입력부로부터 전송되는 입력 전원의 전력을 증폭하는 제 1 변압기; 상기 제 2 압전 변압기의 공진 주파수와 동일한 주파수를 갖는 구동 주파수를 생성하는 제 2 주파수 발생부; 상기 제 2 주파수 발생부와 상기 제 2 압전 변압기 사이에 설치되어 상기 제 2 압전 변압기의 출력 전압을 검출하여 상기 제 2 주파수 발생부에 전달하는 제 2 피드백 회로; 및 상기 제 2 주파수 발생부와 상기 제 2 압전 변압기 사이에 설치되어 상기 제 2 주파수 발생부로부터 전송되는 구동 주파수에 따라 상기 전원 입력부로부터 전송되는 입력 전원의 전력을 증폭하는 제 2 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.High voltage generator using a piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention includes a power input unit for receiving an external power; A first frequency generator configured to generate a driving frequency having the same frequency as the resonance frequency of the first piezoelectric transformer; A first feedback circuit disposed between the first frequency generator and the first piezoelectric transformer to detect an output voltage of the first piezoelectric transformer and transmit the detected output voltage to the first frequency generator; A first transformer installed between the first frequency generator and the first piezoelectric transformer to amplify the power of the input power transmitted from the power input unit according to a driving frequency transmitted from the first frequency generator; A second frequency generator configured to generate a driving frequency having the same frequency as the resonance frequency of the second piezoelectric transformer; A second feedback circuit disposed between the second frequency generator and the second piezoelectric transformer to detect an output voltage of the second piezoelectric transformer and transmit the detected output voltage to the second frequency generator; And a second transformer installed between the second frequency generator and the second piezoelectric transformer to amplify the power of the input power transmitted from the power input unit according to a driving frequency transmitted from the second frequency generator. It is characterized by.

본 발명은 (+) 전압을 발생하는 제 1 압전 변압기와 (-) 전압을 발생하는 제 2 압전 변압기가 10㎑ ~ 60㎑의 공진 주파수 차이를 갖기 때문에 고주파인 공진 주파수의 차 신호 주파수로 인해 제 1 압전 변압기 및 제 2 압전 변압기의 출력 파형 에 묻혀 출력 파형이 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, since the first piezoelectric transformer for generating a positive voltage and the second piezoelectric transformer for generating a negative voltage have a resonance frequency difference of 10 Hz to 60 Hz, a difference signal frequency of the resonance frequency, which is a high frequency, is generated. Buried in the output waveform of the first piezoelectric transformer and the second piezoelectric transformer can be prevented from distorting the output waveform.

이에 따라, 본 발명은 제 1 압전 변압기 및 제 2 압전 변압기의 출력 파형의 왜곡 방지로 인해 맥놀이 현상이 발생 되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 안정된 출력을 얻을 수 있다.Accordingly, the present invention can not only prevent the phenomenon of beating due to distortion of the output waveforms of the first piezoelectric transformer and the second piezoelectric transformer, but also obtain a stable output.

또한, 본 발명은 환경 변화에 의한 부품의 특성이 변화하거나 압전 변압기의 자체 특성 변화로 인해 압전 변압기의 공진 주파수가 변하더라도 피드백 회로를 통해 압전 변압기의 공진 주파수와 압전 변압기에 인가되는 구동 주파수를 동일하게 하기 때문에 장기적인 구동 시 압전 변압기의 공진 주파수와 구동 주파수의 불일치로 인한 압전 변압기의 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치의 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the present invention even if the resonant frequency of the piezoelectric transformer changes due to the change of the characteristics of the component due to environmental changes or the change of its own characteristics of the piezoelectric transformer, the resonance frequency of the piezoelectric transformer and the driving frequency applied to the piezoelectric transformer through the feedback circuit are the same. Therefore, it is possible to prevent damage to the piezoelectric transformer due to mismatch between the resonance frequency and the driving frequency of the piezoelectric transformer during long term driving, and to prevent deterioration of the characteristics of the high voltage generator using the piezoelectric transformer.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 고전압 발생 장치에서 제 1 압전 변압기 및 제 2 압전 변압기의 출력 파형을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a high voltage generator using a piezoelectric transformer according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating output waveforms of a first piezoelectric transformer and a second piezoelectric transformer in the high voltage generator shown in FIG. 3. .

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치는 외부 전원을 입력받는 전원 입력부(2), (+) 전압을 발생하는 제 1 압전 변압기(8), (-) 전압을 발생하는 제 2 압전 변압기(18), 제 1 압전 변압기(8)의 출력 전압을 피드백(Feedback)하는 제 1 피드백 회로(10), 제 2 압전 변압 기(18)의 출력 전압을 피드백하는 제 2 피드백 회로(20), 제 1 피드백 회로(10)에 의해 피드백된 출력 전압에 따라 구동되어 제 1 압전 변압기(8)의 공진 주파수와 동일한 구동 주파수를 생성하는 제 1 주파수 발생부(4), 제 2 피드백 회로(20)에 의해 피드백된 출력 전압에 따라 구동되어 제 2 압전 변압기(18)의 공진 주파수와 동일한 구동 주파수를 생성하는 제 2 주파수 발생부(14), 제 1 주파수 발생부(4)로부터 전송되는 구동 주파수에 따라 전원 입력부(2)로부터 전송되는 입력 전원의 전력을 증폭하는 제 1 변압기(6) 및 제 2 주파수 발생부(14)로부터 전송되는 구동 주파수에 따라 전원 입력부(2)로부터 전송되는 입력 전원의 전력을 증폭하는 제 2 변압기(16)를 포함한다.3 and 4, a high voltage generator using a piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention includes a power input unit 2 receiving an external power source, a first piezoelectric transformer 8 generating a positive voltage, Output voltages of the second piezoelectric transformer 18 generating the negative voltage, the first feedback circuit 10 and the second piezoelectric transformer 18 feeding back the output voltage of the first piezoelectric transformer 8. A first frequency generator for driving the second feedback circuit 20 and the first feedback circuit 10 according to the output voltage fed back to generate a driving frequency equal to the resonant frequency of the first piezoelectric transformer 8. (4) a second frequency generator 14 and a first frequency driven according to the output voltage fed back by the second feedback circuit 20 to generate a driving frequency equal to the resonant frequency of the second piezoelectric transformer 18. To the power input unit 2 according to the driving frequency transmitted from the generator 4 A second transformer for amplifying the power of the input power transmitted from the power input unit 2 according to a driving frequency transmitted from the first transformer 6 and the second frequency generator 14 for amplifying the power of the input power transmitted from the first power source. (16).

전원 입력부(2)는 외부로부터 입력되는 외부전원(예를 들면, DC 12V)을 입력받아 제 1 주파수 발생부(4) 및 제 2 주파수 발생부(14)에 공급한다.The power input unit 2 receives an external power source (for example, DC 12V) input from the outside and supplies it to the first frequency generator 4 and the second frequency generator 14.

제 1 압전 변압기(8)는 제 1 주파수 발생부(4)로부터 전송되는 구동 주파수에 따라 제 1 변압기(6)로부터 공급되는 전력을 (+) 전압으로 승압시킨다.The first piezoelectric transformer 8 boosts the power supplied from the first transformer 6 to a positive voltage according to the driving frequency transmitted from the first frequency generator 4.

제 2 압전 변압기(18)는 제 2 주파수 발생부(14)로부터 전송되는 구동 주파수에 다라 제 2 변압기(16)로부터 공급되는 전력을 (-) 전압으로 승압시킨다.The second piezoelectric transformer 18 boosts the power supplied from the second transformer 16 to a negative voltage according to the driving frequency transmitted from the second frequency generator 14.

이때, 제 1 압전 변압기(8)와 제 2 압전 변압기(18)는 인쇄회로기판의 동일한 면 위에 일정 거리 이격되도록 배치되는데, 1KV의 출력전압에 대해 1㎜ 이격 되도록 인쇄회로기판의 동일면 상에 배치된다.In this case, the first piezoelectric transformer 8 and the second piezoelectric transformer 18 are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance on the same surface of the printed circuit board. The first piezoelectric transformer 8 and the second piezoelectric transformer 18 are disposed on the same surface of the printed circuit board so as to be spaced by 1 mm with respect to an output voltage of 1 KV. do.

예를 들어, 제 1 압전 변압기(8)가 4KV를 출력하고, 제 2 압전 변압기(18)가 -3KV를 출력할 경우 제 1 압전 변압기(8)와 제 2 압전 변압기(18)는 7㎜ 이격 되어 배치된다.For example, when the first piezoelectric transformer 8 outputs 4 KV and the second piezoelectric transformer 18 outputs -3 KV, the first piezoelectric transformer 8 and the second piezoelectric transformer 18 are 7 mm apart. Are arranged.

이러한, 제 1 압전 변압기(8)와 제 2 압전 변압기(18)는 각각의 공진 주파수에 의해 출력 파형이 왜곡되는 것을 방지하기 위해 10㎑ ~ 60㎑의 차이를 갖는 공진 주파수를 갖는다.The first piezoelectric transformer 8 and the second piezoelectric transformer 18 have a resonant frequency having a difference of 10 Hz to 60 Hz to prevent the output waveform from being distorted by the respective resonant frequencies.

다시 말해, 제 1 압전 변압기(8)의 공진 주파수와 제 2 압전 변압기(18)의 공진 주파수는 10㎑ ~ 60㎑의 차이를 갖는다.In other words, the resonant frequency of the first piezoelectric transformer 8 and the resonant frequency of the second piezoelectric transformer 18 have a difference of 10 Hz to 60 Hz.

이러한 이유는, 제 1 압전 변압기(8)와 제 2 압전 변압기(18)의 공진 주파수의 차이가 10㎑ 미만일 경우 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 압전 변압기(8)와 제 2 압전 변압기(18)가 각각의 공진 주파수의 간섭으로 인해 출력 파형이 왜곡되는 문제가 발생 될 뿐만 아니라 도 2에 도시된 바와 같이 맥놀이 현상이 발생 되어 출력 파형이 왜곡된다.This is because when the difference between the resonant frequencies of the first piezoelectric transformer 8 and the second piezoelectric transformer 18 is less than 10 Hz, the first piezoelectric transformer 8 and the second piezoelectric transformer 18 as shown in FIG. ), As well as a problem that the output waveform is distorted due to the interference of each resonant frequency, as well as the beat phenomenon occurs as shown in Figure 2 the output waveform is distorted.

그러나, 제 1 압전 변압기(8)와 제 2 압전 변압기(18)의 공진 주파수가 10㎑ ~ 60㎑의 차이를 갖는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 압전 변압기(8)와 제 2 압전 변압기(18)의 공진 주파수의 차 신호 주파수가 출력 파형에 영향을 주긴 하나 고주파인 관계로 출력 파형에 묻히기 때문에 출력 파형의 왜곡이 방지되므로 제 1 압전 변압기(8)와 제 2 압전 변압기(18)는 10㎑ 이상 바람직하게는 10㎑ ~ 60㎑의 공진 주파수 차이를 갖는 게 바람직하다.However, when the resonant frequencies of the first piezoelectric transformer 8 and the second piezoelectric transformer 18 have a difference of 10 Hz to 60 Hz, as shown in FIG. 4, the first piezoelectric transformer 8 and the second piezoelectric transformer are shown. The first piezoelectric transformer (8) and the second piezoelectric transformer (18) prevent the distortion of the output waveform because the difference signal frequency of the resonance frequency of the transformer (18) affects the output waveform but is buried in the output waveform at a high frequency. It is preferable to have a resonance frequency difference of 10 Hz or more, preferably 10 Hz to 60 Hz.

이때, 제 1 압전 변압기(8)는 제 2 압전 변압기(18)의 공진 주파수보다 높거나 낮은 공진 주파수를 갖는다.In this case, the first piezoelectric transformer 8 has a resonance frequency higher or lower than that of the second piezoelectric transformer 18.

즉, 제 1 압전 변압기(8)가 제 2 압전 변압기(18) 보다 높은 공진 주파수를 갖거나 제 2 압전 변압기(18)가 제 1 압전 변압기(8) 보다 높은 공진 주파수를 갖는다.That is, the first piezoelectric transformer 8 has a higher resonant frequency than the second piezoelectric transformer 18, or the second piezoelectric transformer 18 has a higher resonant frequency than the first piezoelectric transformer 8.

제 1 피드백 회로(10)는 제 1 압전 변압기(8)의 출력 전압을 검출하여 제 1 주파수 발생부(4)로 피드백시킨다.The first feedback circuit 10 detects the output voltage of the first piezoelectric transformer 8 and feeds it back to the first frequency generator 4.

이를 위해, 제 1 피드백 회로(10)는 제 1 압전 변압기(8)와 제 1 주파수 발생부(4) 사이에 설치된다.For this purpose, the first feedback circuit 10 is provided between the first piezoelectric transformer 8 and the first frequency generator 4.

제 2 피드백 회로(20)는 제 2 압전 변압기(18)의 출력 전압을 검출하여 제 2 주파수 발생부(14)로 피드백시킨다.The second feedback circuit 20 detects an output voltage of the second piezoelectric transformer 18 and feeds it back to the second frequency generator 14.

이를 위해, 제 2 피드백 회로(20)는 제 2 압전 변압기(18)와 제 2 주파수 발생부(14) 사이에 설치된다.To this end, the second feedback circuit 20 is installed between the second piezoelectric transformer 18 and the second frequency generator 14.

제 1 주파수 발생부(4)는 제 1 피드백 회로(10)에 의해 피드백된 출력 전압에 따라 구동되어 제 1 압전 변압기(8)의 공진 주파수와 동일한 구동 주파수를 생성하여 제 1 변압기(6)에 공급한다.The first frequency generator 4 is driven in accordance with the output voltage fed back by the first feedback circuit 10 to generate a driving frequency equal to the resonant frequency of the first piezoelectric transformer 8 to the first transformer 6. Supply.

이때, 제 1 주파수 발생부(4)에 의해 생성된 구동 주파수는 전원 입력부(2)로부터 전송되는 입력 전원의 크기와 동일한 크기를 갖는다.At this time, the driving frequency generated by the first frequency generator 4 has the same magnitude as that of the input power transmitted from the power input unit 2.

이러한, 제 1 주파수 발생부(4)는 전원 입력부(2)와 제 1 변압기(6) 사이에 설치된다.The first frequency generator 4 is provided between the power input unit 2 and the first transformer 6.

제 2 주파수 발생부(14)는 전원 입력부(2)와 제 2 변압기(16) 사이에 설치되고, 제 2 피드백 회로(20)에 의해 피드백된 출력 전압에 따라 구동되어 제 2 압전 변압기(18)의 공진 주파수와 동일한 구동 주파수를 생성한다.The second frequency generator 14 is installed between the power supply input unit 2 and the second transformer 16, and driven according to the output voltage fed back by the second feedback circuit 20, so that the second piezoelectric transformer 18 is provided. It generates a driving frequency equal to the resonance frequency of.

이때, 제 2 주파수 발생부(14)에 의해 생성된 구동 주파수는 전원 입력부(2)로부터 전송되는 입력 전원의 크기와 동일한 크기를 갖는다.At this time, the driving frequency generated by the second frequency generator 14 has the same size as that of the input power transmitted from the power input unit 2.

제 1 변압기(6)는 제 1 주파수 발생부(4)와 제 1 압전 변압기(8) 사이에 설치되어 전원 입력부(2)로부터 공급되는 입력 전원의 전력을 증폭하여 제 1 압전 변압기(8)에 공급한다.The first transformer 6 is installed between the first frequency generator 4 and the first piezoelectric transformer 8 to amplify the power of the input power supplied from the power input unit 2 to the first piezoelectric transformer 8. Supply.

이때, 제 1 변압기(6)에 의해 전력이 증폭된 전압은 제 1 주파수 발생부(4)에 의해 생성된 구동 주파수와 동일한 주파수를 갖는다.At this time, the voltage whose power is amplified by the first transformer 6 has the same frequency as the driving frequency generated by the first frequency generator 4.

제 2 변압기(16)는 제 2 주파수 발생부(14)와 제 2 압전 변압기(18) 사이에 설치되어 전원 입력부(2)로부터 공급되는 입력 전원의 전력을 증폭하여 제 2 압전 변압기(18)에 공급한다.The second transformer 16 is installed between the second frequency generator 14 and the second piezoelectric transformer 18 to amplify the power of the input power supplied from the power input unit 2 to the second piezoelectric transformer 18. Supply.

이때, 제 2 변압기(16)에 의해 전력이 증폭된 전압은 제 2 주파수 발생부(14)에 의해 생성된 구동 주파수와 동일한 주파수를 갖는다.At this time, the voltage amplified by the second transformer 16 has the same frequency as the driving frequency generated by the second frequency generator 14.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치는 (+) 전압을 발생하는 제 1 압전 변압기(8)와 (-) 전압을 발생하는 제 2 압전 변압기(18)가 10㎑ ~ 60㎑의 공진 주파수 차이를 갖기 때문에 고주파인 공진 주파수의 차 신호 주파수로 인해 제 1 압전 변압기(8)와 제 2 압전 변압기(18) 각각의 출력 파형에 묻히므로 출력 파형이 왜곡되는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the high voltage generator using the piezoelectric transformer according to the embodiment of the present invention, the first piezoelectric transformer 8 generating the positive voltage and the second piezoelectric transformer 18 generating the negative voltage are 10 kV to. Since the resonant frequency difference is 60 kHz, the output signal of each of the first piezoelectric transformer 8 and the second piezoelectric transformer 18 is buried due to the difference signal frequency of the resonant frequency, which is a high frequency, thereby preventing the output waveform from being distorted. Will be.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치는 제 1 압전 변압기(8)와 제 2 압전 변압기(18)의 출력 파형의 왜곡 방지로 인해 맥놀이 현상이 발생 되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 안정된 출력을 얻을 수 있게 된다.Accordingly, the high voltage generator using the piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention can prevent the occurrence of the beat phenomenon due to the distortion of the output waveform of the first piezoelectric transformer 8 and the second piezoelectric transformer 18. Not only that, but also stable output.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치는 환경 변화에 의한 부품의 특성이 변화하거나 압전 변압기의 자체 특성 변화로 인해 압전 변압기의 공진 주파수가 변하더라도 피드백 회로를 통해 압전 변압기의 공진 주파수와 압전 변압기에 인가되는 구동 주파수를 동일하게 하기 때문에 장기적인 구동 시 압전 변압기의 공진 주파수와 구동 주파수의 불일치로 인한 압전 변압기의 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치의 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, the high voltage generator using the piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention, even if the resonant frequency of the piezoelectric transformer changes due to changes in the characteristics of the components due to environmental changes or changes in its own characteristics, the feedback circuit of the piezoelectric transformer through the feedback circuit. Since the resonant frequency and the driving frequency applied to the piezoelectric transformer are the same, it is possible to prevent damage of the piezoelectric transformer due to the mismatch between the resonant frequency and the driving frequency of the piezoelectric transformer during long-term driving, and also to provide characteristics of the high voltage generator using the piezoelectric transformer. This deterioration can be prevented.

도 1은 종래의 고전압 발생 장치에서 두 개의 압전 변압기가 공진 주파수의 차이로 인해 발생 되는 간섭 현상에 의한 출력 파형이 왜곡되는 것을 나타내는 도면이다.1 is a view showing that the output waveform of the two piezoelectric transformers due to the interference phenomenon caused by the difference in the resonant frequency in the conventional high voltage generator is distorted.

도 2는 종래의 압전 변압기를 고전압 발생 장치에서 두 개의 압전 변압기가 공진 주파수의 차이로 인해 발생 되는 맥놀이 현상을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a beat phenomenon in which two piezoelectric transformers of a conventional piezoelectric transformer are generated due to a difference in resonance frequency in a high voltage generator.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a high voltage generator using a piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 고전압 발생 장치에서 두 개의 압전 변압기의 출력 파형을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating output waveforms of two piezoelectric transformers in the high voltage generator of FIG. 3.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

2 : 전원 입력부 4, 14 : 주파수 발생부2: power input unit 4, 14: frequency generator

6, 16 : 변압기 8, 18 : 압전 변압기6, 16: transformer 8, 18: piezoelectric transformer

10, 20 : 피드백 회로10, 20: feedback circuit

Claims (5)

(+) 전압을 발생하는 제 1 압전 변압기; A first piezoelectric transformer for generating a positive voltage; (-) 전압을 발생하는 제 2 압전 변압기;A second piezoelectric transformer for generating a negative voltage; 외부 전원을 입력받는 전원 입력부;A power input unit for receiving external power; 상기 제 1 압전 변압기의 공진 주파수와 동일한 주파수를 갖는 구동 주파수를 생성하는 제 1 주파수 발생부;A first frequency generator configured to generate a driving frequency having the same frequency as the resonance frequency of the first piezoelectric transformer; 상기 제 1 주파수 발생부와 상기 제 1 압전 변압기 사이에 설치되어 상기 제 1 압전 변압기의 출력 전압을 검출하여 상기 제 1 주파수 발생부에 전달하는 제 1 피드백 회로;A first feedback circuit disposed between the first frequency generator and the first piezoelectric transformer to detect an output voltage of the first piezoelectric transformer and transmit the detected output voltage to the first frequency generator; 상기 제 1 주파수 발생부와 상기 제 1 압전 변압기 사이에 설치되어 상기 제 1 주파수 발생부로부터 전송되는 구동 주파수에 따라 상기 전원 입력부로부터 전송되는 입력 전원의 전력을 증폭하는 제 1 변압기;A first transformer installed between the first frequency generator and the first piezoelectric transformer to amplify the power of the input power transmitted from the power input unit according to a driving frequency transmitted from the first frequency generator; 상기 제 2 압전 변압기의 공진 주파수와 동일한 주파수를 갖는 구동 주파수를 생성하는 제 2 주파수 발생부;A second frequency generator configured to generate a driving frequency having the same frequency as the resonance frequency of the second piezoelectric transformer; 상기 제 2 주파수 발생부와 상기 제 2 압전 변압기 사이에 설치되어 상기 제 2 압전 변압기의 출력 전압을 검출하여 상기 제 2 주파수 발생부에 전달하는 제 2 피드백 회로; 및A second feedback circuit disposed between the second frequency generator and the second piezoelectric transformer to detect an output voltage of the second piezoelectric transformer and transmit the detected output voltage to the second frequency generator; And 상기 제 2 주파수 발생부와 상기 제 2 압전 변압기 사이에 설치되어 상기 제 2 주파수 발생부로부터 전송되는 구동 주파수에 따라 상기 전원 입력부로부터 전송되는 입력 전원의 전력을 증폭하는 제 2 변압기를 포함하고 상기 제 1 압전 변압기의 공진 주파수와 상기 제 2 압전 변압기의 공진 주파수는 10㎑ ~ 60㎑의 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치.And a second transformer installed between the second frequency generator and the second piezoelectric transformer to amplify the power of the input power transmitted from the power input unit according to a driving frequency transmitted from the second frequency generator. 1. A high voltage generator using a piezoelectric transformer, wherein the resonant frequency of the piezoelectric transformer and the resonant frequency of the second piezoelectric transformer are 10 kHz to 60 kHz. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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