TW302555B - - Google Patents

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TW302555B
TW302555B TW85106453A TW85106453A TW302555B TW 302555 B TW302555 B TW 302555B TW 85106453 A TW85106453 A TW 85106453A TW 85106453 A TW85106453 A TW 85106453A TW 302555 B TW302555 B TW 302555B
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302555 at B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(》 、 1 1 發 明 1 域 1 1 本 發 明 有 Μ 一 種 壓 霣 陶 瓷 變 壓 器 • 且 較 特 別 地 , 有 Μ 1 I 一 種 達 成 大 電 壓 升 壓 比 之 壓 霣 陶 瓷 變 懕 器 Μ 及 一 棰 製 造 請 1 1 I 此 壓 霣 陶 瓷 變 壓 器 而 不 會 破 裂 之 方 法 0 先. 閱 1 I 讀 Ά. JL 星 1 背 面 1 I 之 1 壓 電 陶 瓷 變 壓 器 係 製 造 於 —^ 壓 霣 陶 瓷 板 之 上 • 且 分 為 注 意 1 一 騮動部Μ及 一 產 生 器 部 0 此 驅 動 部 與 產 生 器 部 佔 有 整 孝 項 1 再 1 I 個 m 霣 陶 瓷 板 且 Μ 級 向 分 開 於 此 m 電 陶 瓷 板 之 中 〇 — 對 1 寫 本 裝· 霣 極 配 置 於 此 驅 動 部 之 中 * 而 交 流 電 懕 施 加 於 此 對 霣 頁 1 極 〇 此 交 流 電 m 使 m 電 陶 瓷 板 產 生 縱 向 振 動 9 而 此 縱 向 1 1 振 動 使 產 生 器 部 產 生 一 提 升 之 電 m 〇 1 I 此 壓 霄 陶 瓷 變 m 器 有 效 地 提 升 输 入 電 壓 且 在 諸 如 一 電 1 1 視 接 收 櫬 之 偏 向 器 或 一 複 印 櫬 之 充 電 器 之 電 源 供 應 % 統 1丁 1 中 被 使 用 為 一 高 懕 霣 位 之 變 壓 器 0 此 壓 電 陶 瓷 變 壓 器 在 1 I 髏 積 上 較 小 於 電 磁 變 懕 器 » 且 允 許 製 造 商 減 小 一 電 源 供 1 1 應 % 统 之 大 小 〇 1 I 第 1 圔 描 繪 一 羅 森 型 (R 0 S e η -1 ype)懕霣陶瓷變壓器之 線 1 典 型 實 例 0 此 習 用 技 術 之 m 電 m % 變 壓 器 係 Μ 一 壓 霣 陶 1 1 瓷 板 1 為 基 礎 而 製 造 » 且 此 颳 電 陶 瓷 板 1 被 延 伸 於 一 由 1 I 箭頭LG所指示 之 方 向 中 〇 此 懕 電 陶 瓷 板 1 具 有 一 低 阻 抗 1 I 部 分 1 a Μ 及 一 高阻抗部分lb分開於縱向 LG中 9 且 一 驅 動 1 部 1 c 與 — 產 生 器 部 Id分別地被指定為此低組抗部分 1 a 與 • 1 I 此 高 阻 抗 部 分 lb 〇 1 1 此驅動部lc具有 對電極2a/2b , -3- 且此等霣極2 a/2b 覆 1 1 1 1 1 1 本紙張又度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2IOX297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(> ) 篕著低阻抗部分la之大部分上表面與大部分下表面。此 等電極2a/ 2b並未覆蓋此低阻抗部分之上表面與下表面 之周邊。此低阻抗部分la被Μ此壓霣陶瓷板1之一厚度 方向ΤΗ所僱極化。 另一方面,此產生器部Id具一末皤表面霣極,附著於 此懕電陶瓷板1之一末端表面,且此高阻抗部分Id在设 向L G中僑極化。 當一交流爾源EU埋接於電極2a與2b之間時,一交流霣 壓施加於此低阻抗部分la,且一横向之J髮電效應發生於此 低阻抗部分la之中,此低阻抗部分la振動於縱向LG之中 ,此縱向振動被傳導至高阻抗部分lb,而一縱向之壓電 效應發生於此高阻抗部分lb之中,此縱向之壓霄效應產 生一输出電位Eout於電極2b與2c之間。 第2圖描繪一由NEC (日本霄氣)公司申請之日本專利 案號第6- 1744 7號所揭示之壓電陶瓷器。此壓電陶瓷變 壓器亦製造一壓電陶瓷板5之上,且此壓霣陶瓷板5被 分配於一驅動部5a與一產生器部5b間。 此驅動部5a具兩對似梳狀電槿6a/6b與7a/7b,且此兩 對似梳狀電極6a/6b與7a/7b係分別形成於經指定為驅動 部5a之右邊部分5a之上表面與下表面之上。此似梳狀電 極6 a與7a分別與電極6b與7b圼叉指狀,且似梳狀霣極7a 與7b分別位於壓電陶瓷板5之似梳吠電極6a與6b之相反 側。似梳狀鼋極6a具有指部分6c, 6d與6e,而另一似梳 吠電極6b亦具有指部分6f, 6g與6h。間隙則發生於指部 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0 X 297公釐) II —^ 1» I 11 n 訂 I I n 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I·) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 302555 五、發明説明ο ) 分6c與6f, 6f與6d, 6d與6g, 6g與6e, Μ及6e與6h之間 ,雖然在第2圏中並不明顯,但似榇狀霣極7a與7b具有 指部分,且間陳亦發生於其間。 指部分6c至6h界定曝露於其間所界定諸間隙之壓電陶 瓷副部分,且此等壓電陶瓷副部分被不同地予Μ僑極化 ,亦即,每一個不同之壓霣陶瓷副部分均Μ相反於其鄰 接之壓電陶瓷副部分之方向被儸極化。所以此等介於指 郜分6c與6f, 6d與及6e與6h間之壓《陶瓷副部分係 Μ箭頭9a所示之方向餳極化,而介於指部分6f與6dM及 6 g與6e間之壓電陶瓷副部分則W箭頭9b所示之方向偏極 化。 一對输人皤子8a/8b配置供此二對之似梳狀電櫳6a/6b 以及7a/7b用,输人端子8a連接於似梳狀電極6a與7b,而 另一輪入端子8b刖連接於似榇狀霣極6b與7b。 產生器部5b佔著一左邊部分5d, Μ及條狀霣極10a與 10b分別地形成於此左邊部分5d之上與下表面之上,條 狀霣極10a與10b係延伸於此壓霣陶瓷板5之寬度方向中 ,條狀霣極10b係形成於壓霣陶瓷板5上條狀霣極10a之 相反側,而左邊部分5d則以此壓«陶瓷板5之縱向LG僑 極化。 一對輸出端子11a與lib提供用於此產生器部5b,條吠 霣極10a與10b係連接於輪出端子lib,而另一 _出端子 11a刖連接於似榇狀霣極6a/7a。 當一交潦轚壓Ein施加於_入皤子8a與8b時,級向應 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(‘) 霣效應發生於驅動部5a中,且此驅動部5a振動於級向LG 之中,此縱向振動傳導到產生器部5b,而造成整個懕霣 陶瓷板5之級向振動,此產生器部5b經由級向懕霣效應 轉換此縱向振動為一介於輸出嫌子11a與lib之間之_出 電位Eout。雖然第2圈中所示之壓霣»瓷變壓器具有兩 組分別形成於歷霣陶瓷板5之上表面與下表面上之«極 ,但此二組霄極之一允許壓電》瓷變颸器提升輸入電位 Ein之電壓於輸出霄位Eout。 示於第2圔中之壓霣陶瓷變壓器解決了第1圖中所示 之羅森型壓霄陶瓷變壓器之本質上之問題,且優於羅森 型懕轚陶瓷變壓器。 詳细地,繪出電位係取出自羅森型壓電陶瓷變壓器之 末端表面電極2c,而此末端表面電極2c被連接於_出端 子。當此壓電陶瓷板1 Μ縱向LG振動時,此縱向振動之 反節點會發生於末端表面電極2c之上,且输出端子易於 自末端表面霣極2c断接。 另一方面,條狀霣極10a與10b保持與颸霣»瓷板5之 上表面與下表面接且條狀電極l〇a/ 10b係可調整於 縱向振動發生之節點之適當位置。基於此因,输出端子 lib不易於自條狀電極10a/10bif接。此為示於第2圈中 之壓霣陶瓷變懕器超越羅森型壓霄陶瓷變壓器之第一個 優黏。 第二個超越羅森型壓霣陶瓷變壓器之優點係大的電懕 升懕比,兩涸有醑霣壓升颳比之要素,其一係用於產生 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ----------K——^------、訂------# (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 302555 經 濟 部 中 央 標 準 為 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明説明(r ) 1 1 級 向 振 動 之 & 霣 效 應 » 而 另 要 索 則 為 霣 埸 強 度 〇 1 1 大 致 上 t 縱 向 m 霣 效 應 產 生 較 大 於 横 向 壓 電 效 應 之 應 1 I 力 9 如 上 文 中 所 述 % 羅森型懕霣之驅動部lc透通横 向 壓 N. 請 1 1 霣效應振動於級向LG中 t 而 第 2 圈 中 所 示 之 壓 霣 陶 瓷 變 閲 1 I 讀 壓 器 m 透 過 縱 向 m 霣 效 應 產 生 級 向 振 動 於 驅 動 部 5 a 中 〇 背 Λ 1 | 之 1 電 壜 愈 強 則 縱 向 振 動 之 發 生 亦 愈 大 〇 當 指 部 分 6 c 至6h 注 意 1 間 之 諸 間 陳 減 少 時 霣 場 呈 較 強 t 而 用 於 半 専 « 積 « 霣 事 項 1 再 1 1 路 之 微 形 圖 案 製 作 技 術 係 有 效 於 極 窄 之 間 隙 〇 因 此 t 相 導 1 寫 本 裝* 當 容 易 產 生 —* 強 霣 場 於 第 2 圈 中 所 示 之 壓 霣 陶 瓷 變 壓 器 頁 1 之 驅動部5a之 中 〇 另 一 方 面 » m 霣 陶 瓷 板 1 之 厚 度 醐 係 1 1 著 電 場 之 強 度 〇 必 須 減 少 壓 電 陶 瓷 板 1 之 厚 度 Μ 用 於 產 1 I 生 較 強 之 霣 場 於 驅 動 部 1 c 之 中 〇 然 而 • 假 如 壓 電 陶 瓷 板 1 1 1 太 薄 » 則 壓 電 陶 瓷 板 1 更 易 於 跛 裂 〇 基 於 此 因 9 比 羅 11 1 森 型 壓 電 m 瓷 變 壓 器 較 為 強 之 霣 埸 產 生 於 第 2 圈 中 所 示 1 I 之 懕 電 陶 瓷 變 壓 器 之 中 〇 1 1 所 Μ » 第 2 圃 中 所 示 之 壓 霣 陶 瓷 變 懕 器 於 此 二 要 素 中 1 I 均 優 於 羅 森 型 壓 霣 陶 瓷 變 懕 器 9 且 因 而 達 成 大 霣 壓 之 升 線 I 壓 比 〇 1 1 從 上 述 說 明 將 理 解 » 巳 由 NEC (日本電氣)公司 所 提 出 1 | 之 壓 霣 陶 瓷 變 壓 器 係 由 於 m 久 性 與 大 電 m 升 壓 比 而 令 人 1 I 滿 意 〇 然 而 » 第 2 圔 中 所 示 之 懕 霣 陶 瓷 變 壓 器 中 所 遭 遇 1 ί 之 問 囲 如 下 〇 • 1 I 第 一 個 問 囲 係 於 製 程 中 所 遭 遇 之 破 裂 與 餳 極 化 不 足 間 1 1 之 取 捨 〇 首 先 t 說 明 此 m 霣 m 瓷 變 壓 器 製 法 之 一 典 型 實 1 1 7- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明() 例。 習用技術之方法開始於壓«陶瓷板之製備,且製作電 極圓案於此壓霣陶瓷板之表面上。其後,以預定方向來 鴒極化驅動部與產生器部。 於第1圔中所示之羅森型壓電陶瓷變壓器之製法中, 直流電歷施加於驅動部lc之電極23與21)之間,且直流霣 壓施加於霣極2a/ 2b與末端表面電極2c。相對地,當壓 電陶瓷板5被遵擇性地偏極化時,首先,直流電颳施加 於似梳狀霣極6a/7a與條狀霣極10a/10b之間,其後•直 流霣壓施加於似梳狀霣極6a/7a與似梳狀霣極6b/7b之間 以用於鼷動部5a選擇性之餳棰化。 因而,偏極係執行於施加直流電壓於霣極,此直流霣 壓產生一電場於®霄陶瓷板中,且霣場產生一雙極力矩 (dipole noment)以用於偏極化。大致上,此雙檯力矩之 大小係依溫度與電場強度而定,強霣場產生足夠之餳極 化而高溫則允許製造商減少霣埸之強度。然而,在一極 強之電壜下僱極化通常是危險的且會惡化壓霣陶瓷變懕 器。基於此因,歷霣陶瓷板與霣極被浸入諸如矽油之热 絕緣油之中,且施加若干仟伏/毫米於此热絕緣油中。 «由實例,此饒極化之情況係在施加400伏特於間隔200 微米之«極間之下執行於攝氏100度之热矽油中(參閲曰 本専利未審査公告案號第64-1 49 81),Μ及電埸係2仟伏 /毫米揭示第2匾中所示之壓霣陶瓷變懕器之日本專利 案號第6-17441號,指出在4仟伏/ ¾米之霣場之下於攝氏 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) I— -I I- II """"線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 i、發明説明( 100度之热涵緣油中之锸極化Μ用於糴動與產生器部5a/ 5b。另一由NEC公司所申請之日本專利案號第4-27040« 掲示僱極化之條件,其中直流霣壓係施加在浸入於撬氏 150度热缍緣油中之鼸》部與產生器部之霣槿Μ用於產 生1 . 5仟伏/¾米之霣場。 因而,僑極係於胞加若干仟伏/«米而執行於热辑緣 油之中。然而,此《場會使第2 中所示之習知技術之 腰霄陶瓷變颳器破裂° 詳细地,條狀ttSl〇a/l〇b與似梳狀霣極6a/7a間之距 離係極大於似榇狀霣極6a/7a與另一似榇狀霣極6b/7b間 之距離•此乃因«壓升膣比係抑賴於此等距離間之比例 。似梳狀電極6a/7a與另一似榇®S6b/7b間之窄距雛產 生強電場,故驅動部小的输入霣壓Ein而產生一 大的應變。相對地,似梳狀霄極6a/7a與條狀«極l〇a/ 10b間之長距離♦增加產生器部5b中之懕變量,而此大 量之應變會產生大的輸出霣SEout。因此,條狀霣極10a / 10b與似榇狀霣極6a/7a間之畏距雕係令人滿意地用於 大霣壓升壓比。然而,條吠霣極10a/ 10b與似榇狀霣極 6a/7a間之長距雛並未令人滿意於足夠之僑極化,因為 足夠之餳極化需要棰大的直流霣壓。為了要抑制由於局 部電力媒之集中所不欲之放霣,指部分6c至6h之遏緣係 與壓霣Μ瓷板5之邊埭5e/ 5f分開,且空缺區域發生於 如虚線BL1所示之ft緣與邊線5e/5f之間閲第2圈)。 结果,雖然條狀霣極10a/10b與似桷狀霣極6a/7a間之霣 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X25»7公釐) I —JI 1 I I n 訂—―— —— n 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(汉) 埸導致其間之中央部分產生應變,但在此中央部分兩側 由虚線BL 2所包園之周*部分中並未產生應變。一應力 會發生於中央部分與各周邊部分間之邊界之間,且此應力 之大小係成比例於中央部分中所產生之應變。其於此因 ,假如條狀«S10a/10b與似桷狀電極6a/7a間之«埸太 強,則一大的應力會發生於中央部分與各周邊部分之間 ,且此大的應力會使壓電W瓷板5沿著邊界破裂。 假如條狀霣欐10a/10b與似桷狀電極6a/7a間之霄場很 弱,則應力很小使得壓電陶瓷板不會破裂。然而,弱霣 場無法使偏極化飽和於產生器部5b中。如上文中之所逑 ,僱極化所要求之霄埸強度係反比例於溫度,而一極高 之溫度允許弱霣場能充分地餳極化此產生器部5b,當絕 緣油到達一約攝氏200度之極限時,仍保持於破裂與不足 偏極化間之取捨。 存在於第2圔中所示之習用技術壓電陶瓷變鼦器之第 2個問»係不足之霣壓升壓比。此不足之霣颳升壓比係 衍生於驅動部5a中之振動棋式。第3圈描繪在選擇性僱 極化之下產生於此驅動部5a中之霄場分佈。於鼴動部5a 中之霣場係由弧12表示,而各弧開始於諸指部分6f,6g 與6h之一而终止於郯接之指部分6c, 6d與6e。此支配性 之振動棋式係沿著弧12而變化,此縱向懕電效應係支配 性於由虛線BL3所包圃之弧12上之中間部分中;然而, 横向壓電效應則支配性於Μ虚線BL4所包圃之開始/终 止部分中。於此中間部分之中,«埸媒之縱向成分係極 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) I ^ ^ ~ II I I I 訂— ~"線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 30^555 A7 B7 五、發明説明(9 ) 大於K «陶瓷板5之厚度方向中之成分,相對地,在厚 度方向中之成分係較大於在開始/終端部分之縱向成分 。因此,由縱向壓霣效應所支配之部分與由横向壓霣效 應所支配之部分交替於驅勡部5a之中。然而,由於横向 壓霣效應之振動係反向於由於嫌向壓霣效應之振動。當 由縱向歷電效應所支配之部分以縱向擴大時,由横向壓 電效應所支配之部分則在級向中縮小。因而,此振動部 分地由反向振動柢消,而此部分S抵消之振動卻造成不 足之電壓升壓率。 發明槪述_ 因此,本發明之重要目的係提供一種懕電陶瓷變懕器 ,其可達成大的電壓升壓比而不會在端子與電極間造成 斷接。 本發明之又一重要目的係提供一種sm陶瓷變壓器之 製法,其可充分地鴒極化s電陶瓷板而不畲使之破裂。 根據本發明一形態,係提供一種懕霣陶瓷變壓器,包 含:一壓電陶瓷板,延伸於一第一方向中,且在此第一 方向中畫分成一第一壓霣陶瓷部分與一第二懕霣陶瓷部 分,此第一壓霣陶瓷部分傾極化於此第一方向中;至少 一输出電極形成於此第一壓«陶瓷部分之一區域上其中 在此第一方向中發生一振動節點,且此输出電極延伸於 一垂直於此第一方向之第二方向之中;一末端表面霣極 ,形成於一與至少一於此第一方向中之输出m極分開之 此第二颳霣陶瓷部分之末皤表面上;μ及至少一對_入 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) I— -I ill 裝—— I ^ n 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(α ) 霣極,形成於此第二懕«陶瓷部分之上,此至少一對输 入霣極之一具有多個第一指部分彼此相互霣氣速接且延 伸於此第二方向中,另一 _入霣極具有多僩第二指部分 彼此相互«氣連接且延伸於此第二方向中,此多個第一 指部分霣氣絕緣且叉指於此多個第二指部分以形成間隙 於其間,此第二K «陶瓷部分具有多個曝®於此等間隙 之經選擇之間隙而偏極化於相反於第一方向之第三方向 中之第一初级壓霣陶瓷副部分及多個曝两於此等間隙之 其餘間隙而與此多個第一初级壓霣陶瓷副部分交替且偏 極化於此第一方向中之第二初级壓電»瓷副部分,此多 個第一初级壓霣陶瓷副部分具有第一次级壓霣陶瓷副部 分由一縱向懕霣效應所支配及第二次级壓霣陶瓷副部分 由一横向壓電效應所支配,此縱向壓霣效應係支配此多 個第二初级壓電陶瓷副部分而非一壓電陶瓷副部分其中 横向壓霣效應係由箱由末靖表面霣極來支配。 根據本發明另一形態,係提供一種壓霣陶瓷變壓器之 製法,包含下列步骤:a)製備一壓霣陶瓷板;b)形成至 少一 _出«極於此歷«»瓷板之一第一壓霣陶瓷部分之 上及至少一對_入霣極於此壓霣陶瓷板之一第二懕電陶 瓷部分之上;K及c)分別地Μ預定方向鯈極化此第一壓 «陶瓷部分與此第二歷«陶瓷部分,且包含下列副步驟 :c-1)於一第一溫度腌加一霣埸於此至少一 _出霣極與 此至少一對_入霣極之間;以及c-2)降低此第一溫度為 此第二溫度而不改變霣壜以偏極化此第一懕霣陶瓷部分 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) : · 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印敢 五、發明説明(·') 1 1 於 此 壓 霣 陶 瓷 板 之 一 縱 向 之 中 0 1 1 BL 式 簡 沐 1 I 根 據 本 發 明 之 m m 陶 瓷 變 壓 器 及 其 製 法 將 從 下 面 结 合 請 1 1 I 附 圈 之 說 明 而 呈 較 易 理 解 ,其中: 今· 閲 1 I 讀 j I 第 1 圈 係 一 示 意 圈 » 顯 示 習 用 技 術 壓 霣 陶 瓷 變 壓 器 之 背 面 1 1 之 结 溝 » 注 意 1 第 2 圖 係 一 示 意 _ , 顯 示 曰 本 専 利 案 號 第 6- 174417號 事 項 1 再 1 I 所 揭 示 之 壓 霣 陶 瓷 變 壓 器 之 结 構 $ 4 1 寫 本 第 3 麵 係 —* 横 截 面 圈 » 顯 示 第 2 围 中 所 示 之 屋 霣 m 瓷 頁 1 變 m 器 之 驅 動 部 中 所 產 生 之 電 場 9 1 1 第 4 圖 係 一 示 意 匪 9 顯 示 根 據 本 發 明 一 壓 霄 m 瓷 變 壓 1 I 器 之 结 構 1 1 第5A至5D圖係示意圈 • 顬 示 第 4 画 中 所 示 之 壓 霣 陶 瓷 玎 1 變 壓 器 之 製 法 9 1 I 第 6 圈 係 一 示 意 圈 , 顯 示 根 據 本 發 明 之 另 Μ 電 陶 瓷 1 1 變 壓 器 之 结 構 • 1 I 第7A至7D圔係示意_ 9 顯 示 第 6 圓 中 所 示 之 壓 電 陶 瓷 線 I 變 m 器 之 製 法 9 Μ 及 1 1 第 8 圖 係 一 横 截 面 圃 9 顯 示 一 壓 電 陶 瓷 變 m 器 之 驅 動 1 | 部 中 所 產 生 之 電 埸 〇 1 | 較 伴 旃 例 說 明 1 第 — ir 胞 例 1 I 參 照 匾 式 之 第 4 圖 9 本 發 明 m 陶 瓷 變 壓 器 之 —— 實 施 1 1 例 主 要 包 含 一 m 電 陶 瓷 板 21 > 一 對_入霣極22, 施 加 1 1 13 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7___ 五、發明説明(^) 以一_入之交流霣壓及一對_出霄槿23。實拖此 第一實腌例之壓《W瓷變懕器係一種羅森型壓電W瓷變 壓器之改良,而其末蠼表面霣極2c係以一鲟輸出霣極23 來取代。 壓霣陶瓷板21係由壓霣m瓷於p ζ τ (雎鉛肽酸鹽)系统 中所形成,且分為一右*部分21a與一左邊部分21b。右 邊部分21a係Μ由粗箭頭LG所示之嫌向鴒極化·而左邊 部分21a則以由粗筋頭TH所示之厚度方向來偏極化。 此對_入霣極22具有兩届平面霣極22a/ 22b,分別形 成於右邊部分21a之上表面與下表面之上且相互霣氣緣 緣。此等平面電極22a與22b係分別地連接於蝙子24a與 24b,且交流霣壓施加於嬸子24a與24b之間。 另一方面,一對輸出«極23具有兩個條狀電極23a/ 23b,且此等條狀霣極233/231>延伸於壓霣陶瓷板21之宽 度方向中,此等條狀霣極23a/ 23b係保持與縱向振動之 節點發生之左《部分21b接觸。基於此因,此等條狀霣 棰23a與23b並不舍激烈地徭動,且孅子2 4c幾乎不會從 條狀«極23a/23bii接。此等條狀霣極23a/23b係連接於 —输出嫌子24c,而輸出之交流霣B則發生於蟠子24b與 24c之間。 此右邊部分21a,此對輪人«極22W及諸皤子24a/24b 為鼸動部21c之整個建構,而左邊部分21b,此對_出« S 23M及諸纗子24b/24c則形成產生器部21d之姐合。 根據本發明之壓霣》瓷變壓器係動作如下。當_入之 -14- ----..-------裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -張適用中國國家標準(CNS ) 公董) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(·〇 交流霣颳施加於皤子24a與24b之間時,横向壓霣效應發 生於右邊部分21a之中,且此右邊部分21a振動於嫌向LG 之中。機霣耩合因数K31係表示鑰入之交流霣懕Ein與縱 向振動間之闞係。 此縱向振動傳導至產生器部21d且分散於整涸懕電陶 瓷板21。此產生器部21d經由嫌向懕霣效應轉換此級向 振動為输出之交流霣SEIout。櫬霣網合因數K33係表示 縱向振動與输出之交流霣SEout間之闞係。 接著,參照第5A至5D圖說明此懕電陶瓷變壓器之製法。 此方法開始於臛電陶瓷板21之製備。由東金公司(
To kin Corporation)所製造之壓電陶瓷物霣係有效於此 壓霣陶瓷板21,此壓霣陶瓷物質係PZT系铳之中,且販 售為NEPEC8,此懕霣陶瓷板21之量度為長度28奄米,寬 度10毫米Μ及厚度1.0奄米。最後之结構係描繪於第5A 圖中。 其後,屏幕印刷導《性銀糊狀物於壓電陶瓷板21之 上與下表面之上,且燒结此湖狀物圖案以形成平面霣極 22a/22bM及條狀電極23a/ 23b ,導電性銀——鈀捆狀物 亦有效於此等?!極22a/22bM及23a/23b。最後之结構描 鎗於第5B圈。 條狀電極23a與23b藉由一導電性夾具31耩合,而另一 導霣性夾具32則耦合似梳狀霣極22a與另一似梳狀霣極 22b,導電性夾具31與32係連接於直流霣源33。此壓電陶 瓷板21係置於一烤爐34中且在大氣中加热此壓霣陶瓷板 -1 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(210X2S»7公釐) !ί-11 i I 訂 I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(A ) 21至攝氏300至500度。在壓霣陶瓷板21之中,直流霣源 33產生一電場於條狀《S23a/23b與似梳狀電極22a/22b 之間,且此電場被調整為0.5仟伏/¾米至0.7仟伏/«米 。於此烤爐34中之溫度被減至攝氏100度或更少而不改 變施加於條吠電極23a/23b與似梳狀電極22a/22b間之直 流電位。當溫度到達攝氏10 0度時,電場自此壓電陶瓷板 21移開。然後,K縱向LG來鴒極化此懕霣陶瓷板21之產 生器部21b。此種偏極化稱為”霄壜猝息技術”,最後之结 構則描繪於第5c圔中。 接著,驅動郜21aM厚度方向TH偏極化,移開導電性夾 具31與32,且分別地將金属探針35a與3b頂壓在似梳狀電 極22a與22b之上。壓電陶瓷板21被浸入於矽油3b中,而 此矽油加热至攝氏100度壓200度。直流霄源37係速接於 金麗探針35a/35b,且產生一 2至3仟伏/奄米之電場於似 梳狀電極22a與22b之間。结果,如第5D圖中所示,壓電 陶瓷板21之驅動部21aM厚度方向TH僱極化,此偏極化稱 為”高溫偏極化技術"。 因此,產生器部21b與驅動部2U分別纆由電場猝息技 術與高溫備極化技術來傾極化,而獲得第4圖中所示之 懕電陶瓷變壓器。 並不推駕在大氣中加熱超過攝氏350度以偏極化產生 器部,因為導霣性夾具31與32會變形且不需要之放霣傾 向於發生在霣極23a/23b與22a/22b之間。亦不推薦加热 矽油超過200度來偏極化,因為霣氣絕緣由於油之热解 -1 6 _ 本^浪尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ~ — * Γ— I 訂. 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 · B7 五、發明説明(β ) 而易於斷裂。相對地,在大氣中低於300度之热處理K 及在油中低於100度之热處理會造成不足之傾極化。基 於此因,本發明人確定在大氣中用於傾極化之溫度範園 係於攝氏300度與350度之間,而在油由用於餳極化之溫 度範圃係於攝氏100度與200度之間。 本發明人評估此壓霣陶瓷變壓器如下。首先,經由根 據本發明之方法製造一百個第4圖中所示之歷電陶瓷變 壓器之樣品。 基於比較之目的,成百之第一比較性樣品與成百之第·^匕 較性進一步地被製造如下。第一比較性樣品與第二比較 性樣品在结構上谏相類似於本發明之百個漾品;然而, Μ不同方式執行偏極化。對於第一比較性樣品,產生器 部係於施加範圃自0.5仟伏/毫米至0.7仟伏/毫米之電埸 下僱極化於攝氐300度之大氣中,而驅動器部係於施加 範園於2仟伏/毫米與3仟伏/牽米之間之電埸下偏極化於 攝氏100度之矽油中。對於第二比較性樣品,產生器部 係於一範園自0.7仟伏/奄米至1.0仟伏/奄米之增大電場 下餳極化於攝氏300度之大氣中,而驅動器部係於一範 園在3.0仟伏/ ¾米與3.5仟伏/毫米間之增大霣場下偏極 化於攝氏100度之矽油中。 接著,冰發明人根據本發明量度出本樣品之小振幅之 特性,Μ及計算出懺霣耦合因数K31與K33。此櫬霣耦合 因數K31係百分之18.5至19.5(18.5至19.5X)而機電耩合 因數K33偽百分之38.5至39.5。在褊極化胞和之下,一理 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ------.----^------1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 30^555 Α7 Β7 五、發明説明(々) 數 因 合 稱 1Β 機 之 ο 2 之 分 百 有 具 器 歷 變 瓷 陶 電0 之 想 此 因 ο 3 3 Κ 數 因 合 網 霣 機 之 明所壓 發下變 本之瓷 據和陶 根飽霣 ,化懕 極想 餳理 在於 品 樣 之 器0 變Κ3 瓷數 陶因 電合 40膻耦 之之電 分化櫬 百極之 及偏得 Μ 所取 與 近 接 比 1一一Κ3 第數 及因 Μ 合 品耦 樣霣 性拥 較出 比算 1 計 第且 出 , 度性 量特 。地之 數步幅 因一振 合進小 耦人之 電明品 機發樣 之本性 器 較 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 與K33。至於第一比較性樣品,其櫬霣耦合因數K31之最 大值係百分之16,而機電耦合因數K33之最大值為百分之 36。另一方面,第二比較性樣品取得之最大機電耦合因 數K31與K33相同於根據本發明樣品之懺霣輞合因數。因 此,根據本發明之樣品在櫬爾耩合因數中係較優於第一 比較性樣品,且藉由此大的欐電耩合因數而達到比第一 比較性樣品更大之電壓升颸比。 本發明人施加交流霄壓於稂據本發明之樣品Μ及第二 比較性樣品,而此等樣品被連鑛地驅動240小時。於連 續蓮作超通240小時之後,本發明人檢査根據本發明之 樣品Μ及第二比較性搛品Μ觀察是否破裂發生。所有根 據本發明之樣品均未破裂;然而,百分之10之第二比較 性樣品中發生破裂,且此破裂使其特激惡化。 因此,電埸猝息係有效於預防不足之僱極化以及破裂 ,且根據本發明之方法可製造充分僱極化之壓電陶瓷爱 壓器,其可達成大電壓升壓比而不會破裂。 第二竇淪例 _ 1 8 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -------W----^------,訂------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(π ) 两閲B式第6 _,另一壓霣Μ瓷變壓器係製埴於一懕 霣Μ瓷板41之上,此壓霣MSS變壓器係分為一驅動部41a 以及一產生器部41b,此壓霣陶瓷板41被畫分為一右邊 ,部分41cK及一左邊部分41d,而此右邊部分41cM及此左 邊部分41d係分別地被指定為糴動部41aM及產生器部41 b 〇 此騸動部413具有兩對似榇狀%極428/421>與43 8/431>, 且此兩對似榇狀«極42 a/42b與43 a/43b係分別地形成於 右邊部分41c之上表面與下表面之上,此似桷吠霣極42a 與43a係分別與似榇狀霣極42b與43b呈叉指狀,且似榇狀 霣極43a與43b分別位於壓霣陶瓷板41之似榇狀《極42a 與42b之相反側。似榇狀霣槿423具有指部分42c· 42d與 42e,而另一似檐狀S極42b亦具有指部分42f,42g與42h 。間隙則發生於42c與42f,42f與42d, 42d與42g,42e:與 42e, Μ及42e與42h之間•雖然在第6國中並不明顧*但 似梳吠電極43a與43b具有指部分,且間嫌亦發生於其 指部分42c至42h界定曝霣於其間所界定之諸間陳之8 «陶党副部分,且此等》1¾副部分被不闻地予以餳極化 ,亦即,每一個不同之壓«β瓷副部分均以相反於其鄰 接之應《»瓷副部分之方向被儒懕化。於此例中*介於 指部分42c與42f, 42d與42gM及42e與42h間之此等陶$ 副部分係Μ筋頭44a所示之方向鴒極化,而介於指部分 42f與42dM及42g與42e間之臛霣W瓷副部分則以箱頭44 b所示之方向僑極化。 -19- 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) Μ規格(210X297公釐) I--.1 I 11^^ 訂·™ -線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(d) 一對輸入鳙子45a/ 45b配置供此二對似榇狀霣極42a/ 42bM及43a/43b用,輸人端子45a連接於似桷狀霣極42a 與43a,而另一輸入孀子 45b則連接於似榇狀《極42b 與 43b ° 產生器部41b具有條狀®極46a與46b,此等條狀霣極係 分別地形成於此左邊部分41d之上與下表面之上,此等 條狀霣極46 a與46b之延伸於此ISIS陶瓷板41之寬度方向 中,條狀電極46b係形成於壓電陶瓷板41上條狀霣極46a 之相反側,而左邊部分41d則以此壓霣陶瓷板41之縱向 LG偏極化。 一對输出端子47a與47b提供用於此產品器部41b,條狀 電極46a與46b係連接於输出端子47b,而另一端子47a則 連接於似梳吠電極42a/43a。 此壓電陶瓷變壓器尚包含一末端表面電極48,此末端 電極48係使用於騮動部418之偏極化,但並不使用於霣 壓之升歷中。 條狀電極46a與46b係置於縱向振動所發生之節點匾域 ,基於此因,幟出镅子47b嫌乎不會躕接。 當一交流霣壓Ein施加於输入端子45a與45b時,縱向壓 霣效應發生於驅動部418中,且此驅動部41a驅動於縱向 LG之中。交流電颳Ein與縱向振動間之轉換係由櫬霣耩 合因數K33來表示,此嫌向振動被傅導至產生器部41b, 且造成縱向振動於整個壓霣陶瓷板41之上。此產生器部 41b透過嫌向懕霣效應轉換嫌向振動為一介於輸出皤子 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ----.--------篆------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梯準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明(β ) 47 a與47b間之_出霣位Eout。介於級向振動與输出霣位 Eout間之轉換亦由櫬霣耦合因數K33來表示。 參照第7A至7D圈來說明製造懕霣陶瓷變騮器之方法於 下文中。 此方法開始於皤電陶瓷板41之製備,懕電陶瓷物質 NEPEC8亦可用於此壓電陶瓷板21,此壓霣陶瓷板41之量 度為長度28毫米,寬度10奄米以及厚度1.0毫米。最後之 结構係描繪於第7A圔中。 其後,屏幕印刷導霣性銀糊狀物於懕霣陶瓷板41之上 與下表面之上W用於指部分42c至42hM及條狀電極46a/ 46b,且導霣性槲狀物塗覆於末端表面上Μ用於末端表面 電極48。燒结此糊狀物圖案Μ形成指部分42c至42h,條 狀霄極46 a/ 46bM及末端表面霣極48。形成似梳狀電極 43a/43b部件之指部分係禰示Μ相同於似桷狀電極42a/ 42b之參考數字。而導電性銀鈀糊狀物亦可用於此等電 極。最後之结構係描繪於第7B_中。 指部分42c係以導電性夾具51a鉗夾,而另一導霄性夾 具51b則鉗夾條狀電極46a與46b。一等霣性探針51c頂歷 於末端表面電極48,且將此臞霣陶瓷板41置於一烤《52 之中。此懕霣陶瓷板41在大氣中於此烤爐52之内被加热 於攝氏300度至350度,且一直流霣源52M此種方式,即 直流霣颸於條狀tt極46a/ 46b與指部分42c間產生0.5至 0.7仟伏/毫米霣埸Μ及在指部分42c與末端表面電極48 間產生0.5至0.7仟伏/奄米霣場之方式供應直度電壓於 -21- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) < W 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(μ ) 條狀霣極46a/46b,指部分42cW及末鳙表面霣極48之間 。其後,於此烤爐52中之溫度被減至攝氏1〇〇度或更少 而不改變施加於條狀霣極46a/46b,指部分42cM及末蠼 表面«極48間之直滾霣位。當溫度到達攝氏1〇〇度時,霣 場自此颳霣《1瓷板41移開。然後,分別Μ寬箭頭LG所示 之縱向Μ及寬筋頭LG’所示之相反方向來餳極化此產生 器部41b與驅動部41a。方向LG·係相反於縱向LG。最後 之结梅係描»於第7c圃之中。 接著,每一不同之壓霣W瓷副部分被反轉極性,詳细 地導霣性夾具51a/51bM及探針51c被解開,而専霣性夾 具54a,54b,54c,54d分別地绀夾住指部分42f,42d,42g, 與42e之配對。 將® SW瓷板41浸人於矽油55之中,且加热此矽油55 至遢氐100度到200度。直流霣源連接於夾具54a/ 54c與 54b/ 54d之間,且產生2至3仟伏/毫米之霣場於指部分 42f與42d之間以及指部分42d與42g之間。结果,在指部 分42f與42d間Μ及在指部分42s與42e間之壓霣陶瓷副部 分中之極性被反轉為莳頭44b之示所。最後之结構係示 於第7D讕中。 最後地,指部分42c至42e相互連接用Μ形成似榇狀霣 極428/43 3,以及指部分42丨至42^相互連接用以形成另一 似榇狀霣播42b/43b。 因此,S動部41a被薄揮性地偏極化於不同之方向44a 與44b中,而第8·描她產生於鼸動部41a中之霣埸分佈。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -------j----^.------1T------0 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明(w) 筋頭57 a係表示在壓霣1¾¾副部分中之霣埸於指部分42 c 與42f之間,指部分42d與42g之間W及指部分42e與42h之 間.且平行於縱向。此意諝霣場並未具有厚度方向中之 成分。換言之,只有ί«向膣《效應發生於指部分42c與 42f之間,指部分42d與42g間Μ及指部分42e與42h間之壓 霣副部分之中。 另一方面,由弧571)表示指部分42f與42d間Μ及指部分 42g與42e間之壓霣_瓷副部分中之«場。可忽略在厚度 方向中由虚線BL10所包_之中間部分之成分,而此等中 間部分中傜由縱向壓霣效應所支配。然而,由虚線BL11 所包園之兩末端部分包含厚度方向中成分之實質量,以 及横向壓霣效應係支配此等末端部分。 比較第8瞳中所示之霣埸分佈與第3圃中所示之霣埸 分佈,可理解係驅動部41a在厚度方向中之成分》躉較小 於驅動部5a·此係因為在指部分42c與42f間,指部分42d 與42g間Μ及指部分42e與42h間之饜霣HI瓷副部分未具 有在厚度方向中之任何成分。如上文中所述,由於横向 壓霣效應之钂向振動係反向於由於纘向壓霣效應之縵向 振動,在驅動部41a上之横向效_之影響係較少於在 鼷動部5a上横向壓霣效應之影響,基於此因,驅動部41a 產生之級向振動在振幅上較寬於在驅動部5a之級向振動 ,此較寬之振幅造成大的霣懕升壓比,且實腌此第二實 施例之Μ瓷變壓器將確實地改菩霣壓之升懕比。 本發明人評估此壓霣變懕器如下。首先,绶由根據本 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4^格(210X297公釐) —.1 I.— I I I 裝 I I I I I 訂— I I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 A7 B7 五、發明説明(^ ) 發明之方法製造一百個第6圃中所示之壓霣陶瓷變壓器 之樣品。 基於比較之目的,成百之第三比較性樣品與成百之第 四比較性樣品進一步地被製造如下。第三比較性樣品與 第四比較性樣品在结構上係相類似於本發明之百個搛品 ;然而,Μ不同方式執行鵂極化。對於第三比較性樣品 ,首先,產生器與驅動部係於施加範園自0.5仟伏/毫米 至0.7仟伏/毫米之霣場下偏極化於攝氏300度之大氣中 ,而鼷動部之極性係於施加範園於2仟伏/奄米與3仟伏/ 奄米間之霄場下薄擇性地反轉於攝氏100度之矽油中。 對於第四比較性樣品,首先,產生器與驅動部係於一範 園自0.7仟伏/奄米至1.0仟伏/奄米之增大霣場下镉極化 於攝氏300度之大氣中,而驅動部之極性係於一範围在 3.0仟伏/毫米與3.5仟伏/奄米間之增大霣場下理擇性地 反轉於攝氏100度之矽油中。 接著,本發明人根據本發明董度出本樣品之小振幅之 特性,Μ及計算出櫬霣耦合因數Κ33,此機電耦合因數Κ33 係百分之38.5至39.5於產生器部之中,Μ及百分之35.5 至35.6於驅動部之中。此產生器部約略等於一理想壓霣 陶瓷變壓器於百分之40之胞和僱捶化下之懺電耩合因數 Κ33。此即為何櫬霣縐合因數Κ33在驅動部中係較窄距離 於似榇吠霣極428/438與42b/43b間之原因。 本發明人進一步地Μ度出第三比較性樣品Μ及第四比 較性搛品之小振幅之特性,且計算出機霣耦合因數Κ33。 -24- 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS ) A4規格(210X297公釐) — ——,— — 1— 11 訂 I n 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明( >i ) 1 1 至 於 第 三 比 較 性 樣 品 ,在產生器部中之捆霣耦合因數K33 1 1 之 最 大 值 係 百 分 之 36 9 而 在 驅 動 部 中 之 最 大 值 係 百 分 之 1 I 33 〇 另 一 方 面 t 第 四 比 較 性 樣 品 取 得 之 最 大 拥 電 耩 合 因 請 1 1 數 K33 相 同 於 根 據 本 發 明 樣 品 之 櫬 霣 耦 合 因 數 〇 因 此,根 先 閱· 1 I 讀 1 據 本 發 明 之 樣 品 在 機 電 耩 合 因 數 K33 中 係 較 優 於 第 三 比 背 1 I 較 性 樣 品 » 且 藉 由 此 大 的 機 霣 耦 合 因 數 而 改 菩 了 霣 m 升 之 注 1 ί 意 | 壓 比 〇 事 項 1 再 1 1 本 發 明 施 加 交 流 霣 壓 於 根 據 本 發 明 之 樣 品 Μ 及 第 四 比 填 1 較 性 樣 品 ,而此等樣品被連續地驅勖2 40小 時 〇 於 m 續 m 寫 本 頁 裝. 1 作 超 過 240小時之後, 本 發 明 人 檢 査 根 據 本 發 明 之 樣 品 1 1 及 第 四 比 較 性 搛 品 以 觀 察 是 否 破 裂 發 生 〇 所 有 根 據 本 發 1 1 明 之 樣 品 均 未 破 裂 1 然 而 百 分 之 20 之 第 四 比 較 性 樣 品 1 1 中 發 生 破 裂 • 且 此 破 裂 使 特 徴 惡 化 〇 訂 I 因 此 • 電 場 猝 息 係 有 效 於 預 防 不 足 之 偏 極 化 以 及 破 裂 1 I » 且 根 據 本 發 明 之 方 法 可 製 造 充 分 儸 極 化 之 壓 霣 陶 瓷 變 1 1 壓 器 » 其 可 達 成 大 霣 壓 升 m 比 而 不 舍 破 裂 〇 1 | 雖 然 已 顯 示 及 說 明 本 發 明 之 特 殊 實 施 例 , 但 明 顯 地 對 線 1 於 热 悉 本 技 術 者 • 多 種 改 變 與 修 飾 係 可 行 而 不 會 背 離 本 1 1 發 明 之 精 神 與 範 m 〇 1 I 示 於 第 4 圖 中 之 壓 陶 瓷 變 壓 器 具 有 分 別 形 成 於 產 生 1 器 部 21b之上表面與下表面上之條狀霣極23a /23b 〇 然 而 1 1 t 即 使 此 等 條 狀 霣 極 23 a/23b之- •係形成於兩表面上均有 1 1 • 此 條 狀 電 極 亦 可 達 成 第 一 實 胞 例 之 優 點 〇 1 1 而 且 » 根據 本 發 明 之 偏 m 化 可 用 於 第 1 _ 中 所 示 之 羅 1 1 2 5 - 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 301:555 A7 B7 五、發明説明(-Ο 森型壓霣陶瓷變壓器。 雖然第6讕中所示之Κ霣陶瓷變懕器具有兩姐分別形 成於壓SPS瓷板41之上表面與下表面上之霣極423/421>/ 4 6 a Κ及4 3 a / 4 3 b / 4 6 b ,但此兩組霣極之一可允許歷電陶 瓷變颸器提升_入霣位Ein至输出®®Eout之霣懕。 -------*----裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐)

Claims (1)

  1. A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 1 . 一 種 m 霣 陶 瓷 變 m 器 含 有: 1 1 一 m 電 陶 瓷 板 (41) t 延 伸於 第 一 方 向 (LG) 中 f 且 分 1 1 為 一 第 一 壓 霣 陶 瓷 部 分 (41d)與- -第二懕霣陶瓷部分( 請 I 41 C ) 於 該 第 一 方 向 之 中 > 該第 一 颸 霣 陶 瓷 部 分 傾 極 化 先 閲 1 於 該 第 一 方 向 中 背 1¾ 1 I 之 1 至 少 输 出 電 極 (46a /46b), 形 成 於 該 第 —- 壓 霣 陶 瓷 注 意 1" I 部 分 之 區 域 上 9 此 厘 域 係該 第 —» 方 向 中 發 生 振 動 之 事 項 1 I 再 1 節 點 處 t 且 該 输 出 電 極 延 伸於 與 該 第 方 向 垂 直 之 --- 4 寫 本 1 威 第 二 方 向 中 5 Μ 及 頁 1 1 至 少 一 對 输 入 電 棰 (42a /42b), 形 成 於 該 第 二 壓 霄 m 1 1 瓷 部 分 上 » 該 至 少 一 對 之 输入 電 極 之 一 具 有 多 個 第 — 1 | 指 部 分 (42c /42d/42e) 相 互電 氣 m 接 且 延 伸 於 該 第 二 1 訂 方 向 中 ,另- -該_入霣極具有多個第二指部分(42f/42 1 g/42h) 相 互 電 氣 連 接 且 延 伸於 該 第 二 方 向 中 f 1 I 該 多 個 第 一 指 部 分 (42c -42e )與該多個第二指部分( 1 1 I 42f - 42g) m 氣 隔 離 且 呈 叉 指狀 以 形 成 間 隙 於 其 間 > 其 1 1 特 激 為 : 線 I 一 末 嫌 表面 霣 極 (48) 9 在該 第 一 方 向 中 形 成 於 與 該 1 1 至 少 一 m 出 電 極 隔 開 之 該 第二 懕 霣 陶 瓷 部 分 之 一 末 端 1 1 表 面 上 » .1 該 第 二 壓 霣 m 瓷 部 分 (41c) 具 有 多 個 第 一 初 趿 壓 霣 1 1 陶 瓷 副 部 分 9 曝 露 於 該 等 間隙 之 經 m 取 之 間 隙 且 俱 極 1 化 於 相 反 於 該 第 一 方 向 (LG/ 44b)之- -第三方向(44 a ) 1 I 中 9 且 具 有 多 涸 第 二 初 级 壓霣 陶 瓷 副 部 分 9 曝 露 於 該 1 27- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2IOX297公釐) A8 B8 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 ------ C8 D8 π、申請專利範團 1 I 等 間 陳 之 其 餘 間 隙 » 可 與 該 多 個 第 初 级 m 轚 m % 副 1 1 1 部 分 互 換 且 鶴 極 化 於 孩 第 —· 方 向 (44b> 中; 1 I 該 多 偭 第 一 初 级 m 霣 瓷 副 部 分 具 有 第 一 次 級 壓 霣 請 1 1 I m 瓷 副 部 分 (BL) 由 縵 向 m 電 效 應 支 配 t 與 第 二 次 级 m 先 閲· 1 1 霣 m 瓷 副 部 分 (B L11) 由 檐 向 m 霣 效 臛 支 配 續 背 面 1 I 瓷 該 縱 向 壓 霣 效 應 具 支 配 性 於 該 多 傾 第 二 初 级 壓 陶 之 注 意 1 1- 副 部 分 之 中 * 而 μ 須 —-μ» 藉 由 該 末 m 表 面 霣 極 (48) 支 事 項 1 配 之 横 向 壓 效 應 之 m 霣 m 瓷 副 部 分 〇 再 填 窝 1 裝 1 I 2 .如 謫 專 利 範 圃 第 1 項 之 壓 霣 m 瓷 變 壓 器 9 其 中 該 m 本 頁 霣 陶 瓷 板 (41) 具 有 — 長 方 形 上 表 面 $ 其 係 由 該 至 少 一 1 1 m 出 霣 棰 (46a/46b)與該至少_ -對_人霣極(42a/42b) 1 I 形 成 0 1 1 3.如 申 請 專 利 範 園 第 2 項 之 壓 電 陶 瓷 變 壓 器 t 其 中 該 壓 訂 1 電 瓷 板 具 有 一 長 方 形 下 表 面 於 其 之 該 長 方 形 上 表 面 1 I 之 相 反 側 之 上 t 而 該 長 方 形 之 上 表 面 形 成 另 一 m 出 霣 1 1 捶 (46b/46a)與 另 — 對 之 _ 入 霣 極 (43a/43b); 1 1 該 另 一 输 出 霣 極 霣 氧 壤 接 於 該 至 少 一 _ 出 霣 極 > 線 I 該 另 — 對 輪 入 霣 槿 之 一 與 該 另 — 對 _ 入 霣 極 之 另 — 1 1 係 分 別 地 霣 氣 連 接 於 該 至 少 一 對 _ 入 霣 m 之 一 與 該 至 1 1 少 一 對 輸 入 霣 極 之 另 *— 〇 1 4. 一 種 壓 霣 陶 瓷 變 m 器 之 製 造 方 法 f 包 含 下 列 步 驟 ♦ • 1 a) 製 備 一 懕 霣 m 瓷 板 (21 ; 41 ); 1 1 b) 形 成 至 少 一 m 出 η 棰 (23a /23b ;46a /46b) 於 該 壓 1 I 霣 m % 板 之 一 第 一 壓 霣 陶 瓷 部 分 (21b ;41d) 之 上 與 至 1 1 28 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS > A4規格(210X297公釐) 3C£555 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 少一對输入電極(22a/22b;42a/42b)於該壓霣陶瓷板 之一第二懕霣陶瓷部分(21a;41c)之上;Μ及 c)M預定之方向分別地儸極化該第一懕霣陶瓷部分 與該第二壓電W瓷部分,且包含下列副步驟; c-1)於一第一溫度,施加一電場於該至少一输出電 極與該至少一對输入霣極之間;Μ及 c-2)降低該第一溫度至該第二溫度而不改變該電場 以偏極化該第一壓霉陶瓷部分(21b/41d)於該壓電陶 瓷板之縱向(LG)之中。 5. 如申讅専利範圃第4項之方法,其中該電場之範圃係 從0.5仟伏/毫米到0.7仟伏/毫米,Μ及該第一懕霄陶 瓷部分(21d;41d)在大氣中加热至範園為攝氏300度至 350度之該第一溫度。 6. 如申請專利範圍第4項之方法,其中該第一壓電陶瓷 部分(21b;41d)係在該c-1)步驟中之該電埸範園自0.5 仟伏/¾米至0.7仟伏/«米,該第一溫度於攝氏300度 至350度之大氣中,Μ及在該c-2)步驟中該第一溫度 降低至等於或小於攝氏100度之該第二溫度之下被偏 極化。 7. 如申請專利範圍第4項之方法,其中該步驟c)尚包含: c-3)於一低於該第一溫度之第三溫度之絕緣油中, 產生另一霣埸於該第二壓電陶瓷部分(21a;41c)之中。 8. 如申請專利範圃第7項之方法,其中該絕緣油係矽油 ,以及該第三溫度係範圃自攝氏100度至200度。 -29- 本紙張尺度逋用中國國家梂準(CNS ) A4规格(2丨0X297公釐) ------L----裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 9. 如申請専利範園第7項之方法,其中該颸霣陶瓷板具 有分別形成該至少一對输人i8S(22a/22b)之一上表 面與一下表面,Μ及介於2.0仟伏/毫米與3.0仟伏/¾ 米間之該另一電場發生於範園自攝氏100度至200度之 矽油中於該输入罨極之間,Μ傾極化該第二壓電部分 於該壓電陶瓷板之厚度方向(ΤΗ)之中。 10. 如申謫專利範園第7項之方法,其中該至少一對霣極 具有一第一似梳狀输入電極(42a)形成於該壓霄陶瓷 板之一第一表面上且具多個第一指部分(42c/42d/42e ),與一第二似梳狀輸入電極(42b)形成於該第一表面 部分上且具多個第二指部分(42f/42g/42h)分別與該 多個第一指部分呈叉指吠,而該多個第一指部分與該 多個第二指部分並未電氣連接; 該多個第一指部分(42c-42e)與該多偁第二指部分 (42f-42h)在分別曝露於該多個第一指部分與該多個 第二指部分間之間隙之該第二壓霣陶瓷部分(41c)中 界定多個懕電副部分; 該壓霣陶瓷板尚具有一垂直於該第一表面之末绱表 面,其中一末端表面霣極(48)於該步驟b)中形成; 該電場進一步地發生於該至少一输出電極(46a/46b ),一最接近該至少一 _出電極與該末端表面電極(48 )之間以同時偏極化該第一壓電陶瓷部分(41d)於該縱 向中及偏檯化該第二壓電陶瓷部分(41c)於該縱向(LG )之相反方向(LG ’)中; -30- 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) ------*----^------、tT------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 y 一直流霣壓遵擇性地施加於選取自該多個第一指部 分之第一指部分(42d/42e)與理取自該多個第二指部 分之第二指部分(42f/42g)之間,Μ在該步嫌c-3)中 反轉該第二壓霣陶瓷部分之每一不同之壓霣陶瓷副部 分之極性。 --------„----裝------訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 -31- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Α4規格(210X297公釐)
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