KR20160134363A - Piezoelectric transformer and electronic device having the same - Google Patents

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KR20160134363A
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정인화
김희욱
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삼성전기주식회사
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    • H01L41/107—
    • H01L41/042—
    • H01L41/047—

Abstract

The present invention relates to a piezoelectric transformer using a piezoelectric element and an electronic device having the same, and the piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention comprises: a piezoelectric body; an input electrode formed on the piezoelectric body; and an output electrode formed on the piezoelectric body, wherein one between the input electrode and the output electrode may include a plurality of tab electrodes.

Description

압전 변압기 및 이를 구비하는 전자 기기{PIEZOELECTRIC TRANSFORMER AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a piezoelectric transformer,

본 발명은 압전 소자를 이용한 압전 변압기 및 이를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.
The present invention relates to a piezoelectric transformer using a piezoelectric element and an electronic apparatus having the piezoelectric transformer.

압전 변압기(piezoelectric transformer)는 입력된 전기적 에너지를 기계적 에너지를 매개로 하여 다시 전기적 에너지로 변환하는 소자로, 권선형의 전자식(electromagnetic type) 변압기에 비하여 다음과 같은 장점을 갖는다. A piezoelectric transformer is a device that converts input electrical energy into electrical energy through mechanical energy. The piezoelectric transformer has the following advantages as compared with a wire-type electromagnetic type transformer.

권선이 불필요하므로 소형, 박형 및 경량화가 가능하고 대량 제조 시 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 고주파 구동시 권선형 변압기에서 발생하는 와류손, 히스테리시스손과 같은 자기 손실이 생기지 않으므로 고효율화가 가능하다. 더욱이, 권선형의 경우처럼 에너지 변환과정에서 자기에너지로 변환되는 단계가 없으므로 전자유도장애 측면에 있어서 매우 유리하다. Since winding is unnecessary, it can be made compact, thin, and lightweight, and productivity can be improved in mass production. In addition, high-efficiency operation is possible because there is no magnetic loss such as vortical hand or hysteresis hand generated in the wire-wound transformer during high frequency operation. Furthermore, since there is no step of converting into magnetic energy in the energy conversion process as in the case of the winding type, it is very advantageous in terms of electromagnetic induction failure.

그리고, 권선형의 경우 고장모드가 단락(short) 상태이기 때문에 화재 등을 유발할 수 있으나, 압전 변압기 경우에는 고장모드가 개방(open)상태이기 때문에 고장이 파급되지 않는 장점이 있다.
In case of the wire-wound type, since the failure mode is short, it can cause a fire or the like. In the case of the piezoelectric transformer, however, the failure mode is open, so that the failure does not spread.

한국공개특허공보 제2010-0066078호Korean Patent Publication No. 2010-0066078

본 발명은 압전 세라믹을 이용하는 소형 및 고효율의 압전 변압기를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a compact and high-efficiency piezoelectric transformer using a piezoelectric ceramic.

또한 본 발명은 다수의 탭 전극을 갖는 압전 변압기를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a piezoelectric transformer having a plurality of tap electrodes.

또한 본 발명은 부하에 따라 탭 전극을 선택할 수 있는 압전 변압기를 갖는 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide an electronic apparatus having a piezoelectric transformer capable of selecting a tap electrode according to a load.

본 발명의 실시예에 따른 압전 변압기는, 압전체; 상기 압전체에 형성되는 입력 전극; 및 상기 압전체에 형성되는 출력 전극;을 포함하며, 상기 입력 전극과 상기 출력 전극 중 어느 하나는 다수의 탭 전극을 포함할 수 있다. A piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention includes: a piezoelectric body; An input electrode formed on the piezoelectric body; And an output electrode formed on the piezoelectric body, wherein one of the input electrode and the output electrode may include a plurality of tab electrodes.

또한 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기는, 입력부와 출력부를 포함하며, 상기 입력부와 출력부 중 어느 하나는 다수의 탭 전극을 포함하는 압전 변압기; 상기 압전 변압기의 입력부에 연결되어 입력 전압을 공급하는 입력 회로; 및 상기 압전 변압기의 출력부에 연결되어 상기 출력부에서 출력되는 전압을 부하에 공급하는 출력 회로;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus comprising: a piezoelectric transformer including an input unit and an output unit, wherein one of the input unit and the output unit includes a plurality of tap electrodes; An input circuit connected to an input of the piezoelectric transformer to supply an input voltage; And an output circuit connected to the output unit of the piezoelectric transformer and supplying a voltage output from the output unit to the load.

본 실시예에 있어서, 상기 부하의 적정 공급 전압을 파악하여 다수의 상기 탭 전극 중 어느 하나를 선택하는 제어부를 더 포함할 수 있다. In this embodiment, the controller may further include a controller for selecting an appropriate one of the plurality of tap electrodes by grasping a proper supply voltage of the load.

또한 본 실시예에 있어서, 상기 다수의 탭 전극에 각각 연결되는 다수의 스위치를 구비하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
In this embodiment, the switching unit may further include a plurality of switches connected to the plurality of tab electrodes.

본 발명의 실시예에 따른 압전 변압기는 다수의 탭 전극을 구비하므로, 하나의 입력 전압에 대해, 서로 다른 다양한 출력 전압을 얻을 수 있다.Since the piezoelectric transformer according to the embodiment of the present invention includes a plurality of tap electrodes, different output voltages for different input voltages can be obtained.

또한 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기는 제어부가 부하에 따라 적절하게 압전 변압기의 탭 전극을 선택하여 적합한 전압을 출력한다. 따라서 입력 전압의 주파수 보정 없이, 출력 전압을 다양하고 손쉽게 가변 시킬 수 있으므로, 다양한 IT 기기의 구동 기기 또는 충전 기기로 사용될 수 있다.
Further, in the electronic device according to the embodiment of the present invention, the controller selects the tap electrode of the piezoelectric transformer appropriately according to the load and outputs a suitable voltage. Therefore, the output voltage can be varied and easily varied without frequency correction of the input voltage, so that it can be used as a driving device or a charging device of various IT devices.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압전 변압기를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 A-A에 따른 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전 변압기를 이용한 전자 기기를 개략적으로 도시한 회로도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전 변압기를 개략적으로 도시한 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 압전 변압기를 구비하는 전자 기기를 개략적으로 도시한 회로도.1 is a perspective view schematically showing a piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view taken along line AA in Fig.
3 is a circuit diagram schematically showing an electronic device using a piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view schematically showing a piezoelectric transformer according to another embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a circuit diagram schematically showing an electronic apparatus having the piezoelectric transformer shown in Fig. 4; Fig.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Prior to the detailed description of the present invention, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or preliminary meaning, and the inventor may designate his own invention in the best way It should be construed in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be appropriately defined as a concept of a term to describe it. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some of the elements in the accompanying drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown, and the size of each element does not entirely reflect the actual size.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압전 변압기를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A에 따른 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view schematically showing a piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.

도 1 내지 도 2을 참조하면, 본 실시예에 따른 압전 변압기(100)는 압전효과(Piezoelectric Effect)를 이용한 변압기(Transformer)로, 로젠 타입(Rosen-type)의 막대형으로 형성되며 절연형 DC/DC 컨버터에 이용될 수 있다. 1 and 2, a piezoelectric transformer 100 according to the present embodiment is a transformer using a piezoelectric effect. The piezoelectric transformer 100 is formed of a Rosen-type rod, / DC converter.

본 실시예에 따른 압전 변압기(100)는 크게 압전체(30), 입력부(10), 및 출력부(20)를 포함하여 구성된다.The piezoelectric transformer 100 according to the present embodiment mainly includes a piezoelectric body 30, an input section 10, and an output section 20.

입력부(10)는 입력 전압을 인가하기 위해 압전체(30)의 양면에 형성되는 입력 전극들(11)로 구성된다.The input unit 10 is composed of input electrodes 11 formed on both surfaces of the piezoelectric body 30 for applying an input voltage.

출력부(20)는 압전체(30)의 출력 전압을 출력하기 위해 압전체(30)의 양면에 각각 형성되는 한 쌍의 출력 전극(22, 23)을 포함하여 구성된다. The output section 20 includes a pair of output electrodes 22 and 23 formed on both surfaces of the piezoelectric body 30 for outputting the output voltage of the piezoelectric body 30.

본 발명에서 사용되는 압전체(30)는 일반적으로 공지된 압전 세라믹이 사용될 수 있다. 또한, 입력 전극(11)이 형성된 부분은 분극 방향이 두께 방향으로 형성되고, 출력 전극(21)이 형성된 부분은 분극 방향이 길이 방향으로 될 수 있다. As the piezoelectric body 30 used in the present invention, generally known piezoelectric ceramics can be used. In the portion where the input electrode 11 is formed, the polarization direction is formed in the thickness direction, and in the portion where the output electrode 21 is formed, the polarization direction may be the longitudinal direction.

압전체(30)는 막대형으로 형성되며, 입력 전극(11)은 압전체(30)의 일단 측에 배치되고, 출력 전극(21)은 압전체(30)의 타단 측에 배치될 수 있다.The input electrode 11 may be disposed on one end side of the piezoelectric body 30 and the output electrode 21 may be disposed on the other end side of the piezoelectric body 30.

압전 변압기(100)의 경우, 입력부(10)에 공진 주파수를 갖는 1차 전압을 인가하면 입력부(10)에 변형이 발생되고, 이러한 변형은 같은 몸체의 다른 영역인 출력부(20)로 전달된다. 그리고 출력부(20)의 변형으로 인해 출력부(20)에서는 2차 전압이 발생된다.
In the case of the piezoelectric transformer 100, when a primary voltage having a resonance frequency is applied to the input unit 10, deformation occurs in the input unit 10 and the deformation is transmitted to the output unit 20, which is another region of the same body . And a secondary voltage is generated in the output unit 20 due to the deformation of the output unit 20. [

또한 본 실시예에 따른 입력부(10)는 하나의 공통 입력 전극(12)과, 다수의 탭 전극들(13, 14, 15)을 포함한다. 탭 전극들(13, 14, 15)은 서로 일정 거리 이격 배치되어 멀티 탭(multi-tap) 전극으로 기능한다. Also, the input unit 10 according to the present embodiment includes one common input electrode 12 and a plurality of tab electrodes 13, 14, and 15. The tab electrodes 13, 14, and 15 are spaced apart from each other by a certain distance to function as a multi-tap electrode.

입력측 탭 전극들(13, 14, 15)은 동일한 입력 전압에 대해 다양한 출력 전압을 공급하기 위해 구비된다. 따라서 여러 탭 전극(13, 14, 15)들 중 원하는 탭 전극을 전기적으로 연결한 후 입력 전압을 인가함에 따라 원하는 출력 전압을 얻을 수 있다.The input-side tapped electrodes 13, 14, 15 are provided to supply various output voltages for the same input voltage. Accordingly, a desired output voltage can be obtained by applying an input voltage after electrically connecting a desired one of the plurality of tab electrodes 13, 14, and 15.

여기서, 입력측 탭 전극들(13, 14, 15)은 상호 간에 일정한 거리로 이격 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 서로 다른 거리로 이격 배치될 수 있다. Here, the input-side tap electrodes 13, 14, and 15 may be spaced apart from each other by a predetermined distance. However, the present invention is not limited thereto, and may be spaced apart at different distances as required.

또한 탭 전극들(13, 14, 15)은 출력 전극(21)으로부터 멀어지는 방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 각각의 탭 전극(13, 14, 15)은 압전체(30) 내부에 배치되는 매립 부분과, 압전체(30)의 일면에 노출되는 노출 부분으로 구분될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the tab electrodes 13, 14, and 15 may be sequentially disposed along the direction away from the output electrode 21. Each of the tab electrodes 13, 14, and 15 may be divided into a buried portion disposed inside the piezoelectric body 30 and an exposed portion exposed on one surface of the piezoelectric body 30. However, the present invention is not limited thereto.

각각의 입력측 탭 전극들(13, 14, 15)은 공통 입력 전극(12)과의 이격 거리가 다르므로, 동일한 주파수의 전압을 인가하더라도, 어떠한 입력측 탭 전극들(13, 14, 15)을 이용하느냐에 따라 출력 전극(21)에서는 다른 전압/전류가 발생된다. 따라서 본 실시예에 따른 압전 변압기(100)는 하나의 입력 전압에 대해, 서로 다른 다양한 출력 전압을 얻을 수 있다.Since the distance between the input side tap electrodes 13, 14 and 15 is different from that of the common input electrode 12, it is possible to use any of the input side tap electrodes 13, 14 and 15 A different voltage / current is generated in the output electrode 21. [ Therefore, the piezoelectric transformer 100 according to the present embodiment can obtain different output voltages for one input voltage.

예를 들어 낮은 출력 전압을 얻기 위해서는 제3 탭 전극(15)에 입력 전압을 인가할 수 있으며, 높은 출력 전압을 얻기 위해서는 제1 탭 전극(13)에 입력 전압을 인가할 수 있다.For example, in order to obtain a low output voltage, an input voltage may be applied to the third tab electrode 15, and an input voltage may be applied to the first tab electrode 13 to obtain a high output voltage.

한편, 본 실시예에서는 3개의 입력측 탭 전극들(13, 14, 15)을 포함하는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 더 많은 탭 전극을 구비할 수 있다. 또한 탭 전극들 간의 이격 거리도 다양하게 설정될 수 있다.
In this embodiment, three input side tap electrodes 13, 14 and 15 are included. However, the present invention is not limited thereto, and it is possible to provide more tab electrodes have. The spacing distance between the tab electrodes can also be varied.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전 변압기를 이용한 전자 기기를 개략적으로 도시한 회로도이다. 3 is a circuit diagram schematically showing an electronic device using a piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예 따른 전자 기기(1)는 도 1에 도시된 압전 변압기(100)와, 압전 변압기(100)의 입력부(10)에 연결되는 입력 회로(210), 스위칭부(240), 출력부(20)에 연결되는 출력 회로(220), 및 제어부(230)를 포함할 수 있다.3, the electronic device 1 according to the present embodiment includes the piezoelectric transformer 100 shown in FIG. 1, an input circuit 210 connected to the input unit 10 of the piezoelectric transformer 100, a switching unit 240, an output circuit 220 connected to the output unit 20, and a control unit 230.

입력 회로(210)는 압전 변압기(100)의 입력부(10)에 전압을 인가한다. 이때 인가되는 전압은 특정 공진 주파수를 갖는 전압일 수 있다. The input circuit 210 applies a voltage to the input section 10 of the piezoelectric transformer 100. The applied voltage may be a voltage having a specific resonance frequency.

또한 본 실시예에 따른 압전 변압기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 입력부(10)에 다수의 탭 전극(13, 14, 15)이 형성된다. 그리고 출력부(20)에는 한 쌍의 전극(22, 23)만이 배치된다.
1, the piezoelectric transformer 100 according to the present embodiment includes a plurality of tap electrodes 13, 14, and 15 formed in the input unit 10. In the output section 20, only a pair of electrodes 22 and 23 are disposed.

입력 회로(210)는 압전 변압기(100)의 입력부(10)에 입력 전압을 인가한다. 이때 인가되는 전압은 제어부(230)에 의해 제어될 수 있으며, 특정 주파수(예컨대 압전체의 공진 주파수)를 갖는 전압일 수 있다.
The input circuit 210 applies an input voltage to the input section 10 of the piezoelectric transformer 100. The voltage applied at this time may be controlled by the controller 230 or may be a voltage having a specific frequency (for example, a resonance frequency of the piezoelectric body).

또한 본 실시예에 따른 전자 기기(1)는 적어도 하나의 스위칭부(240)를 포함할 수 있다. Also, the electronic device 1 according to the present embodiment may include at least one switching unit 240.

스위칭부(240)는 다수의 스위치(S1, S2, S3)를 포함하며, 압전 변압기(100)의 입력 전극(11) 중 탭 전극들(13, 14, 15)과 입력 회로(210)를 연결한다. 따라서, 입력 전극(11)은 스위칭부(240)의 스위치(S1, S2, S3)가 연결될 경우에만 입력 회로(210)에 전기적으로 연결된다. The switching unit 240 includes a plurality of switches S1, S2 and S3 and connects the tap electrodes 13, 14 and 15 of the input electrode 11 of the piezoelectric transformer 100 to the input circuit 210 do. Therefore, the input electrode 11 is electrically connected to the input circuit 210 only when the switches S1, S2, and S3 of the switching unit 240 are connected.

예를 들어, 제1 스위치(S1)는 제1 탭 전극(13)과 연결되고, 제2 스위치(S2)는 제2 탭 전극(14)과 연결되며, 제3 스위치(S3)는 제3 탭 전극(15)과 연결될 수 있다.
For example, the first switch S1 is connected to the first tab electrode 13, the second switch S2 is connected to the second tab electrode 14, and the third switch S3 is connected to the third tab S3, Can be connected to the electrode (15).

출력 회로(220)는 일측이 압전 변압기(100)의 출력 전극(21)에 연결되고 타측에는 부하(Load)가 연결될 수 있다. 본 실시예에 따른 전자 기기(1)는 전원 공급 장치나 충전 어댑터일 수 있다. One side of the output circuit 220 may be connected to the output electrode 21 of the piezoelectric transformer 100 and a load may be connected to the other side. The electronic device 1 according to the present embodiment may be a power supply device or a charging adapter.

따라서, 상기한 부하(Load)는 충전 어댑터에 연결되어 충전되는 스마트 폰, 태블렛, 노트 PC 등의 휴대 단말기일 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 전자 기기는 상기한 기기들에 전원을 공급하는 충전 어댑터나 전원 공급 장치일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. Therefore, the load may be a portable terminal such as a smart phone, a tablet, a notebook PC, etc. connected to a charging adapter. The electronic device according to the present embodiment may be a charging adapter or a power supply device for supplying power to the devices. However, the present invention is not limited thereto.

출력 회로(220)에는 정류 회로가 구비될 수 있다. 또한 도시되어 있지 않지만, 평활 회로나 정전압 회로 등 필요에 따라 다양한 회로들이 더 포함될 수 있다.
The output circuit 220 may be provided with a rectifying circuit. Although not shown, various circuits may be further included as needed, such as a smoothing circuit and a constant voltage circuit.

제어부(230)는 출력 회로(220)에 연결된 부하(Load)의 적정 공급 전압/전류를 파악하여 부하(Load)측으로 공급하도록 제어한다. 이를 위해 제어부(230)는 출력 회로(220)에 연결되어 부하(Load)의 적정 공급 전압/전류를 파악하고, 이를 기반으로 스위칭부(240)에서 적합한 스위치(S1, S2, S3)를 연결한다.The control unit 230 controls the supply circuit 230 to grasp the appropriate supply voltage / current of the load connected to the output circuit 220 and supply it to the load side. For this, the control unit 230 is connected to the output circuit 220 to grasp the proper supply voltage / current of the load, and connects the switches S1, S2, S3 in the switching unit 240 .

예를 들어, 휴대폰이 부하(Load)로 연결된 경우, 제어부(230)는 제1 스위치(S1)를 연결할 수 있다. 이때, 제2, 제3 스위치(S2, S3)는 개방된 상태가 유지된다. 이에 제1 탭 전극(13)을 통해 인가되는 입력 전압이 압전 변압기(100)를 통해 변압되어 출력 전극(21)으로 출력된 후, 정류 회로를 거쳐 휴대폰으로 공급된다. For example, when the mobile phone is connected to a load, the controller 230 may connect the first switch S1. At this time, the second and third switches S2 and S3 are kept open. The input voltage applied through the first tap electrode 13 is transformed through the piezoelectric transformer 100 and output to the output electrode 21, and then supplied to the cellular phone through the rectifying circuit.

또한 노트 PC나 태블릿 PC가 부하(Load)로 연결된 경우, 제어부(230)는 보다 높은 전압(또는 전류)를 공급하기 위해 제3 스위치(S3)를 연결할 수 있다. 이때, 제1, 제2 스위치(S1, S2)는 개방된 상태가 유지된다. 이에 제3 탭 전극(15)을 통해 인가되는 입력 전압이 압전 변압기(100)를 통해 변압되어 출력 전극(21)으로 출력된 후, 정류 회로를 거쳐 노트 PC로 공급되므로, 노트 PC의 충전에 적합한 전압이나 전류를 공급할 수 있다.
In addition, when the notebook PC or the tablet PC is connected to the load, the controller 230 may connect the third switch S3 to supply a higher voltage (or current). At this time, the first and second switches S1 and S2 are kept open. The input voltage applied through the third tap electrode 15 is transformed through the piezoelectric transformer 100 and output to the output electrode 21 and then supplied to the note PC via the rectifier circuit. Voltage or current can be supplied.

한편, 출력 전극(21)에서 출력되는 전압과 부하(Load)의 적정 공급 전압에 차이가 있을 수 있다. 이 경우, 제어부(230)는 입력 회로(210)에서 압전 변압기(100)에 입력되는 입력 전압의 공진 주파수를 조정하여 출력 전압을 부하(Load)의 적정 공급 전압과 매치시킬 수 있다. 이를 위해 제어부(230)는 입력 회로(210)의 스위칭 소자(Q1, Q2)와 연결되어 스위칭 소자(Q1, Q2)의 스위칭 주파수를 제어할 수 있다.
On the other hand, there may be a difference between the voltage output from the output electrode 21 and the appropriate supply voltage of the load. In this case, the control unit 230 may adjust the resonance frequency of the input voltage input to the piezoelectric transformer 100 in the input circuit 210 to match the output voltage with an appropriate supply voltage of the load. The control unit 230 may be connected to the switching devices Q1 and Q2 of the input circuit 210 to control the switching frequency of the switching devices Q1 and Q2.

이상과 같이 구성되는 본 실시예에 따른 전자 기기(1)는 제어부(230)가 부하(Load)에 따라 적절하게 압전 변압기(100)의 입력 전극(11)을 선택하여 적합한 전압을 출력한다. 따라서 입력 전압의 주파수 보정 없이, 출력 전압을 다양하고 손쉽게 가변 시킬 수 있으므로, 다양한 IT 기기의 전원 공급 장치나 또는 충전 기기로 사용될 수 있다.
The electronic apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above selects the input electrode 11 of the piezoelectric transformer 100 appropriately according to the load of the controller 230 and outputs a suitable voltage. Therefore, the output voltage can be varied and easily varied without frequency correction of the input voltage, so that it can be used as a power supply or charging device for various IT devices.

한편 본 발명에 따른 압전 변압기와 전자 기기는 전술한 실시예에 한정되지 않는다.
The piezoelectric transformer and the electronic device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전 변압기를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 압전 변압기를 구비하는 전자 기기를 개략적으로 도시한 회로도이다.FIG. 4 is a perspective view schematically showing a piezoelectric transformer according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram schematically showing an electronic device having the piezoelectric transformer of FIG.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 기기(2)는 압전 변압기(200)의 입력부(10)에 연결되는 입력 회로(210), 출력부(20)에 연결되는 출력 회로(220), 스위칭부(240), 및 제어부(230)를 포함할 수 있다.
4 and 5, the electronic device 2 according to the present embodiment includes an input circuit 210 connected to the input unit 10 of the piezoelectric transformer 200, an output circuit connected to the output unit 20 220, a switching unit 240, and a control unit 230.

본 실시예에 따른 압전 변압기(200)는 전술한 실시예의 압전 변압기(도 1의 100)과 유사하게 압전체(30), 입력부(10), 및 출력부(20)를 포함하여 구성된다.The piezoelectric transformer 200 according to the present embodiment includes a piezoelectric body 30, an input section 10, and an output section 20, similar to the piezoelectric transformer 100 of FIG. 1 described above.

입력부(10)는 입력 전압을 인가하기 위해 압전체(30)의 양면에 형성되는 한 쌍의 입력 전극들(12, 13)로 구성된다.The input unit 10 includes a pair of input electrodes 12 and 13 formed on both surfaces of the piezoelectric body 30 for applying an input voltage.

출력부(20)는 압전체(30)와 출력 전압을 출력하기 위해 압전체(30)의 양면에 형성되는 다수의 출력 전극들(21)을 포함하여 구성된다. The output unit 20 includes a piezoelectric body 30 and a plurality of output electrodes 21 formed on both surfaces of the piezoelectric body 30 for outputting an output voltage.

본 발명에서 사용되는 압전체(30)는 일반적으로 공지된 압전 세라믹이 사용될 수 있다. 또한, 입력 전극(11)이 형성된 부분은 분극 방향이 두께 방향으로 형성되고, 출력 전극(21)이 형성된 부분은 분극 방향이 길이 방향으로 될 수 있다.
As the piezoelectric body 30 used in the present invention, generally known piezoelectric ceramics can be used. In the portion where the input electrode 11 is formed, the polarization direction is formed in the thickness direction, and in the portion where the output electrode 21 is formed, the polarization direction may be the longitudinal direction.

또한 본 실시예에 따른 출력부(20)는 하나의 공통 출력 전극(22)과, 다수의 탭 전극들(23, 24, 25)을 포함한다. 탭 전극들(23, 24, 25)은 서로 일정 거리 이격 배치되어 멀티 탭(multi-tap) 전극으로 기능한다. Also, the output unit 20 according to the present embodiment includes one common output electrode 22 and a plurality of tab electrodes 23, 24, and 25. The tab electrodes 23, 24, and 25 are spaced apart from each other by a certain distance to function as a multi-tap electrode.

탭 전극들(23, 24, 25)은 입력 전극(11)으로부터 멀어지는 방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 따라서 여러 탭 전극(23, 24, 25)들 중 원하는 탭 전극을 전기적으로 연결한 후 입력부(10)에 전압을 인가함에 따라 원하는 출력 전압을 얻을 수 있다.The tab electrodes 23, 24, and 25 may be sequentially disposed along the direction away from the input electrode 11. Accordingly, a desired output voltage can be obtained by applying a voltage to the input unit 10 after electrically connecting a desired one of the plurality of tab electrodes 23, 24, and 25.

입력 회로(210)는 압전 변압기(200)의 입력부(10)에 입력 전압을 인가한다. 이때 인가되는 전압은 제어부(230)에 의해 제어될 수 있으며, 특정 주파수(예컨대 압전체의 공진 주파수)를 갖는 전압일 수 있다.
The input circuit 210 applies an input voltage to the input section 10 of the piezoelectric transformer 200. The voltage applied at this time may be controlled by the controller 230 or may be a voltage having a specific frequency (for example, a resonance frequency of the piezoelectric body).

출력 회로(220)는 일측이 압전 변압기(200)의 출력 전극(21)에 연결되고 타측에는 부하(Load)가 연결될 수 있다. One side of the output circuit 220 may be connected to the output electrode 21 of the piezoelectric transformer 200 and a load may be connected to the other side.

전술한 실시예와 마찬가지로, 본 실시예에 따른 전자 기기(2)는 전원 공급 장치나 충전 어댑터일 수 있다. 따라서, 상기한 부하(Load)는 충전 어댑터에 연결되어 충전되는 휴대폰, 태블릿 PC, 노트 PC 등의 휴대 단말기일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. Like the above-described embodiment, the electronic device 2 according to the present embodiment can be a power supply device or a charging adapter. Therefore, the load may be a portable terminal such as a mobile phone, a tablet PC, a notebook PC, etc. connected to the charging adapter. However, the present invention is not limited thereto.

출력 회로(220)에는 정류 회로가 구비될 수 있다. 또한 도시되어 있지 않지만, 평활 회로나 정전압 회로 등 필요에 따라 다양한 회로들이 더 포함될 수 있다.
The output circuit 220 may be provided with a rectifying circuit. Although not shown, various circuits may be further included as needed, such as a smoothing circuit and a constant voltage circuit.

또한 본 실시예에 따른 전자 기기(2)는 적어도 하나의 스위칭부(240)를 포함할 수 있다. In addition, the electronic device 2 according to the present embodiment may include at least one switching unit 240.

스위칭부(240)는 다수의 스위치(S1, S2, S3)들을 포함하며, 압전 변압기(200)의 출력 전극(21)과 출력 회로(220)의 정류 회로를 연결한다. 따라서, 각각의 출력 전극들(21)은 스위칭부(240)의 스위치(S1, S2, S3)가 연결될 경우에만 정류 회로에 전기적으로 연결된다.The switching unit 240 includes a plurality of switches S1, S2 and S3 and connects the output electrode 21 of the piezoelectric transformer 200 and the rectifying circuit of the output circuit 220. [ Thus, each output electrode 21 is electrically connected to the rectifying circuit only when the switches S1, S2, S3 of the switching unit 240 are connected.

예를 들어, 제1 스위치(S1)는 제1 탭 전극(23)과 연결되고, 제2 스위치(S2)는 제2 탭 전극(24)과 연결되며, 제3 스위치(S3)는 제3 탭 전극(25)과 연결될 수 있다. For example, the first switch S1 is connected to the first tab electrode 23, the second switch S2 is connected to the second tab electrode 24, and the third switch S3 is connected to the third tab S3, Can be connected to the electrode (25).

한편, 본 실시예에서는 3개의 출력측 탭 전극들(23, 24, 25)을 포함하는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 더 많은 탭 전극을 구비할 수 있다. 또한 탭 전극들 간의 이격 거리도 다양하게 설정될 수 있다.
In this embodiment, the three output side tap electrodes 23, 24, and 25 are included. However, the present invention is not limited thereto. have. The spacing distance between the tab electrodes can also be varied.

제어부(230)는 출력 회로(220)에 연결된 부하(Load)의 적정 공급 전압을 파악하여 부하(Load)측으로 공급하도록 제어한다. 이를 위해 제어부(230)는 출력 회로(220)에 연결되어 부하(Load)의 적정 출력 전압을 파악하고, 이를 기반으로 스위칭부(240)에서 적합한 스위치(S1, S2, S3)를 연결한다.The control unit 230 controls the supply circuit 220 to grasp the appropriate supply voltage of the load connected to the output circuit 220 and supply it to the load side. For this, the control unit 230 is connected to the output circuit 220 to grasp the appropriate output voltage of the load, and connects the switches S1, S2, S3 in the switching unit 240 based on the determined output voltage.

예를 들어, 휴대폰이 부하(Load)로 연결된 경우, 제어부(230)는 제3 스위치(S3)를 연결할 수 있다. 이때, 제1, 제2 스위치(S1, S2)는 개방된 상태가 유지된다. 이에 제3 탭 전극(25)으로부터 출력되는 전압이 정류 회로로 인가되어 직류로 정류된 후 휴대폰으로 공급된다. For example, when the mobile phone is connected to a load, the controller 230 can connect the third switch S3. At this time, the first and second switches S1 and S2 are kept open. The voltage output from the third tap electrode 25 is applied to the rectifying circuit, rectified to a DC, and then supplied to the cellular phone.

또한 노트 PC가 부하(Load)로 연결된 경우, 제어부(230)는 보다 높은 전압을 공급하기 위해 제1 스위치(S1)를 연결할 수 있다. 이때, 제2, 제3 스위치(S2, S3)는 개방된 상태가 유지된다. 이에 제1 탭 전극(23)으로부터 출력되는 전압이 정류 회로로 인가되어 직류로 정류된 후 노트 PC로 공급되므로, 노트 PC의 충전에 적합한 전압이나 전류를 공급할 수 있다.
Also, when the notebook PC is connected to a load, the controller 230 may connect the first switch S1 to supply a higher voltage. At this time, the second and third switches S2 and S3 are kept open. The voltage output from the first tap electrode 23 is applied to the rectifying circuit, rectified to DC, and then supplied to the notebook PC. Thus, a voltage or current suitable for charging the notebook PC can be supplied.

한편, 출력 전극(21)에서 출력되는 전압과 부하(Load)의 적정 공급 전압에 차이가 있을 수 있다. 따라서, 제어부(230)는 입력 회로(210)에서 압전 변압기(200)에 입력되는 입력 전압의 스위칭 주파수를 조정하여 출력 전압을 부하(Load)의 적정 공급 전압과 매치시킬 수 있다. 이를 위해 제어부(230)는 입력 회로(210)의 스위칭 소자(Q1, Q2)와 연결되어 스위칭 주파수를 제어할 수 있다.
On the other hand, there may be a difference between the voltage output from the output electrode 21 and the appropriate supply voltage of the load. Therefore, the control unit 230 can adjust the switching frequency of the input voltage inputted to the piezoelectric transformer 200 in the input circuit 210 to match the output voltage with the proper supply voltage of the load. For this, the controller 230 may be connected to the switching elements Q1 and Q2 of the input circuit 210 to control the switching frequency.

이에 더하여, 본 실시예에 따른 제어부(230)는 출력 전극(21)들 각각에 대해 대응하는 공진 주파수로 입력 전압을 인가할 수 있다. In addition, the controller 230 according to the present embodiment can apply an input voltage to each of the output electrodes 21 at a corresponding resonance frequency.

예를 들어, 전술한 휴대폰이 부하(Load)로 연결된 경우, 제어부(230)는 제3 스위치(S3)를 연결함과 동시에 스위칭 소자(Q1, Q2)를 제어하여 제3 공진 주파수로 입력 전압을 공급할 수 있다. 여기서 제3 공진 주파수는 입력 전극(11)과 제3 스위치(S3)가 연결된 제3 탭 전극(25) 사이의 거리에 대응하는 공진 주파수를 의미한다.For example, when the mobile phone is connected to a load, the controller 230 connects the third switch S3 and controls the switching elements Q1 and Q2 to output the input voltage at the third resonance frequency Can supply. Here, the third resonance frequency means a resonance frequency corresponding to the distance between the input electrode 11 and the third tab electrode 25 connected to the third switch S3.

또한 노트 PC가 부하(Load)로 연결된 경우, 제어부(230)는 제1 스위치(S1)를 연결함과 동시에, 스위칭 소자(Q1, Q2)를 제어하여 제1 공진 주파수로 입력 전압을 공급할 수 있다. 여기서 제1 공진 주파수는 입력 전극(11)과 제1 스위치(S1)가 연결된 제1 탭 전극(23) 사이의 거리에 대응하는 공진 주파수를 의미한다.Further, when the notebook PC is connected to a load, the controller 230 may connect the first switch S1 and control the switching elements Q1 and Q2 to supply the input voltage at the first resonance frequency . Here, the first resonance frequency means a resonance frequency corresponding to the distance between the input electrode 11 and the first tab electrode 23 connected to the first switch S1.

마찬가지로 제2 스위치(S2)가 연결되는 경우에는 제2 공진 주파수로 입력 전압을 공급할 수 있다.Similarly, when the second switch S2 is connected, the input voltage can be supplied at the second resonance frequency.

이처럼 본 실시예에 따른 제어부(230)는 스위칭 주파수를 제어하여 선택된 출력 전극(21)과 입력 전극(11) 사이의 거리에 대응하는 공진 주파수로 입력 전압을 인가한다. 따라서 다양한 부하(Load) 조건에 대해 고효율로 동작할 수 있다.
The control unit 230 controls the switching frequency to apply the input voltage to the resonance frequency corresponding to the distance between the selected output electrode 21 and the input electrode 11. Therefore, it can operate with high efficiency for various load conditions.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

1, 2: 전자 기기
10: 입력부
11: 입력 전극
13 ~ 15: 입력 측 탭 전극
20: 출력부
21: 출력 전극
23 ~ 25: 출력 측 탭 전극
30: 압전체
100, 200: 압전 변압기
210: 입력 회로
220: 출력 회로
230: 제어부
240: 스위칭부1, 2: Electronic device
10: Input unit
11: input electrode
13 to 15: input side tap electrode
20: Output section
21: Output electrode
23 to 25: output side tap electrode
30:
100, 200: Piezoelectric transformer
210: input circuit
220: Output circuit
230:
240:

Claims (13)

압전체;
상기 압전체에 형성되는 입력 전극; 및
상기 압전체에 형성되는 출력 전극;
을 포함하며,
상기 입력 전극과 상기 출력 전극 중 어느 하나는 다수의 탭 전극을 포함하는 압전 변압기.
A piezoelectric body;
An input electrode formed on the piezoelectric body; And
An output electrode formed on the piezoelectric body;
/ RTI >
Wherein one of the input electrode and the output electrode includes a plurality of tap electrodes.
제1항에 있어서, 상기 다수의 탭 전극은,
상기 입력 전극에 형성되며, 상기 출력 전극으로부터 멀어지는 방향을 따라 순차적으로 배치되는 압전 변압기.
The electro-optical device according to claim 1,
Wherein the piezoelectric transformer is disposed on the input electrode, and is disposed sequentially along a direction away from the output electrode.
제1항에 있어서,
상기 압전체는 막대형으로 형성되며, 상기 입력 전극은 상기 압전체의 일단 측에 배치되고, 상기 출력 전극은 상기 압전체의 타단 측에 배치되는 압전 변압기.
The method according to claim 1,
Wherein the piezoelectric body is formed in a rod shape, the input electrode is disposed at one end side of the piezoelectric body, and the output electrode is disposed at the other end side of the piezoelectric body.
제2항에 있어서, 각각의 상기 탭 전극은
상기 압전체 내부에 배치되는 매립 부분과, 상기 압전체의 일면에 노출되는 노출 부분을 포함하는 압전 변압기.
3. The device of claim 2, wherein each of the tab electrodes
A buried portion disposed inside the piezoelectric body; and an exposed portion exposed on one surface of the piezoelectric body.
제1항에 있어서, 상기 다수의 탭 전극은,
상기 출력 전극에 형성되며, 상기 입력 전극으로부터 멀어지는 방향을 따라 순차적으로 배치되는 압전 변압기.
The electro-optical device according to claim 1,
Wherein the piezoelectric transformer is disposed on the output electrode and is disposed sequentially along a direction away from the input electrode.
입력부와 출력부를 포함하며, 상기 입력부와 출력부 중 어느 하나는 다수의 탭 전극을 포함하는 압전 변압기;
상기 압전 변압기의 입력부에 연결되어 입력 전압을 공급하는 입력 회로; 및
상기 압전 변압기의 출력부에 연결되어 상기 출력부에서 출력되는 전압을 부하에 공급하는 출력 회로;
를 포함하는 전자 기기.
A piezoelectric transformer including an input unit and an output unit, wherein any one of the input unit and the output unit includes a plurality of tap electrodes;
An input circuit connected to an input of the piezoelectric transformer to supply an input voltage; And
An output circuit connected to an output of the piezoelectric transformer to supply a voltage output from the output to a load;
.
제6항에 있어서,
상기 부하의 적정 공급 전압을 파악하여 다수의 상기 탭 전극 중 어느 하나를 선택하는 제어부를 더 포함하는 전자 기기.
The method according to claim 6,
Further comprising: a control unit for determining a proper supply voltage of the load and selecting any one of the plurality of tap electrodes.
제7항에 있어서,
상기 다수의 탭 전극에 각각 연결되는 다수의 스위치를 구비하는 스위칭부를 더 포함하는 전자 기기.
8. The method of claim 7,
And a plurality of switches connected to the plurality of tab electrodes, respectively.
제8항에 있어서,
상기 탭 전극은 상기 입력부에 배치되며,
상기 스위칭부는 상기 입력 회로와 상기 압전 변압기 사이에 배치되는 전자 기기.
9. The method of claim 8,
Wherein the tab electrode is disposed in the input section,
And the switching unit is disposed between the input circuit and the piezoelectric transformer.
제9항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 출력 전압을 조정하기 위해, 선택된 상기 어느 하나의 탭 전극을 통해 입력되는 상기 입력 전압의 스위칭 주파수를 조정하는 전자 기기.
10. The apparatus according to claim 9,
And adjusts the switching frequency of the input voltage inputted through one of the selected one of the plurality of tab electrodes to adjust the output voltage.
제8항에 있어서,
상기 탭 전극은 상기 출력부에 배치되며,
상기 스위칭부는 상기 출력 회로와 상기 압전 변압기 사이에 배치되는 전자 기기.
9. The method of claim 8,
The tab electrode being disposed in the output,
And the switching unit is disposed between the output circuit and the piezoelectric transformer.
제7항에 있어서, 상기 입력 회로는,
상기 제어부에 의해 제어되는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하는 전자 기기.
8. The input circuit according to claim 7,
And at least one switching element controlled by the control unit.
제7항에 있어서, 상기 출력 회로는,
상기 압전 변압기에서 출력되는 전압을 정류하는 정류 회로를 포함하는 전자 기기.
8. The semiconductor memory device according to claim 7,
And a rectifying circuit for rectifying the voltage output from the piezoelectric transformer.
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