KR20010102658A - 다중분활 및 동일 분극방향의 고효율 압전 변압기 - Google Patents

다중분활 및 동일 분극방향의 고효율 압전 변압기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압전재료의 압전효과와 역압전효과를 이용하여 전압을 증폭하는 압전 변압기에 관한 것으로, 새로운 형태의 전극 구조 및 분극배열 방법을 이용하여 고출력 특성을 얻도록 하는 고효율 압전 변압기에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 평면구조가 원형혹은 원환(링 모양)형인 원판형 혹은 평면구조가 다각형이며 일정 두께를 갖는 압전소자를 상하방향의 동일방향으로 분극하여 균등분할의 경우 윗면과 아래 면을 약간의 간격을 두고, 중심의 360°를 N개로 균 등분하여 전극을 설치하거나 병렬연결일 경우 상하면 중 한 면만을 분할하고, 나머지 한 면은 전체 면을 전극으로 일체화하는 경우도 포함하며, 분할수의 1/2를 구동 부(1차 측)로 하고 나머지 1/2를 출력 부(2차 측)로 구성하거나 , 분할수의 N1개(N1=양의정수,1〈 N1〈전극 분할 수)를 구동 부(1차 측)로 하고 나머지를 출력부(2차 측)로 구성하거나, 압전 소자를 상하방향의 동일방향으로 분극하여, 도 7, 8, 9와 같이 비 균등 분할하여, 1개의 압전 세라믹 몸체에서 병렬 연결, 직렬 연결 및 직렬-병렬혼합 구동이 가능하도록 함으로써 대전력(고 전류, 고 전압) 출력이 가능한 것이다. 또한 분극방향을 동일하게 함으로써 생산성을 향상시키고, 분극의 이방성에 기인한 피로 파괴현상을 최소로 한 것이다.

Description

다중분활 및 동일 분극방향의 고효율 압전 변압기{High efficiency piezo electric transformer by using multisector and parallel poling direction method within one-body}
본 발명은 압전재료의 압전효과와 역압전효과를 이용하여 전압을 증폭하는 압전 변압기에 관한 것으로, 새로운 형태의 전극 구조 및 분극방향배열과 동일 몸체 안에서 병렬 및 직렬연결, 병렬-직렬혼합방법을 이용하여 고출력 특성을 얻도록 하는 고효율 압전 변압기에 관한 것이다.
압전변압기는 1957년 미국 GE사의 C. E. Rosen등이 실용적인 연구를 시작한 것이 처음이다.
그러나 당시 사용하던 압전재료가 티탄산 바륨으로서 승압 범위가 무부하에서 약 50∼60배 정도여서 실용화에는 한계가 있었으나, Pb(Zr,Ti)O3를 주성분으로 하는 새로운 압전재료가 발견됨으로써 그 이상의 승압이 가능하게 되어 본격적인 실용화 연구가 진행되고 있다.
기존의 권선형 변압기를 압전 변압기와 비교해 보면, 권선형 변압기의 경우 전자유도에 의한 승압 방식을 취하고 있으나, 압전 변압기의 경우 압전 및 역압전효과를 이용하고 있어 전자노이즈의 문제가 적다.
또한, 승압비는 권선형의 경우 권선비에 의해 결정되나, 압전변압기의 경우 재료특성 및 전극구조, 치수 등에 의하여 결정된다.
그리고 출력전력 측면에서 고려해 볼 때, 특히 2차측을 고전압 저전류로 변환하기 위해 권선형의 경우는 권선비를 증가시켜야 하므로 그 만큼 누설 성분이 증가하게 되는 반면, 압전체를 이용한 압전 변압기는 전기-기계(1차측)-기계-전기(2차측) 결합을 이용하고 있으므로 효율이 90% 이상의 것을 실현할 수 있는 장점이 있다.
이와 같은 2차측의 고전압 저전류 인 변압기는 부하가 고임피던스인 경우 임피던스 정합이 잘 이루어지며, 따라서 효율이 좋게 됨으로써 부하특성은 양호하게 되어 에너지 변환 효율을 증가시킨다.
현재까지 고전압, 저전류의 특성을 가진 압전 변압기의 실현이 잘 이루어져 왔고, 이를 적용시킬 수 있는 노트북 컴퓨터의 백라이트(Back light)용 인버터로의 응용이 적극 검토되고 있다.
최근 노트북 컴퓨터는 소형 경량화 추세여서 기존 권선형 트랜스의 경우는 절연·내압 확보로 인하여 소형 박형화가 제한되고 코아손실 등 권선손실에 의한 효율저하가 발생하므로, 이러한 단점을 극복할 수 있는 압전변압기를 적용하면, 압전변압기와 노트북 LCD 백라이트의 임피던스 정합이 잘이루어지므로, 이의 점등장치로 응용되어 일부 적용제품이 출하되고 있다.
한편 최근에는 1차 Rosen형, 3차 Rosen형 등의 고출력화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 아울러 병렬운전을 위한 적층방법에 대한 연구도 함께 진행되고 있다.
본 발명의 상세 설명에 앞서 압전 변압기의 기본구조를 도 1 에 의거 살펴보고 문제점을 살펴보고자 한다.
압전 변압기의 기본구조는 도 1 과 같이 여러가지 형태가 제안되고 있으나, 제조 및 승압 비로 볼 때 장방형 판상인 도 1 의 (a)가 가장 실용적이다.
도 1 에서 보듯이 판상 압전 소자의 반은 두께방향으로 전극구조가 형성되어 있으며, 분극방향 역시 두께방향으로 형성되어 있다.
다른 반은 길이방향으로 전극구조가 형성되어 있으며, 분극방향 역시 길이 방향으로 되어 있다.
여기서 두께방향의 전극 부를 구동부라 하고, 길이방향의 전극부를 출력부라 하며, 이는 권선 변압기의 각각 1차 측 및 2차 측에 해당한다.
길이방향의 치수 2L로 정해지는 고유공진 주파수의 입력전압을 구동부(두께방향의 전극부)에 인가하면 전왜 효과에 의하여 길이 방향으로 강한 기계적 진동이 발생하며, 이러한 기계적 진동에 의하여 출력부(길이방향의 전극부)에서 발생하는 압전효과로 전하가 발생하고, 출력단에서 교류 고전압을 얻을 수 있다.
즉 전기적 에너지에서 기계적 에너지로, 기계적 에너지에서 전기적 에너지로의 변환을 이용하여 승압작용을 하게 된다.
출력부가 무부하일 때 승압비()는 압전재료의 압전 정수와 치수에 의존하며 다음 식1과 같이 나타낸다.
식1로 나타낸다.
여기서, Qm은 기계적 품질계수, k31은 장방형 판상 진동자의 장방향 전기기계 결합계수, k33는 원기둥 시료의 두께방향 진동 전기기계결합계수, L은 압전소자전체길이의 1/2, T는 압전소자의 두께를 나타낸다.
또한, 기본 공진 주파수는 소자 중의 음속을 c 라 할 때 식 2로 표시된다.
식2
여기서, fr은 반파장 진동(mode)시 공진주파수라 하며, 또한 2fr(λmode), 3fr 일 때도 공진되어 승압 특성이 나타난다.
도 2 에는 각각의 진동모드에 대한 변위 및 응력 분포를 나타내며, 각각의 진동모드에 대한 입력전압 대 출력전압 특성을 도3에 나타내고 있다.
도 2에서 변위가 0이고 응력이 최대가 되는 점을 노드(node)점이라 하며 지지시 노드(node)점을 지지하여야만 최대의 승압비를 얻을 수 있다.
이러한 구조의 최대 단점은 구동부와 출력부의 분극방향이 직교하고 있으므로 경계면에서의 응력집중이 심하고, 출력부 분극시 고전계(3㎸/㎜)가 인가되므로분극이 어렵고, 출력단의 전극면적이 작아 고전류를 얻기가 어려워 고전압, 소전류의 출력특성이 얻어지므로 형광등과 같은 대전류 점등에는 적합하지 않다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 여러 개를 독립적으로 제작하여 병렬 구동하는 방법이 있으나, 정확한 치수를 제어하기 어려워 공진주파수를 일치시킬 수 없으며 분극공정의 단점이 해소되지 않아 출력특성이 저하되게된다.
본 발명은 기존의 압전 변압기의 전극 구조와는 다른 새로운 형태의 전극 구조 및 분극방향 배열에 의하여 고출력(고전압, 고전류)을 얻고자 하며, 기존의 방법으로는 불가능한 고전압, 대전류의 일반 형광등이나 삼파장 램프를 가정용 입력전압(220V/110V)에서 안정적으로 점등시킬 수 있도록 함으로써 구동회로에 권선형 트랜스를 사용하지 않도록 하여 고효율의 형광등 점등장치를 개발하는데 그 목적이 있다.
이러한 본 발명은 원판형, 일정 두께를 갖는 원환 형 혹은 일정두께를 갖으며, 평면구조가 직사각형, 육각형 등 다각형을 포함하며, 압전소자를 상하방향(두께방향)의 동일방향으로 분극하여 균등분할의 경우 윗면과 아래 면을 약간의 간격을 두고, 중심의 360°를 N개로 균 등분하여 전극을 설치하거나 병렬연결일 경우 상하면 중 한 면만을 분할하고, 나머지 한 면은 전체 면을 전극으로 일체화하는 경우도 포함하며, 분할수의 1/2를 구동 부(1차 측)로 하고 나머지 1/2를 출력 부(2차 측)로 구성하거나 , 분할수의 N1개(N1=양의정수,1〈 N1〈전극 분할 수)를 구동 부(1차 측)로 하고 나머지를 출력부(2차 측)로 구성하거나, 압전 소자를 상하방향(두께방향)의 동일방향으로 분극하여, 비 균등 분할하여, 1개의 압전 세라믹 몸체에서 병렬 연결, 직렬 연결 및 직렬-병렬혼합 구동이 가능하도록 함으로써 대 전력 (고 전류, 고 전압) 출력이 가능한 것이다.
또한 분극방향을 동일하게 함으로써 생산성을 향상시키고, 분극의 이방성에 기인한 피로 파괴현상을 최소로 한 것이다.
도 1 은 압전 변압기의 기본 구조도
도 2 는 Rosen 1차형의 진동모드에 대한 변위 및 응력 분포도
도 3 은 Rosen 1차형의 진동모드에 대한 입력전압 대 출력전압 특성도
도 4 는 본 발명 원판형 압전변압기의 전극 형상(4균등분할)도
(a) 위면, (b)와 (c)의 아래면 중하나를 선택
도 5 는 본 발명 원판형 압전변압기의 전극 형상도
(a) 6균등분할 (b) 8균등분할
도 6 은 본 발명 원환형 압전변압기의 전극 형상(4등분)도
(a) 위면, (b)와 (c)의 아래면 중 하나를 선택
도 7 은 본 발명 원판형 압전변압기의 전극 형상(비 균등 2분할)도
(a) 위면, (b)와 (c)의 아래면 중 하나를 선택
도 8 은 본 발명 원판형 압전변압기의 전극 형상(비 균등4분할)도
(a) 위면, (b)와 (c)의 아래면 중 하나를 선택
도 9 는 본 발명 원환형 압전변압기의 전극 형상(2분할 비대칭)도
(a) 위면, (b)와 (c)의 아래면 중 하나를 선택
도 10 은 본 발명 압전변압기의 분극 형상도
상부전극(+), 하부전극(-)
도 11 은 본 발명의 평면구조가 정사각형이며 일정두께를 갖는 압전변압기의 전극 형상(각변의 중심에서 등분)도
(a) 위면, (b)와 (c)의 아래면 중하나를 선택
도 12 는 본 발명의 평면구조가 정육각형이며 일정두께를 갖는 압전변압기의 전극 형상(각변의 중심에서 등분)도
(a) 위면, (b)와 (c)의 아래면 중하나를 선택
도 13 은 본 발명의 평면구조가 정사각형이며 일정두께를 갖는 압전변압기의 전극 형상(모서리에서 등분)도
(a) 위면, (b)와 (c)의 아래면 중하나를 선택
도 14 는 본 발명의 평면구조가 정육각형이며 일정두께를 갖는 압전변압기의 전극 형상(모서리에서 등분)도
(a) 위면, (b)와 (c)의 아래면 중하나를 선택
도 15 는 본 발명의 평면구조가 직사각형이며 일정두께를 갖는 압전변압기의 전극 형상(모서리에서 등분)도
(a) 위면, (b)와 (c)의 아래면 중하나를 선택
도 16 는 본 발명에 의한 압전 변압기의 병렬구동 구조도
도 17 은 본 발명에 의한 압전 변압기의 직렬구동 구조도
도 18 는 본발명과 같이 8균등 분할전극을 갖는 압전 변압기의 공진 주파수 에서 경 방향 진동자태(a)와 상하면의 전극이 각각 1개의 일체형으로 된 원 판상 진동자의 경 방향 진동자태(b)이다.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
1∼8, 1∼8’ : 압전변압기의 분할전극
g : 분할 전극간격
도 4 에 본 발명에 의한 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, (a)는 4균등분할 원판형 압전 변압기의 상부전극(1, 2, 3, 4)이고 (b)는 두께면의 대칭 하부전극 구조(1', 2', 3', 4') 이며 (c)는 대칭하부전극을 일체(-)로 한 경우를 나타낸다.
구동부 연결방법의 일례를 설명하면, 병렬연결일 경우 인접한 1과 4를 연결하여 (+)로 하고, 1’,4’을 연결하여 (-)단자로 하는 경우와 건너뛰어 있는 1,3을 연결하여(+)로 하고, 1’,3’을 연결하여 (-)로 하는 방식과 직렬연결인 경우 (+)1-1'-2-2'(-)로 하거나 (+)1-1'-3-3'(-)과 같이 연결한다.
또한 출력단자는 구동 부의 연결과 상관없이 병렬로 연결하여 사용하며. 구동부의 (-) 단자와 출력부의 (-)단자를 연결하여 부하의 (-)로 이용하고 (+)극은 구동부를 제외한 나머지 전극을 병렬 연결하여 사용한다.
도 5는 본 발명에 의한 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, (a)는 6균등분할 원판형 압전변압기의 상부전극이고 (b)는 8균등분할 원판형 압전변압기의 상부전극이고 하부전극은 도4와 같이 두께 면의 대칭구조이거나 일체형인 경우이다.
6균등분할의 경우 구동부와 출력부의 전극 갯수를 동일하게 하는 경우 구동 부 연결방법은 1,2,3 전극을 배열하는 것과 같이 인접하게 병렬로 할 경우와 1,3,5 전극을 배열하는 것과 같이 건너뛰기 방식으로 병렬로 연결하거나, 각각의 전극을 직렬로 하여 사용할 수 있다.
또한 구동부와 출력부의 전극 갯수를 임의 하는 경우의 일례로써 구동 부 연결방법은 병렬 연결일 경우 전극 1, 2를 구동부(1차측)로 하고 3, 4, 5, 6을 출력부(2차측)하는 것과 같이 구동부와 출력부의 전극 개수를 임의로 조절할 수 있다.
8균등분할의 경우 구동부 연결방법은 1,2,3,4 전극을 배열하는 것과 같이 인접하게 병렬로 할 경우와 1,3,5,7 전극을 배열하는 것과 같이 건너뛰기 방식으로 병렬로 연결하거나, 각각의 전극을 직렬로 하여 사용할 수 있으며 1, 2(혹은 1, 3)는 직렬로 하고 3, 4(혹은 5, 7)전극도 직렬로 연결한 후 이들 직렬 쌍을 병렬로 연결할 수 있다.
도 6 에 본 발명에 의한 원환형 판상 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, (a)는 4균등분할 원판형 압전 변압기의 상부전극(1, 2, 3, 4)이고 (b)는 두께 면의 대칭 하부전극 구조(1', 2', 3', 4') 이며 (c)는 대칭하부전극을 일체(-)로 한 경우를 나타낸다.
도 7 에 본 발명에 의한 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, 도4와는 다르게 (a)는 비 균등 2분할 원판형 압전 변압기의 상부전극이고 (b)는 두께 면의 대칭 하부전극 구조이며 (c)는 대칭하부전극을 일체로 한 경우를 나타낸다.
도 8 에 본 발명에 의한 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, 도4와는 다르게 (a)는 비 균등 4분할 원판형 압전 변압기의 상부전극이고 (b)는 두께 면의 대칭 하부전극 구조이며 (c)는 대칭하부전극을 일체로 한 경우를 나타낸다.
도 9 에 본 발명에 의한 원환형 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, 도4와는 다르게 (a)는 비 균등 2분할 원환형 압전 변압기의 상부전극이고 (b)는 두께 면의 대칭 하부전극 구조이며 (c)는 대칭하부전극을 일체로 한 경우를 나타낸다.
도 10 은 분할전극구조를 갖는 압전 변압기의 두께방향의 분극형상(화살표)을 나타낸다. 이때 상부전극은 모두 (+)극성을 갖으며, 하부전극은 모두(-)극성을 갖는다.
도 11은 본 발명에 의한 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, 정사각형의 평면구조와 일정 두께를 갖는 (a)는 4균등분할 정사각형 압전 변압기의 상부전극이고 (b)는 두께 면의 대칭 하부전극 구조이며 (c)는 대칭하부전극을 일체로 한 경우를 나타낸다.
도 12 는 본 발명에 의한 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, 정육각형의 평면구조와 일정 두께를 갖는 (a)는 6균등분할 정육각형 압전변압기의 상부전극이고 (b)는 두께 면의 대칭 하부전극 구조이며 (c)는 대칭하부전극을 일체로 한 경우를 나타낸다.
도 13 은 본 발명에 의한 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, 정사각형의 평면구조와 일정 두께를 갖는 (a)는 도8과 다르게 모서리에서 4균등분할 정사각형 압전 변압기의 상부전극이고 (b)는 두께 면의 대칭 하부전극 구조이며 (c)는 대칭하부전극을 일체로 한 경우를 나타낸다.
도 14 는 본 발명에 의한 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, 정육각형의 평면구조와 일정 두께를 갖으며, (a)는 도12와 다르게 모서리에서 6균등분할 정육각형 압전 변압기의 상부전극이고 (b)는 두께 면의 대칭 하부전극 구조이며 (c)는 대칭하부전극을 일체로 한 경우를 나타낸다.
도 15 는 본 발명에 의한 압전 변압기의 일례를 나타낸 것으로, 직사각형의 평면구조와 일정 두께를 갖는 (a)는 4균등분할 정사각형 압전 변압기의 상부전극이고 (b)는 두께 면의 대칭 하부전극 구조이며 (c)는 대칭하부전극을 일체로 한 경우를 나타낸다.
도 16 은 도4의 전극구조와 분극방향을 갖는 압전 변압기의 병렬 구동 회로의 일례를 나타내며 도17은 직렬구동의 일례를 나타낸다.
도 16과 같이 병렬구동인 경우 압전 변압기는 직경이 34.7㎜, 두께2㎜인 원판상의 압전 소자 윗면과 아래 면에 도 16에서 보듯이 부채꼴 전극을 4균등 분할하여 설치하고 동일 전계 방향이 되도록 상하 방향으로 분극 하여, 구동부 전극(1,3)과 출력부 전극(2,4)를 서로 마주보도록 설치하였다.
이때 식 2에 의하여 계산된 공진주파수는 λ/2모드가 49.4㎑, 3λ/2모드가 74.1㎑, λ모드가 98.8 ㎑이었으며, 실제 구동시 주파수는 각각의 계산된 진동주파수에서 ±1㎑범위에 있었다.
또한 압전변압기의 구동부를 병렬로 이용하여 부하 저항 100㏀인 경우 진동모드에 따른 출력 특성을 다음의 표 1에 나타내었다.
표 1에서 보듯이 3λ/2모드일 때 최대출력을 나타내고 있음을 알 수 있다.
표 1. 진동모드에 따른 출력 특성
진동모드 출력비
λ/2 50
3λ/2 130
λ 60
이러한 사실은 1차 로젠 타입 압전트랜스가 λ모드에서 최대출력이 얻어지는 것과 다른 경향을 나타내며, 이것은 진동자태의 차이에 기인하는 현상으로 판단된다.
본 발명에 의한 압전트랜스의 공진 구동 시 진동자태를 도18(a)에 나타내었다.
즉 공진 주파수에서 두께 방향으로 수축시 도18(a)의 1과 같이 각 전극의 경계를 기준으로 하여 경 방향으로 팽창하고 두께방향으로 팽창시 도18(a)의 2와 같이 경 방향으로 수축하게 된다.
도18(b)는 분할되지 않은 전극일 경우 진동 자태를 점선으로 나타내었다.
도18의 (a)에서 보듯이 진동발생 부위가 8개로 도18의(b)에 비하여 8배 증가하므로, 본 발명에 의한 압전 트랜스의 진동 변위 밀도가 크게 증가한 것을 알 수 있다. 이러한 진동 변위 밀도의 증가에 기인하여, 출력부의 출력이 변위 밀도에 비례하므로 동일 분극 방향임에도 불구하고 높은 출력이 얻어지고 있다.
실시예1
본 발명의 실시예에 사용된 세라믹스 압전소자의 압전 및 유전특성은 하기 표2와 같으며, 구동부의 입력전압 범위가 0∼220Vrms인 정현파를 사용하였으며, 최대출력을 나타내는모드의 입력 주파수를 사용하였다.
표 2 . 본 발명에 사용된 압전변압기용 소자의 압전 및 유전 특성
조 성 식 Pb(Mn1/3Nb2/3)-PZT+첨가제
경방향 압전정수(d31) -150 pC/N
경방향전기기계결합계수(kp) 0.6
유전율 1200
Tanδ 0.25
Qm 2200
Tc 310℃
본 발명에 사용된 원판형 4분할 압전변압기의 회로구성은 도16과 같이 분할하여 연결하고, 전극 간격은 1㎜, 직경 34.7㎜, 두께 3㎜이다. 한편 24W용 형광램프에 입력전압 220Vrms, 입력 주파수는 73.1㎑를 인가하여 점등시킨 후 측정된 전력효율은 93％ 이상이었다.
실시예 2
본 발명의 실시예에 사용된 세라믹스 압전소자의 압전 및 유전특성은 상기 표2와 같으며, 구동부의 입력전압 범위가 0∼220Vrms인 정현파를 사용하였으며, 최대 출력을 나타내는모드의 입력 주파수를 사용하였다.
본 실시 예에 사용된 원판형 8분할 압전변압기의 회로구성은 도16과 같이 건너뛰기 방식의 병렬연결이며, 각 분활전극의 간격은 1㎜, 직경 34.7㎜ 두께 3㎜ 이었다.
한편 32W용 형광램프에 입력전압 220 Vrms, 입력 주파수는 73.1㎑를 인가하여 점등시킨 후 측정된 전력효율은 93％ 이상이었다.
실시예 3
실시예 2에서 실험한 시료의 뒷면을 상부 면과 동일하게 분할한 후 각 분활전극의 간격은 1㎜, 직경 34.7㎜ 두께 2㎜ 이었다. 구동부 전극 (1,2)와 (3,4)는 직렬로 연결하고, (1,2)(3,4)를 병렬로 연결하였다.
한편 27W용 형광램프에 입력전압 220 Vrms, 입력 주파수는 73.1㎑를 인가하여 점등시킨 후 측정된 전력효율은 93％ 이상이었다.
실시예 4
한변이 25㎜, 두께 2㎜인 정사각형의 상부 전극을 도11(a)와 같이 도포하고 뒷면 전극은 도11의 (c)와 같이 전체를 도포한 후 도16과 같이 건너뛰기 방식으로 병렬 연결하였다.
한편 24W용 형광램프에 입력전압 220 Vrms, 입력 주파수는 73.1㎑를 인가하여 점등시킨 후 측정된 전력효율은 93％ 이상이었다.
본 발명은 압전재료의 압전효과와 역압전효과를 이용하여 전압을 증폭하는 압전 변압기에 관한 것으로, 새로운 형태의 전극 구조 및 분극방향배열과 동일 몸체 안에서 병렬 및 직렬연결, 병렬-직렬혼합방법을 이용하여 고전압·고전류의 출력을 얻도록 하고, 구동부와 출력부가 동일방향으로 분극 됨으로써 내구성 및 양산 성이 확보되도록 하여 기존기술로 불가능한 일반가정용 형광램프의 상용전압에서 점등이 가능하도록 하였다.

Claims (5)

  1. 원환형 판상 , 원판상 혹은 다각형의 평면구조와 일정두께를 갖는 압전세라믹 상하면에 다중 등분할 전극을 설치하여, 모두 동일 전계 방향(두께방향)으로 분극한 후 분할수의 1/2를 구동부(1차측)로 하고 나머지 1/2를 출력부(2차측)로 구성한 것을 특징으로 하는 다중분활 및 동일 분극방향의 고효율 압전 변압기.
  2. 원환형 판상 ,원판상 혹은 다각형의 평면구조를 갖는 압전세라믹 한 몸체의 평면에 다중 등분할 전극을 설치하고 동일 전계 방향(두께방향)으로 분극한 후 분할수의 N1개(N1=양의 정수, N1〈전극 분할수)를 구동부(1차측)로 하고 나머지를 출력부(2차측)로 구성한 것을 특징으로 하는 다중분활 및 동일 분극방향의 고효율 압전 변압기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 원환형 판상, 원판상 압전세라믹의 전극이 비 균등 분할 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 다중분활 및 동일 분극방향의 고효율 압전 변압기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 구동부의 각 분할 전극은 병렬 또는 직렬로 연결하거나, 직렬병렬 혼합방식으로 연결하도록 하고 구동부의 전극은 인접한 것으로 선택하거나 하나씩 건너뛰어 배치하는 것을 특징으로 하는 다중분활 및 동일 분극방향의 고효율 압전 변압기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 구동부의 각 분할 전극을 병렬로 연결할 경우 상면의 전극구조와 하면의 전극구조를 대칭으로 하거나, 하면의 전극구조를 하나로 하도록 하고 직렬로 연결할 경우는 상면과 하면의 전극구조를 대칭이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 다중분활 및 동일 분극방향의 고효율 압전 변압기.
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