JP3405033B2 - Piezoelectric transformer - Google Patents
Piezoelectric transformerInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は圧電セラミック等の
圧電体の圧電効果により交流電圧の振幅値を変換する圧
電トランスに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric transformer for converting an amplitude value of an AC voltage by a piezoelectric effect of a piezoelectric body such as a piezoelectric ceramic.
【0002】[0002]
【従来の技術】1950年代末に開発された圧電トラン
スは、高圧電源用の昇圧トランスとして着目されて開発
が進められたが、圧電セラミック材料の破壊強度などの
材料的制約があったため大きな製品化が行われないまま
開発が中断されていた。しかし、最近、高強度圧電セラ
ミックの開発が進むとともに、ノートパソコン、電子手
帳、ゲーム機等の携帯用情報機器の小型化・薄型化の要
求が強くなるにつれ、これらの機器に搭載される液晶バ
ックライトのインバータ電源用昇圧トランス等として再
び大きく注目されている。2. Description of the Related Art Piezoelectric transformers developed in the late 1950's were focused on as step-up transformers for high-voltage power supplies and were developed. However, due to material restrictions such as breaking strength of piezoelectric ceramic materials, they were made into a large product. Development was suspended without being done. However, with the recent development of high-strength piezoelectric ceramics, the demand for smaller and thinner portable information devices such as notebook computers, electronic organizers, and game consoles has become stronger. It is receiving a great deal of attention again as a step-up transformer for an inverter power supply for lights.
【0003】例えば、液晶バックライト用インバータ
は、バックライト光源として使用される冷陰極蛍光灯の
点灯電源に使用されるものであり、電池などによる3
V、5V、9V、12Vなどの直流低電圧から、点灯時
1000Vrms程度、定常時500Vrms程度の高周波高
電圧への変換を必要とする。現在、バックライト用イン
バータに使用されている電磁式巻線トランスは、特殊コ
アによる横型構造のトランスを用いることにより薄型化
に対応してきているが、絶縁耐圧の確保のため小型・薄
型化には限度があり、またコアロスや細い銅線を使用す
ることによる巻線ロスが大きく、そのため効率が低いと
いう欠点がある。For example, an inverter for a liquid crystal backlight is used as a lighting power source for a cold cathode fluorescent lamp used as a light source for a backlight, and is composed of a battery or the like.
It is necessary to convert a low DC voltage such as V, 5V, 9V, 12V into a high frequency high voltage of about 1000 Vrms during lighting and about 500 Vrms during steady state. At present, the electromagnetic winding transformer used in the backlight inverter has been made thinner by using a horizontal structure transformer with a special core. There is a limit, and there is a drawback that core loss and winding loss due to the use of a thin copper wire are large, resulting in low efficiency.
【0004】これに対し、圧電トランスはチタン酸ジル
コン酸鉛(PZT)などの圧電セラミック材料またはニ
オブ酸リチウムなどの圧電結晶材料に1次側(入力側)
および2次側(出力側)の電極を付け、1次側電極に圧
電トランスの共振周波数近傍の交流電圧を印加して圧電
トランスを機械的に振動させ、この機械的振動を圧電効
果により変換して2次側電極から高圧電力として取り出
すものである。そして、電磁トランスよりも小型化、特
に薄型化を実現でき、また高い変換効率を達成すること
ができるという特徴を持つ。On the other hand, the piezoelectric transformer uses a piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT) or a piezoelectric crystal material such as lithium niobate on the primary side (input side).
And the secondary side (output side) electrode is attached, an AC voltage near the resonance frequency of the piezoelectric transformer is applied to the primary side electrode to mechanically vibrate the piezoelectric transformer, and this mechanical vibration is converted by the piezoelectric effect. The high voltage power is taken out from the secondary side electrode. Further, it has a feature that it can be made smaller, especially thinner than an electromagnetic transformer, and high conversion efficiency can be achieved.
【0005】以下に、図面を参照しながら従来の圧電ト
ランスについて説明する。図10は従来のローゼン型圧
電トランス31の概観図であり、チタン酸ジルコン酸鉛
(PZT)などの圧電セラミック材料から成る矩形板
に、主面に1次側(入力側)および端面に2次側(出力
側)の電極を付けて構成している。同図中に矢印とPで
示すように、1次側電極部は矩形板の厚さ方向に分極さ
れており、2次側電極部は矩形板の長さ方向に分極され
ている。1次側電極に圧電トランスの共振周波数近傍の
交流電圧を印加すると、圧電トランスは長さ方向に伸縮
する機械的振動を起こし、この機械的振動は圧電効果に
より2次側電極部で高圧電圧に変換され2次側電極より
高圧電力として取り出す。A conventional piezoelectric transformer will be described below with reference to the drawings. FIG. 10 is a schematic view of a conventional Rosen type piezoelectric transformer 31, which is a rectangular plate made of a piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT), a primary side (input side) on the main surface and a secondary side on the end surface. It is configured with an electrode on the side (output side). As indicated by arrows and P in the figure, the primary side electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate, and the secondary side electrode portion is polarized in the length direction of the rectangular plate. When an AC voltage near the resonance frequency of the piezoelectric transformer is applied to the primary electrode, the piezoelectric transformer causes mechanical vibration that expands and contracts in the length direction, and this mechanical vibration becomes a high voltage at the secondary electrode due to the piezoelectric effect. It is converted and taken out as high voltage power from the secondary electrode.
【0006】図11は図10に示した圧電トランス31
を横から見た図であり、矩形板の主面に1次側(入力
側)電極として電極1が形成されており、共通電極とし
て電極2が形成されており、端面に2次側(出力側)電
極として電極3が形成されている。そして、電極2を共
通電極として電極1と電極3にそれぞれ高電圧を印加す
ることにより、それぞれ同図中に矢印と示すように、1
次側電極部は矩形板の厚さ方向に分極され、2次側電極
部は矩形板の長さ方向に分極される。そして、電極2を
共通電極として電極1に交流電圧を印加すると、同図中
で示す変位分布を持つ長さ方向の伸縮振動を起こし、電
極3より高圧電圧に変換して取り出すことができる。そ
して、この型の圧電トランスは図11に示した変位分布
からもわかるように、矩形板の圧電トランスに2分の1
波長(1波長をλで表わす)の伸縮振動を励振している
のでλ/2のローゼン型圧電トランスとも呼ばれる。FIG. 11 shows the piezoelectric transformer 31 shown in FIG.
Is a side view of the rectangular plate, the electrode 1 is formed as the primary side (input side) electrode on the main surface of the rectangular plate, the electrode 2 is formed as the common electrode, and the secondary side (output side) is formed on the end face. An electrode 3 is formed as a side electrode. Then, by applying a high voltage to each of the electrodes 1 and 3 using the electrode 2 as a common electrode, as shown by arrows in FIG.
The secondary electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate, and the secondary electrode portion is polarized in the length direction of the rectangular plate. Then, when an alternating voltage is applied to the electrode 1 with the electrode 2 as a common electrode, stretching vibration in the length direction having the displacement distribution shown in the figure occurs, and the electrode 3 can be converted into a high voltage for extraction. Further, this type of piezoelectric transformer has a rectangular plate piezoelectric transformer having a half size, as can be seen from the displacement distribution shown in FIG.
It is also called a λ / 2 Rosen type piezoelectric transformer because it excites a stretching vibration of a wavelength (one wavelength is represented by λ).
【0007】通常、携帯機器の電源は電池であるため
に、その電源電圧は3V、5V、9V、12Vなどの低
電圧直流である。そして、例えばこれらの携帯機器の液
晶バックライトでは冷陰極管の点灯開始時に1000V
rms程度、定常時に500Vrms程度の高周波電圧を必要
とする。すなわち、携帯機器用液晶バックライト用圧電
トランスとしては低電圧交流から高電圧交流が得られる
ことが必要である。しかし、図10および11に示した
圧電トランスは、入力電極面積が小さいため入力容量が
小さく(入力インピーダンスが大きく)、そのため低電
圧の交流信号を入力した時には入力電極に流入する電流
が小さく、出力として高い交流電圧を得ることはでき
ず、このため高圧直流電圧を必要とする場合には入力交
流電圧を昇圧するために巻数比の比較的大きな電磁トラ
ンスが必要であるという課題があった。Since the power source of the portable device is usually a battery, the power source voltage is low voltage direct current such as 3V, 5V, 9V and 12V. Then, for example, in the liquid crystal backlight of these portable devices, 1000V is generated at the start of lighting of the cold cathode tube.
A high-frequency voltage of about rms and about 500 Vrms in a steady state is required. That is, it is necessary for a piezoelectric transformer for a liquid crystal backlight for portable devices to be able to obtain high voltage alternating current from low voltage alternating current. However, the piezoelectric transformers shown in FIGS. 10 and 11 have a small input electrode area and thus a small input capacitance (large input impedance). Therefore, when a low-voltage AC signal is input, the current flowing into the input electrode is small and the output voltage is low. As a result, a high AC voltage cannot be obtained. Therefore, when a high DC voltage is required, there is a problem that an electromagnetic transformer having a relatively large turns ratio is required to boost the input AC voltage.
【0008】図12は、このような課題に対して開発さ
れた圧電トランス32の概観図であり、チタン酸ジルコ
ン酸鉛(PZT)などの圧電セラミック材料から成る矩
形板の主面に1次側(入力側)および端面に2次側(出
力側)の電極を付けて構成している。同図中に矢印と記
号Pで示すように、1次側電極部は矩形板の厚さ方向に
分極されており、2次側電極部は矩形板の長さ方向に分
極されている。1次側電極に圧電トランスの共振周波数
近傍の交流電圧を印加すると、圧電トランスは長さ方向
に伸縮する機械的振動を起こし、この機械的振動を圧電
効果により2次側電極部で高圧交流電圧に変換してから
高圧電力として取り出すことができる。FIG. 12 is a schematic view of a piezoelectric transformer 32 developed to solve such a problem. The primary side is formed on a main surface of a rectangular plate made of a piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT). A secondary side (output side) electrode is attached to the (input side) and the end face. As indicated by the arrow and symbol P in the figure, the primary electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate, and the secondary electrode portion is polarized in the length direction of the rectangular plate. When an AC voltage near the resonance frequency of the piezoelectric transformer is applied to the primary side electrode, the piezoelectric transformer causes mechanical vibration that expands and contracts in the length direction, and this mechanical vibration causes a high voltage AC voltage at the secondary side electrode due to the piezoelectric effect. It can be extracted as high-voltage power after being converted to.
【0009】図13は図12に示した圧電トランス32
を横から見た側面図であり、矩形板の主面に1次側(入
力側)電極として電極1と電極2と電極3が形成されて
おり、端面に2次側(出力側)電極として電極4が形成
されている。そして、電極3を共通電極として電極1と
電極2、および電極4にそれぞれ高電圧を印加すること
により、それぞれ同図中に矢印で示すように、1次側電
極部は矩形板の厚さ方向に分極され、2次側電極部は矩
形板の長さ方向に分極される。そして、電極2を共通電
極として電極1と電極2に交流電圧を印加すると、同図
中で示す変位分布を持つ長さ方向の伸縮振動を起こし、
電極4から高圧電圧に変換されて取り出すことができ
る。そして、この型の圧電トランスは図13に示した変
位分布からもわかるように矩形板の圧電トランスに2分
の3波長(1波長をλで表わす)の伸縮振動を励振して
いるので3λ/2型ローゼン圧電トランスとも呼ばれ
る。図12、13に示した圧電トランス32では、図1
0、11に示した圧電トランス31に比べて入力電極面
積が大きいので、入力容量が大きく(入力インピーダン
スが小さい)、そのため低電圧の交流信号を入力した時
にも入力電極に流入する電流を大きくすることができ、
出力としてより高電圧を得ることができる。しかし、出
力としてバックライトを点灯する程の充分な高電圧を得
ることはできず、やはり入力交流電圧を昇圧するための
電磁トランスが必要であるという課題が依然としてあ
る。FIG. 13 shows the piezoelectric transformer 32 shown in FIG.
FIG. 3 is a side view of the rectangular plate, where electrodes 1, 2, and 3 are formed as primary side (input side) electrodes on the main surface of the rectangular plate, and secondary side (output side) electrodes are formed on the end surface. The electrode 4 is formed. Then, by applying a high voltage to each of the electrodes 1 and 2, and the electrode 4 with the electrode 3 as a common electrode, the primary side electrode portion is formed in the thickness direction of the rectangular plate as indicated by arrows in the figure. The secondary electrode part is polarized in the longitudinal direction of the rectangular plate. Then, when an alternating voltage is applied to the electrodes 1 and 2 with the electrode 2 as a common electrode, stretching vibration in the length direction having the displacement distribution shown in FIG.
It can be taken out after being converted into a high voltage from the electrode 4. As can be seen from the displacement distribution shown in FIG. 13, this type of piezoelectric transformer excites a stretching vibration of ⅔ wavelength (one wavelength is represented by λ) in the rectangular plate piezoelectric transformer, so that 3λ / Also called type 2 Rosen piezoelectric transformer. The piezoelectric transformer 32 shown in FIGS.
Since the area of the input electrode is larger than that of the piezoelectric transformers 31 shown in FIGS. 0 and 11, the input capacitance is large (the input impedance is small), and therefore the current flowing into the input electrode is large even when a low-voltage AC signal is input. It is possible,
Higher voltage can be obtained as output. However, it is not possible to obtain a sufficiently high voltage as an output to turn on the backlight, and there is still a problem that an electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage is still required.
【0010】図14は低電圧駆動という課題に対して発
明された別の圧電トランス33の概観図であり、チタン
酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電セラミック材料か
ら成る矩形板の主面に1次側(入力側)および2次側
(出力側)の電極を付けて構成している(NEC技報
1994年 vol.47 No.10 106〜11
0頁)。同図中に矢印と記号Pで示すように、1次側電
極部は矩形板の厚さ方向に分極されており、2次側電極
部は矩形板の長さ方向に分極されている。1次側電極に
圧電トランスの共振周波数近傍の交流電圧を印加する
と、圧電トランスは長さ方向に伸縮する機械的振動を起
こし、この機械的振動を圧電効果により2次側電極部で
高圧交流電圧に変換してから高圧電力として取り出すこ
とができる。FIG. 14 is a schematic view of another piezoelectric transformer 33 invented with respect to the problem of low voltage driving, in which 1 is formed on the main surface of a rectangular plate made of a piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT). It is configured by attaching electrodes on the secondary side (input side) and the secondary side (output side) (NEC Technical Report).
1994 vol. 47 No. 10 106-11
Page 0). As indicated by the arrow and symbol P in the figure, the primary electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate, and the secondary electrode portion is polarized in the length direction of the rectangular plate. When an AC voltage near the resonance frequency of the piezoelectric transformer is applied to the primary side electrode, the piezoelectric transformer causes mechanical vibration that expands and contracts in the length direction, and this mechanical vibration causes a high voltage AC voltage at the secondary side electrode due to the piezoelectric effect. It can be extracted as high-voltage power after being converted to.
【0011】図15は図14に示した圧電トランス33
を横から見た側面図であり、矩形板の主面に1次側(入
力側)電極として電極1と電極2および電極3と電極4
が形成されており、端面に2次側(出力側)電極として
電極5と電極6が形成されている。そして、電極2と電
極4を共通電極として電極1と電極3にそれぞれ反対極
性の高電圧を印加することにより、それぞれ同図中に矢
印に示すように、1次側電極部は矩形板の厚さ方向に分
極され、また電極2と電極4を共通電極として電極5と
電極6に高電圧を印加することにより2次側電極部は矩
形板の長さ方向に分極される。そして、電極2と電極4
を共通電極として電極1と電極3に交流電圧を印加する
と、同図中で示す変位分布を持つ長さ方向の伸縮振動を
起こし、電極5より高圧電圧に変換して取り出すことが
できる。そして、この型の圧電トランスは図15に示し
た変位分布からもわかるように、矩形板の圧電トランス
に2分の3波長(1波長をλで表わす)の伸縮振動を励
振しているので3λ/2型ロゼン圧電トランスとも呼ば
れる。そして、この型の圧電トランスは図13に示した
変位分布からもわかるように矩形板の圧電トランスに2
分の3波長(1波長をλで表わす)の伸縮振動を励振し
ているので3λ/2型ローゼン圧電トランスとも呼ばれ
る。図14、15に示した圧電トランス33では、図1
0、11に示した圧電トランス31に比べて入力電極面
積が大きいので、入力容量が大きく(入力インピーダン
スが小さい)、そのため低電圧の交流信号を入力した時
にも入力電極に流入する電流を大きくすることができ、
出力としてより高電圧を得ることができる。しかし、出
力としてバックライトを点灯する程の高電圧を得ること
はできず、やはり、入力交流電圧を昇圧する電磁トラン
スが必要であるいう課題が依然としてあった。FIG. 15 shows the piezoelectric transformer 33 shown in FIG.
FIG. 3 is a side view of the rectangular plate viewed from the side, and electrodes 1 and 2 and electrodes 3 and 4 are provided as primary side (input side) electrodes on the main surface of the rectangular plate.
Are formed, and electrodes 5 and 6 are formed as secondary side (output side) electrodes on the end face. Then, by applying high voltages of opposite polarities to the electrodes 1 and 3 with the electrodes 2 and 4 as a common electrode, the primary side electrode portion has a rectangular plate thickness as shown by arrows in FIG. The secondary side electrode portion is polarized in the length direction of the rectangular plate by applying a high voltage to the electrodes 5 and 6 with the electrodes 2 and 4 as a common electrode. And the electrodes 2 and 4
When an AC voltage is applied to the electrodes 1 and 3 using as a common electrode, stretching vibration in the length direction having the displacement distribution shown in FIG. As can be seen from the displacement distribution shown in FIG. 15, this type of piezoelectric transformer excites a stretching vibration of three-quarter wavelength (one wavelength is represented by λ) in the rectangular plate piezoelectric transformer. It is also called a / 2 type Rosen piezoelectric transformer. This type of piezoelectric transformer has a rectangular plate piezoelectric transformer, as can be seen from the displacement distribution shown in FIG.
It is also called a 3λ / 2 type Rosen piezoelectric transformer because it excites stretching vibration of three wavelengths (one wavelength is represented by λ). In the piezoelectric transformer 33 shown in FIGS.
Since the area of the input electrode is larger than that of the piezoelectric transformers 31 shown in FIGS. 0 and 11, the input capacitance is large (the input impedance is small), and therefore the current flowing into the input electrode is large even when a low-voltage AC signal is input. It is possible,
Higher voltage can be obtained as output. However, it is not possible to obtain a high voltage as an output to turn on the backlight, and there is still a problem that an electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage is required.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】以上に説明した従来の
圧電トランスでは、入力電極面積が小さいため入力容量
が小さいので入力インピーダンスが大きくなり、低電圧
の交流信号を入力した時には入力電極に流入する電流が
小さく、その結果、出力としてバックライトを点灯する
に充分な高電圧を得ることはできないという課題があっ
た。そのため、従来の圧電トランスを使用したインバー
タ回路(昇圧回路)では、入力交流電圧を電磁トランス
で昇圧してから、圧電トランスに入力していた。In the conventional piezoelectric transformer described above, since the input electrode area is small and the input capacitance is small, the input impedance becomes large, and when a low-voltage AC signal is input, it flows into the input electrode. There is a problem that the current is small, and as a result, it is not possible to obtain a sufficiently high voltage as an output to turn on the backlight. Therefore, in the conventional inverter circuit (step-up circuit) using the piezoelectric transformer, the input AC voltage is boosted by the electromagnetic transformer and then input to the piezoelectric transformer.
【0013】そして、この課題を解決するために、3λ
/2型ローゼン圧電トランスにおいて、入力電極面積が
大きくして入力容量を大きくし、低電圧の交流信号を入
力した時にも入力電極に流入する電流を大きくして、出
力としてより高電圧を得る圧電トランスを使用したイン
バータ回路(昇圧回路)が提案されていたが、出力とし
てバックライトを点灯するに充分な高電圧を得ることは
できず、やはり、入力交流電圧を昇圧する電磁トランス
が必要であるいう課題が依然としてある。また、圧電ト
ランスとして3λ/2モードのローゼン型圧電トランス
のみを使用していたので、形状寸法と駆動周波数の設計
自由度が小さいという課題もある。To solve this problem, 3λ
In a 1/2 type Rosen piezoelectric transformer, the input electrode area is increased to increase the input capacitance, and the current flowing into the input electrode is increased even when a low-voltage AC signal is input to obtain a higher voltage as an output. An inverter circuit (step-up circuit) using a transformer has been proposed, but it is not possible to obtain a high voltage enough to turn on the backlight as an output, and again an electromagnetic transformer for stepping up the input AC voltage is required. There is still a problem. Further, since only the 3λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer is used as the piezoelectric transformer, there is a problem that the degree of freedom in designing the shape and the driving frequency is small.
【0014】本発明の目的は、この課題を解決するため
に、任意のモードのローゼン型圧電トランスにおいて、
入力電極面積が大きくして入力容量を大きくし、低電圧
の交流信号を入力した時にも入力電極に流入する電流を
大きくして、出力としてより高電圧を得る圧電トランス
を使用したインバータ回路(昇圧回路)を提供すること
にある。In order to solve this problem, the object of the present invention is to provide a Rosen type piezoelectric transformer of any mode,
Inverter circuit using a piezoelectric transformer (boosting voltage) to increase the input electrode area to increase the input capacitance and increase the current flowing into the input electrode even when a low-voltage AC signal is input Circuit).
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の1つめの実施態様は、圧電材料から成る矩形
板に1次側(入力側)電極と2次側(出力側)電極を形
成し、1次側電極部は矩形板の厚さ方向に分極し、2次
側電極部は前記矩形板の長さ方向に分極し、1次側電極
に交流電圧を印加し、矩形板に2分の1波長の長さ方向
に伸縮する機械的振動を起こし、2次側電極部から電圧
を取り出すローゼン型圧電トランスの1次側電極を圧電
トランスの主面面積の55%〜90%に形成する圧電ト
ランスを特徴とし、本発明の2つめの実施態様は、圧電
材料から成る矩形板に1次側(入力側)電極と2次側
(出力側)電極を形成し、1次側電極部は矩形板の厚さ
方向に分極し、2次側電極部は矩形板の長さ方向に分極
し、1次側電極に交流電圧を印加し、矩形板に1波長の
長さ方向に伸縮する機械的振動を起こし、2次側電極部
から電圧を取り出すローゼン型圧電トランスの主面のほ
ぼ2等分に相当する2つの領域の第1の領域に第1の電
極を形成し、第2の領域の一部に第2の電極を形成し、
前記圧電トランスの他方の主面に共通電極を形成し、前
記2次側電極から電圧を取り出す圧電トランスを特徴と
し、本発明の3つめの実施態様は、圧電材料から成る矩
形板に1次側(入力側)電極と2次側(出力側)電極を
形成し、1次側電極部は矩形板の厚さ方向に分極し、2
次側電極部は矩形板の長さ方向に分極し、1次側電極に
交流電圧を印加し、矩形板に2分の3波長の長さ方向に
伸縮する機械的振動を起こし、2次側電極部から電圧を
取り出すローゼン型圧電トランスの主面のほぼ3等分に
相当する3つの領域の第1の領域に第1の電極を形成
し、第1の領域と隣合う第2の領域に第2の電極を形成
し、第2の領域と隣合う第3の領域の一部に第3の電極
を形成し、第1の電極と第2の電極と第3の電極を1次
側(入力側)電極とする圧電トランスを特徴とし、本発
明の4つめの実施態様は、圧電材料から成る矩形板に1
次側(入力側)電極と2次側(出力側)電極を形成し、
1次側電極部は矩形板の厚さ方向に分極し、2次側電極
部は矩形板の長さ方向に分極し、1次側電極に交流電圧
を印加し、矩形板に2分の3波長の長さ方向に伸縮する
機械的振動を起こし、2次側電極部から電圧を取り出す
ローゼン型圧電トランスの主面のほぼ2/3である領域
に第1の電極及び第3の電極を形成し、第1の電極及び
前記第3の電極の間で、かつ主面の中央部のほぼ1/3
である領域の一部に第2の電極を形成し、第1の電極と
第2の電極と第3の電極を1次側(入力側)電極とする
圧電トランスを特徴とするものである。To achieve the above object, the first embodiment of the present invention is directed to a rectangular plate made of a piezoelectric material, in which a primary side (input side) electrode and a secondary side (output side) electrode are provided. The primary side electrode part is polarized in the thickness direction of the rectangular plate, the secondary side electrode part is polarized in the length direction of the rectangular plate, and an AC voltage is applied to the primary side electrode to form a rectangular plate. The primary side electrode of the Rosen type piezoelectric transformer that causes mechanical vibration that expands and contracts in the lengthwise direction of the half wavelength to extract the voltage from the secondary side electrode part is 55% to 90% of the main surface area of the piezoelectric transformer. The second embodiment of the present invention is characterized in that a primary side (input side) electrode and a secondary side (output side) electrode are formed on a rectangular plate made of a piezoelectric material. The electrode part is polarized in the thickness direction of the rectangular plate, the secondary electrode part is polarized in the length direction of the rectangular plate, and it is connected to the primary side electrode. A voltage is applied to the rectangular plate to cause mechanical vibration that expands and contracts in the lengthwise direction of one wavelength, and the voltage is extracted from the secondary-side electrode section. Forming a first electrode on a first region of the second electrode and forming a second electrode on a part of the second region,
A common electrode is formed on the other main surface of the piezoelectric transformer, and
The third embodiment of the present invention is characterized by a piezoelectric transformer for extracting a voltage from the secondary side electrode , and a rectangular plate made of a piezoelectric material is provided with a primary side (input side) electrode and a secondary side (output side) electrode. And the primary side electrode part is polarized in the thickness direction of the rectangular plate,
The secondary electrode part is polarized in the length direction of the rectangular plate, an AC voltage is applied to the primary electrode, and mechanical vibrations are generated in the rectangular plate that expands and contracts in the length direction of ⅔ wavelength. The first electrode is formed in the first region of the three regions corresponding to approximately three equal parts of the main surface of the Rosen type piezoelectric transformer for extracting the voltage from the electrode portion, and the first region is formed in the second region adjacent to the first region. The second electrode is formed, the third electrode is formed in a part of the third region adjacent to the second region, and the first electrode, the second electrode, and the third electrode are connected to the primary side ( The fourth embodiment of the present invention is characterized in that a rectangular plate made of a piezoelectric material is used as an input side) electrode.
Forming a secondary side (input side) electrode and a secondary side (output side) electrode,
The primary side electrode part is polarized in the thickness direction of the rectangular plate, the secondary side electrode part is polarized in the length direction of the rectangular plate, an AC voltage is applied to the primary side electrode, and the rectangular plate is halved. A region that is approximately ⅔ of the principal surface of a Rosen type piezoelectric transformer that causes mechanical vibration that expands and contracts in the lengthwise direction of the wavelength and takes out voltage from the secondary side electrode section.
Forming a first electrode and a third electrode on the first electrode and
Between the third electrodes and approximately 1/3 of the central portion of the main surface
The second feature is a piezoelectric transformer in which a second electrode is formed in a part of the region, and the first electrode, the second electrode, and the third electrode are primary side (input side) electrodes.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の実施
の形態について詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0017】(実施の形態1)図1は本発明の実施形態
1の1実施例である圧電トランスの概観図であり、図2
は圧電トランスの変位分布と電荷分布を示す側面図であ
る。図1、2において、圧電トランス1はチタン酸ジル
コン酸鉛(PZT)などの圧電セラミック材料から成る
矩形板であり、その1主面に1次側(入力側)電極とし
て電極1が形成され、反対面に共通電極として電極2が
形成され、その端面に2次側(出力側)電極として電極
3が形成されている。これらの電極は銀、ニッケル、金
等の金属から成り、蒸着、スパッタ、印刷、メッキ等の
工法で形成される。そして、図1中に矢印とPで示すよ
うに、1次側電極部は矩形板の厚さ方向に分極されてお
り、2次側電極部は矩形板の長さ方向に分極されてい
る。電極1と電極2に圧電トランス1の共振周波数近傍
の交流電圧を印加すると、圧電トランス1は長さ方向に
伸縮する機械的振動を起こし、この機械的振動を圧電効
果により2次側電極部で高圧電圧に変換してから高圧電
力として取り出すことができる。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view of a piezoelectric transformer which is an example of Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a side view showing a displacement distribution and a charge distribution of the piezoelectric transformer. 1 and 2, a piezoelectric transformer 1 is a rectangular plate made of a piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT), and an electrode 1 is formed as a primary side (input side) electrode on one main surface thereof. The electrode 2 is formed as a common electrode on the opposite surface, and the electrode 3 is formed as a secondary (output side) electrode on the end surface thereof. These electrodes are made of a metal such as silver, nickel or gold, and are formed by a method such as vapor deposition, sputtering, printing or plating. Then, as indicated by an arrow and P in FIG. 1, the primary electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate, and the secondary electrode portion is polarized in the length direction of the rectangular plate. When an AC voltage near the resonance frequency of the piezoelectric transformer 1 is applied to the electrodes 1 and 2, the piezoelectric transformer 1 causes mechanical vibration that expands and contracts in the length direction, and this mechanical vibration is generated by the piezoelectric effect in the secondary electrode portion. It can be extracted as high voltage power after being converted to high voltage.
【0018】圧電トランス1の分極は、電極2を共通電
極として電極1と電極3にそれぞれ高電圧を印加するこ
とにより、図1、2中に矢印と示すように、それぞれ1
次側電極部は矩形板の厚さ方向に分極され、2次側電極
部は矩形板の長さ方向に分極される。そして、電極2を
共通電極として電極1に交流電圧を印加すると、図2中
で示す変位分布を持つ長さ方向の伸縮振動を起こし、電
極3より高圧電圧に変換して取り出すことができる。そ
して、この実施例の圧電トランス1は図2に示した変位
分布からもわかるように、矩形板に2分の1波長の伸縮
振動を励振しているのでλ/2モードのローゼン型圧電
トランスと呼ばれる。The polarization of the piezoelectric transformer 1 is 1 as shown by an arrow in FIGS. 1 and 2 by applying a high voltage to each of the electrodes 1 and 3 using the electrode 2 as a common electrode.
The secondary electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate, and the secondary electrode portion is polarized in the length direction of the rectangular plate. When an AC voltage is applied to the electrode 1 using the electrode 2 as a common electrode, a stretching vibration in the length direction having the displacement distribution shown in FIG. 2 is generated, and the electrode 3 can be converted into a high voltage for extraction. As can be seen from the displacement distribution shown in FIG. 2, the piezoelectric transformer 1 according to this embodiment excites a half-wave stretching vibration in a rectangular plate, so that the piezoelectric transformer 1 is a λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer. be called.
【0019】図1に示したλ/2モードのローゼン型圧
電トランス1では、動作時(振動時)に誘起する電荷分
布は図2に示すように全域で同一符号となる。そして、
入力電極を図10、11に示した従来の圧電トランスの
ように主面のほぼ半分に形成するよりも、図1、2に示
したように圧電トランス1の主面の半分以上に形成する
方が、入力容量が大きく(入力インピーダンスが小さ
く)なり、そのため低電圧の交流信号を入力した場合で
も入力電極1、2に流入する電流を大きくすることがで
き、出力として高い交流電圧を得ることができる。例え
ば、液晶ディスプレイのバックライトである冷陰極管を
点灯するに充分な高電圧を得ることができる。例えば、
実験では入力電極である電極1(および共通電極である
電極2)の面積を主面面積の55〜90%、特に60〜
85%にすれば著しい効果が得られた。そして、従来の
圧電トランスは入力インピーダンスが大きいので、入力
電流を増やそうとすれば入力電圧を電磁トランスで昇圧
する必要があったが、本発明の圧電トランスでは入力イ
ンピーダンスが小さいので電磁トランスをなくすことが
できる。また、強勢に振動させることができるので駆動
効率を向上する事ができるという効果もある。In the λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer 1 shown in FIG. 1, the charge distribution induced during operation (during vibration) has the same sign throughout the region as shown in FIG. And
A method of forming the input electrodes on more than half of the main surface of the piezoelectric transformer 1 as shown in FIGS. 1 and 2 rather than forming the input electrodes on almost half of the main surface as in the conventional piezoelectric transformer shown in FIGS. However, the input capacitance becomes large (the input impedance becomes small), so that even when a low-voltage AC signal is input, the current flowing into the input electrodes 1 and 2 can be increased, and a high AC voltage can be obtained as an output. it can. For example, it is possible to obtain a high voltage sufficient to turn on a cold cathode tube which is a backlight of a liquid crystal display. For example,
In the experiment, the area of the electrode 1 as the input electrode (and the electrode 2 as the common electrode) is 55 to 90% of the main surface area, particularly 60 to
A remarkable effect was obtained at 85%. Since the conventional piezoelectric transformer has a large input impedance, it is necessary to boost the input voltage with an electromagnetic transformer in order to increase the input current.However, in the piezoelectric transformer of the present invention, the input impedance is small, so that the electromagnetic transformer should be eliminated. You can In addition, since it is possible to vibrate vigorously, there is an effect that the driving efficiency can be improved.
【0020】図3は本発明の実施形態2の別の実施例で
ある圧電トランスの概観図であり、図1、2の実施例で
は、出力電極として電極3を端面に形成しているが、図
3に示すよう出力電極として電極4を主面上の端面に近
いところに形成しても、若干の昇圧比の低下はみられる
が、入力インピーダンスを小さくでき、そのため低電圧
の交流信号を入力した場合でも入力電極1、2に流入す
る電流を大きくすることができ、出力としてバックライ
トを点灯するに充分な高電圧を得ることができる。そし
て、入力交流電圧を昇圧するための電磁トランスをなく
すことができるという同様の効果が得られることは言う
までもない。FIG. 3 is a schematic view of a piezoelectric transformer which is another embodiment of the second embodiment of the present invention. In the embodiments of FIGS. 1 and 2, the electrode 3 is formed on the end face as an output electrode. Even if the electrode 4 is formed as an output electrode near the end face on the main surface as shown in FIG. 3, the step-up ratio is slightly reduced, but the input impedance can be reduced, and therefore a low-voltage AC signal is input. Even in this case, the current flowing into the input electrodes 1 and 2 can be increased, and a high voltage sufficient to turn on the backlight can be obtained as an output. It goes without saying that the same effect can be obtained that the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage can be eliminated.
【0021】(実施の形態2)図4は本発明の実施形態
2の1実施例である圧電トランスの概観図であり、図5
は図4の圧電トランスの変位分布と電荷分布を示す側面
図である。図4、5において、圧電トランス3はチタン
酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電セラミック材料か
ら成る矩形板であり、その1主面に1次側(入力側)電
極として電極1と電極2が形成され、反対面に共通電極
として電極3が形成され、その端面に2次側(出力側)
電極として電極4が形成されている。これらの電極は
銀、ニッケル、金等の金属材料で蒸着、スパッタ、印
刷、メッキ等の工法で形成することができる。そして、
図4中に矢印とPで示すように、1次側電極である電極
部1と電極部2は矩形板の厚さ方向に逆向きに分極され
ており、2次側電極部は矩形板の長さ方向に分極されて
いる。電極3を共通電極として電極1と電極2に圧電ト
ランス3の共振周波数近傍の交流電圧を印加すると、圧
電トランス3は長さ方向に伸縮する機械的振動を起こ
し、この機械的振動を圧電効果により2次側電極部で高
圧交流電圧に変換してから高圧電力として取り出すこと
ができる。(Second Embodiment) FIG. 4 is a schematic view of a piezoelectric transformer which is an example of the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side view showing the displacement distribution and charge distribution of the piezoelectric transformer of FIG. In FIGS. 4 and 5, the piezoelectric transformer 3 is a rectangular plate made of a piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT), and the electrode 1 and the electrode 2 as primary side (input side) electrodes are provided on one main surface thereof. Electrode 3 is formed as a common electrode on the opposite surface, and the secondary side (output side) is formed on the end surface.
The electrode 4 is formed as an electrode. These electrodes can be formed of a metal material such as silver, nickel or gold by a method such as vapor deposition, sputtering, printing or plating. And
As shown by arrows and P in FIG. 4, the electrode part 1 and the electrode part 2 which are the primary side electrodes are polarized in opposite directions in the thickness direction of the rectangular plate, and the secondary side electrode part is of the rectangular plate. It is polarized in the length direction. When an AC voltage near the resonance frequency of the piezoelectric transformer 3 is applied to the electrodes 1 and 2 with the electrode 3 as a common electrode, the piezoelectric transformer 3 causes mechanical vibration that expands and contracts in the longitudinal direction, and this mechanical vibration is generated by the piezoelectric effect. It can be taken out as high-voltage power after being converted into a high-voltage AC voltage at the secondary electrode part.
【0022】圧電トランス3の分極は、電極3を共通電
極として電極1と電極2に逆方向の高電圧を、電極4に
高電圧を印加することにより、図4、5中に矢印で示す
ように、それぞれ1次側電極部は矩形板の厚さ方向に分
極され、2次側電極部は矩形板の長さ方向に分極され
る。そして、電極3を共通電極として電極1と電極2に
圧電トランス3の共振周波数近傍の交流電圧を印加する
と、図2中に示す変位分布を持つ長さ方向の伸縮振動を
起こし、電極4より高圧電圧に変換して取り出すことが
できる。そして、この実施例の圧電トランス3は図5示
した変位分布からもわかるように、矩形板に1波長の伸
縮振動を励振しているのでλモードのローゼン型圧電ト
ランスである。The polarization of the piezoelectric transformer 3 is indicated by an arrow in FIGS. 4 and 5 by applying a high voltage in the opposite direction to the electrodes 1 and 2 and a high voltage to the electrode 4 with the electrode 3 as a common electrode. In addition, the primary electrode portions are polarized in the thickness direction of the rectangular plate, and the secondary electrode portions are polarized in the length direction of the rectangular plate. When an AC voltage near the resonance frequency of the piezoelectric transformer 3 is applied to the electrodes 1 and 2 with the electrode 3 as a common electrode, stretching vibration in the length direction having the displacement distribution shown in FIG. It can be converted into voltage and taken out. Further, as can be seen from the displacement distribution shown in FIG. 5, the piezoelectric transformer 3 of this embodiment is a λ mode Rosen type piezoelectric transformer because it excites stretching vibration of one wavelength in the rectangular plate.
【0023】図4、5に示したλモードのローゼン型圧
電トランス3では、動作時(振動時)に振動により誘起
する電荷分布は図5に示すように圧電トランス3のほぼ
中央の位置で符号が反転するので、入力電極を図12、
13に示した従来の圧電トランスのように主面のほぼ半
分に形成するよりも、図4、5に示したように圧電トラ
ンス3の誘起電荷の極性が同じである主面のほぼ半分に
電極1を形成し、誘起電荷の極性が反対である主面のほ
ぼ別の半分の一部に電極2を形成し、駆動時には電極1
と電極2を短絡して交流電圧を印加する方が、入力容量
が大きく(入力インピーダンスが小さく)なり、そのた
め低電圧の交流信号を入力した場合でも入力電極1、
2、に流入する電流を大きくすることができ、出力とし
てバックライトを点灯するに充分な高い交流電圧を得る
ことができる。例えば、実験では電極2の面積を圧電ト
ランス3の主面面積の10〜40%程度にすると著しい
効果を確認することができた。そして、従来の圧電トラ
ンスは入力インピーダンスが大きいので、入力電流を増
やそうとすれば入力電圧を電磁トランスで昇圧する必要
があったが、本発明の圧電トランスでは入力インピーダ
ンスが小さいので入力交流電圧を昇圧するための電磁ト
ランスをなくすことができる。また、λモードの振動が
励振しやすくなるので駆動効率も向上する事ができると
いう効果もある。In the λ-mode Rosen type piezoelectric transformer 3 shown in FIGS. 4 and 5, the charge distribution induced by vibration during operation (at the time of vibration) is coded at a substantially central position of the piezoelectric transformer 3 as shown in FIG. Is reversed, the input electrode is
As compared with the conventional piezoelectric transformer shown in FIG. 13, the electrodes are formed on almost half of the main surface where the polarities of the induced charges of the piezoelectric transformer 3 are the same as shown in FIGS. 1 is formed, and the electrode 2 is formed on a part of another half of the main surface where the polarities of the induced charges are opposite.
When the AC voltage is applied by short-circuiting the electrode 2 and the electrode 2, the input capacitance becomes larger (the input impedance becomes smaller). Therefore, even when an AC signal of a low voltage is input, the input electrode 1,
The current flowing into 2 can be increased, and an AC voltage high enough to turn on the backlight can be obtained as an output. For example, in an experiment, a remarkable effect could be confirmed when the area of the electrode 2 was set to about 10 to 40% of the main surface area of the piezoelectric transformer 3. Since the conventional piezoelectric transformer has a large input impedance, it is necessary to boost the input voltage with an electromagnetic transformer in order to increase the input current.However, the piezoelectric transformer of the present invention has a low input impedance and therefore the input AC voltage is boosted. It is possible to eliminate the electromagnetic transformer for doing so. In addition, since the λ-mode vibration is easily excited, the driving efficiency can be improved.
【0024】なお、上記の実施例では、出力電極として
電極4を端面に形成しているが、主面上の端面に近いと
ころに形成しても、若干の昇圧比の低下はみられるが、
入力インピーダンスを小さくでき、そのため低電圧の交
流信号を入力した場合でも入力電極1、2に流入する電
流を大きくすることができ、例えば出力としてバックラ
イトを点灯するに充分な高電圧を得ることができる。そ
して、入力交流電圧を昇圧するための電磁トランスをな
くすことができるという同様の効果が得られることは言
うまでもない。Although the electrode 4 is formed as an output electrode on the end face in the above-mentioned embodiment, even if the electrode 4 is formed near the end face on the main surface, the step-up ratio is slightly lowered,
The input impedance can be reduced, so that the current flowing into the input electrodes 1 and 2 can be increased even when a low-voltage AC signal is input, and for example, a sufficiently high voltage for lighting a backlight can be obtained as an output. it can. It goes without saying that the same effect can be obtained that the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage can be eliminated.
【0025】また、図4、5に示したように圧電トラン
ス3の誘起電荷の同極性である主面のほぼ半分であるに
電極1を形成し、誘起電荷の反対極性である主面のほぼ
半分の一部に電極2を形成し、電極1と電極2の部分を
同一方向に分極し、駆動時には電極1と電極2にそれぞ
れ反対符号の交流電圧を印加しても、入力容量が大きく
(入力インピーダンスが小さく)なり、そのため低電圧
の交流信号を入力した場合でも入力電極1、2、に流入
する電流を大きくすることができ、出力としてバックラ
イトを点灯するに充分な高電圧を得ることができる。そ
して、入力交流電圧を昇圧するための電磁トランスをな
くすことができるという同様の効果が得られることは言
うまでもない。Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the electrode 1 is formed in almost half of the main surface of the piezoelectric transformer 3 having the same polarity of the induced charges, and the main surface having the opposite polarity of the induced charges is formed. Even if the electrodes 2 are formed in a part of the half and the electrodes 1 and 2 are polarized in the same direction and AC voltages of opposite signs are applied to the electrodes 1 and 2 during driving, the input capacitance is large ( The input impedance becomes small). Therefore, the current flowing into the input electrodes 1 and 2 can be increased even when a low-voltage AC signal is input, and a sufficiently high voltage for lighting the backlight can be obtained as an output. You can It goes without saying that the same effect can be obtained that the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage can be eliminated.
【0026】(実施の形態3)図6は本発明の実施形態
3の1実施例である圧電トランスの概観図であり、図7
は図6に示した圧電トランスの変位分布と電荷分布を示
す側面図である。図6、7において、圧電トランス4は
チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電セラミック
材料から成る矩形板であり、その1主面に1次側(入力
側)電極として電極1と電極2と電極3が、反対面にこ
れらの電極に対応して電極4が形成され、その端面に2
次側(出力側)電極として電極5が形成されている。こ
れらの電極は銀、ニッケル等の金属を蒸着、スパッタ、
印刷、メッキ等の工法で形成することができる。そし
て、図6中に矢印とPで示すように、1次側電極である
電極部1と電極部2と電極部3は、それぞれ隣合う部分
が矩形板の厚さ方向に逆向きに分極されており、2次側
電極部は矩形板の長さ方向に分極されている。電極4を
共通電極として電極1と電極2と電極3に圧電トランス
4の共振周波数近傍の交流電圧を印加すると、圧電トラ
ンス4は長さ方向に伸縮する機械的振動を起こし、この
機械的振動を圧電効果により2次側電極部で高圧交流電
圧に変換してから高圧電力として取り出すことができ
る。(Embodiment 3) FIG. 6 is a schematic view of a piezoelectric transformer which is an example of Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a side view showing the displacement distribution and charge distribution of the piezoelectric transformer shown in FIG. In FIGS. 6 and 7, the piezoelectric transformer 4 is a rectangular plate made of a piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT), and one main surface thereof has electrodes 1 and 2 as primary side (input side) electrodes. Electrode 3 is formed on the opposite surface, and electrode 4 is formed corresponding to these electrodes, and 2 is formed on the end surface.
The electrode 5 is formed as the next side (output side) electrode. For these electrodes, metals such as silver and nickel are deposited, sputtered,
It can be formed by a method such as printing or plating. Then, as indicated by arrows and P in FIG. 6, adjacent portions of the electrode portion 1, the electrode portion 2, and the electrode portion 3 which are the primary side electrodes are polarized in opposite directions in the thickness direction of the rectangular plate. The secondary electrode part is polarized in the length direction of the rectangular plate. When an AC voltage near the resonance frequency of the piezoelectric transformer 4 is applied to the electrodes 1, 2 and 3 with the electrode 4 as a common electrode, the piezoelectric transformer 4 causes mechanical vibration that expands and contracts in the length direction, and this mechanical vibration is generated. Due to the piezoelectric effect, it can be extracted as high-voltage power after being converted into a high-voltage AC voltage at the secondary electrode part.
【0027】圧電トランス4の分極は、電極4を共通電
極として電極1と電極2と電極3にそれぞれ隣合う部分
が逆方向の高圧直流電圧を、そして電極5に高圧直流電
圧を印加することにより、図6および7中に矢印で示す
ように、それぞれ1次側電極部は矩形板の厚さ方向に分
極され、2次側電極部は矩形板の長さ方向に分極され
る。そして、電極4を共通電極として電極1と電極2と
電極3に圧電トランス4の共振周波数近傍の交流電圧を
印加すると、圧電トランス4に図7中に示す変位分布を
持つ長さ方向の伸縮振動が励振され、圧電効果により高
圧交流電圧に変換され電極5より取り出すことができ
る。そして、この実施例の圧電トランス4は図7に示し
た変位分布からもわかるように、矩形板に2分の3波長
の伸縮振動を励振しているので3λ/2モードのローゼ
ン型圧電トランスである。The polarization of the piezoelectric transformer 4 is obtained by applying a high voltage DC voltage in the opposite direction to the portions adjacent to the electrodes 1, 2 and 3 with the electrode 4 as a common electrode and a high voltage DC voltage to the electrode 5. As shown by the arrows in FIGS. 6 and 7, the primary electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate, and the secondary electrode portion is polarized in the length direction of the rectangular plate. Then, when an alternating voltage near the resonance frequency of the piezoelectric transformer 4 is applied to the electrodes 1, 2 and 3 with the electrode 4 as a common electrode, the piezoelectric transformer 4 has stretching vibration in the longitudinal direction having the displacement distribution shown in FIG. Is excited, converted into a high-voltage AC voltage by the piezoelectric effect, and can be taken out from the electrode 5. As can be seen from the displacement distribution shown in FIG. 7, the piezoelectric transformer 4 of this embodiment excites the stretching vibration of ⅔ wavelength in the rectangular plate, so that it is a Rosen type piezoelectric transformer of 3λ / 2 mode. is there.
【0028】図6、7に示した3λ/2モードの圧電ト
ランス4では、動作時(振動時)に振動により誘起する
電荷分布は、図7に示すように圧電トランス4の長さ方
向のほぼ1/3の位置で符号が反転するので、入力電極
を図12および13に示した従来の圧電トランスのよう
に主面のほぼ2/3の領域に形成するよりも、図6、7
に示したように圧電トランス3の誘起電荷の同極性であ
る主面のほぼ1/3であるである領域に電極1を形成
し、誘起電荷の反対極性である主面のほぼ1/3の領域
に電極2を形成し、誘起電荷の同極性である主面のほぼ
1/3である領域の一部に電極3を形成し、駆動時には
電極1と電極2と電極3を短絡して交流電圧を印加する
方が、入力容量が大きく(入力インピーダンスが小さ
く)なり、そのため低電圧の交流信号を入力した場合で
も入力電極1と電極2と電極3に流入する電流を大きく
することができ、例えば出力としてバックライトを点灯
するに充分な高電圧を得ることができる。実際に実験し
た結果では電極3を圧電トランス4の主面面積の5〜2
0%に設定すれば著しい効果を確認することができた。
そして、入力容量が大きく入力インピーダンスが小さい
ので、入力交流電圧を昇圧するための電磁トランスをな
くすことができる。また、3λ/2モードの振動が強勢
に励振できるので駆動効率も向上する事ができるという
効果もある。In the 3λ / 2 mode piezoelectric transformer 4 shown in FIGS. 6 and 7, the charge distribution induced by vibration during operation (at the time of vibration) is almost the same in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer 4 as shown in FIG. Since the sign is inverted at the position of ⅓, the input electrodes are formed on the region of about ⅔ of the main surface as in the conventional piezoelectric transformer shown in FIGS.
As shown in, the electrode 1 is formed in a region that is approximately 1/3 of the principal surface of the piezoelectric transformer 3 having the same polarity of the induced charges, and the electrode 1 is formed at a region of approximately 1/3 of the principal surface of the opposite polarity of the induced charges An electrode 2 is formed in a region, and an electrode 3 is formed in a part of a region that is approximately ⅓ of the main surface having the same polarity of induced charges. When driving, the electrodes 1 and 2 and 3 are short-circuited When a voltage is applied, the input capacitance becomes larger (the input impedance becomes smaller), so that the current flowing into the input electrodes 1, 2, and 3 can be increased even when a low-voltage AC signal is input, For example, a high voltage enough to turn on the backlight can be obtained as an output. According to the result of an actual experiment, the electrode 3 is set to be 5 to 2 of the main surface area of the piezoelectric transformer 4.
When set to 0%, a remarkable effect could be confirmed.
Since the input capacitance is large and the input impedance is small, the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage can be eliminated. Further, since the vibration of the 3λ / 2 mode can be strongly excited, there is also an effect that the driving efficiency can be improved.
【0029】なお、上記の実施例では、出力電極として
電極5を端面に形成しているが、主面上の端面に近いと
ころに形成しても、若干の昇圧比の低下はみられるが、
入力インピーダンスを小さくでき、そのため低電圧の交
流信号を入力した場合でも入力電極(電極1と電極2と
電極3)に流入する電流を大きくすることができ、例え
ば出力としてバックライトを点灯するに充分な高電圧を
得ることができる。そして、入力交流電圧を昇圧するた
めの電磁トランスをなくすことができるという同様の効
果が得られることは言うまでもない。In the above embodiment, the electrode 5 is formed on the end face as the output electrode. However, if the electrode 5 is formed near the end face on the main surface, the step-up ratio is slightly lowered, but
The input impedance can be reduced, so that the current flowing into the input electrodes (electrode 1, electrode 2, and electrode 3) can be increased even when a low-voltage AC signal is input, and it is sufficient to turn on the backlight as an output, for example. It is possible to obtain a high voltage. It goes without saying that the same effect can be obtained that the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage can be eliminated.
【0030】また、図6、7に示したように圧電トラン
ス4の主面のほぼ1/3である第1の領域に電極1を形
成し、誘起電荷が反対極性である主面のほぼ1/3の第
2の領域に電極2を形成し、誘起電荷の同極性である主
面のほぼ1/3である第3の領域の一部に電極3を形成
し、3つの電極部1と電極部2と電極部3を同一極性に
分極して、駆動時には 電極1と電極2にそれぞれ反対
符号の交流電圧を、電極3には電極1と同符号の交流電
圧を印加しても、入力容量が大きく(入力インピーダン
スが小さく)なり、そのため低電圧の交流信号を入力し
た場合でも入力電極に流入する電流を大きくすることが
でき、例えば出力としてバックライトを点灯するに充分
な高電圧を得ることができる。そして、入力交流電圧を
昇圧するための電磁トランスをなくすことができるとい
う同様の効果が得られることは言うまでもない。Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the electrode 1 is formed in the first region, which is approximately 1/3 of the main surface of the piezoelectric transformer 4, and the induced charge has approximately 1 of the main surface having the opposite polarity. The electrode 2 is formed in the second region of / 3, and the electrode 3 is formed in a part of the third region which is approximately ⅓ of the main surface having the same polarity of the induced charges. Even if the electrodes 2 and 3 are polarized to the same polarity and an alternating voltage with the opposite sign is applied to the electrodes 1 and 2 and an alternating voltage with the same sign is applied to the electrodes 3 during driving, Since the capacity is large (the input impedance is small), the current flowing into the input electrode can be increased even when a low-voltage AC signal is input, and for example, a sufficiently high voltage to output the backlight is obtained as an output. be able to. It goes without saying that the same effect can be obtained that the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage can be eliminated.
【0031】(実施の形態4)図8は本発明の実施形態
4の1実施例である圧電トランスの概観図であり、図9
は図8に示した圧電トランスの変位分布と電荷分布を示
す側面図である。図8、9において、圧電トランス5は
チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電セラミック
材料から成る矩形板であり、その1主面に1次側(入力
側)電極として電極1と電極3と電極5が、反対面に共
通電極として電極2と電極4と電極6が形成され、2次
側(出力側)電極として電極7と電極8が形成されてい
る。これらの電極は銀、ニッケル、金等の金属を蒸着、
スパッタ、印刷、メッキ等の工法で形成することができ
る。そして、図8中に矢印とPで示すように、1次側電
極である電極部1と電極部5はそれぞれ厚さ方向に逆向
きに分極されており、電極部1と電極部3はそれぞれ厚
さ方向に同じ向きに分極されている。2次側出力部は図
8に示すように矩形板の長さ方向に逆向きに分極されて
いる。電極2と電極4と電極6を共通電極として電極1
と電極3と電極5に圧電トランス5の共振周波数近傍の
交流電圧を印加すると、圧電トランス5は長さ方向に伸
縮する機械的振動を起こし、この機械的振動を圧電効果
により2次側電極部で高圧交流電圧に変換してから電極
7から高圧電圧として取り出すことができる。(Fourth Embodiment) FIG. 8 is a schematic view of a piezoelectric transformer according to an embodiment of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view showing a displacement distribution and a charge distribution of the piezoelectric transformer shown in FIG. In FIGS. 8 and 9, the piezoelectric transformer 5 is a rectangular plate made of a piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (PZT), and its one main surface has electrodes 1 and 3 as primary side (input side) electrodes. An electrode 5, an electrode 2, an electrode 4, and an electrode 6 are formed on the opposite surface as a common electrode, and an electrode 7 and an electrode 8 are formed as secondary side (output side) electrodes. These electrodes are vapor-deposited with metals such as silver, nickel and gold.
It can be formed by a method such as sputtering, printing, or plating. Then, as indicated by arrows and P in FIG. 8, the electrode portion 1 and the electrode portion 5, which are the primary side electrodes, are polarized in opposite directions in the thickness direction, and the electrode portion 1 and the electrode portion 3 are respectively polarized. It is polarized in the same direction in the thickness direction. The secondary output part is polarized in the opposite direction in the length direction of the rectangular plate as shown in FIG. Electrode 1 with electrodes 2, 4 and 6 as common electrodes
When an AC voltage near the resonance frequency of the piezoelectric transformer 5 is applied to the electrodes 3 and 5, the piezoelectric transformer 5 causes mechanical vibration that expands and contracts in the length direction, and this mechanical vibration causes the secondary side electrode portion due to the piezoelectric effect. After being converted into a high-voltage AC voltage with, the high-voltage voltage can be taken out from the electrode 7.
【0032】圧電トランス5の分極は、電極2と電極4
と電極6を共通電極として、電極1と電極3に同方向の
高圧直流電圧を、電極5に逆方向の高圧直流電圧を、そ
して電極7(または電極8、または電極7と電極8に高
圧直流電圧を印加することにより、図8、9中に矢印で
示すように、それぞれ1次側電極部は矩形板の厚さ方向
に分極され、2次側電極部は矩形板の長さ方向に分極さ
れる。そして、電極2と電極4と電極6を共通電極とし
て、電極1と電極3と電極5に圧電トランス5の共振周
波数近傍の交流電圧を印加すると、圧電トランス5は長
さ方向に伸縮する機械的振動を起こし、この実施例の圧
電トランス5は図9に示した変位分布からもわかるよう
に、矩形板に2分の3波長の伸縮振動を励振しているの
で3λ/2モードのローゼン型圧電トランスである。The polarization of the piezoelectric transformer 5 depends on the electrodes 2 and 4.
And electrode 6 as a common electrode, a high voltage DC voltage in the same direction is applied to electrodes 1 and 3, a high voltage DC voltage in the opposite direction is applied to electrode 5, and a high voltage DC voltage is applied to electrode 7 (or electrode 8 or electrode 7 and electrode 8). By applying a voltage, as shown by the arrows in FIGS. 8 and 9, the primary electrode portions are polarized in the thickness direction of the rectangular plate, and the secondary electrode portions are polarized in the length direction of the rectangular plate. Then, when an AC voltage in the vicinity of the resonance frequency of the piezoelectric transformer 5 is applied to the electrodes 1, 3 and 5 with the electrodes 2, 4 and 6 as a common electrode, the piezoelectric transformer 5 expands and contracts in the longitudinal direction. As shown in the displacement distribution shown in FIG. 9, the piezoelectric transformer 5 of this embodiment excites the stretching vibration of ⅔ wavelength to the rectangular plate, so that the 3λ / 2 mode is generated. It is a Rosen type piezoelectric transformer.
【0033】図8、9に示した3λ/2モードのローゼ
ン型圧電トランス5では、動作時(振動時)に振動によ
り誘起する電荷分布は図9に示すように圧電トランス5
の長さ方向のほぼ1/3、2/3の位置で符号が反転す
る。入力電極を図12、13に示した従来の圧電トラン
スのように主面のほぼ2/3の領域に形成するよりも、
図6、7に示したように圧電トランス3の誘起電荷の同
極性である主面のほぼ2/3であるである領域に電極1
と電極3を形成し、誘起電荷の反対極性である主面の中
央のほぼ1/3である領域の一部に電極5を形成し、駆
動時には電極1と電極3と電極5を短絡して交流電圧を
印加する方が、入力容量が大きく(入力インピーダンス
が小さく)なり、そのため低電圧の交流信号を入力した
場合でも入力電極1と入力電極2と入力電極3に流入す
る電流を大きくすることができ、例えば出力としてバッ
クライトを点灯するに充分な高い交流電圧を得ることが
できる。つまり昇圧回路において入力交流電圧を昇圧す
るための電磁トランスをなくすことができる。また、3
λ/2モードの振動が励振しやすくなるので駆動効率も
向上する事ができるという効果もある。In the 3λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer 5 shown in FIGS. 8 and 9, the charge distribution induced by vibration during operation (at the time of vibration) is as shown in FIG.
The sign is inverted at positions of approximately ⅓ and ⅔ in the length direction of the. Rather than forming the input electrode in a region of approximately ⅔ of the main surface as in the conventional piezoelectric transformer shown in FIGS.
As shown in FIGS. 6 and 7, the electrode 1 is formed in a region which is approximately ⅔ of the principal surface of the piezoelectric transformer 3 having the same polarity of the induced charges.
And the electrode 3 are formed, and the electrode 5 is formed in a part of a region that is approximately 1/3 of the center of the main surface having the opposite polarity of the induced charge, and the electrodes 1, 3 and 5 are short-circuited during driving. The input capacitance is larger (the input impedance is smaller) when the AC voltage is applied, and therefore the current flowing into the input electrode 1, the input electrode 2 and the input electrode 3 should be increased even when the low voltage AC signal is input. It is possible to obtain, for example, an AC voltage high enough to turn on the backlight as an output. That is, the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage in the booster circuit can be eliminated. Also, 3
Since the λ / 2 mode vibration is easily excited, there is also an effect that the driving efficiency can be improved.
【0034】なお、上記の実施例では、出力電極として
電極7を採用しているが、出力電極として電極8を採用
しても、出力電極として電極7と電極8を採用しても、
同様の効果が得られることは言うまでもない。Although the electrode 7 is used as the output electrode in the above embodiment, the electrode 8 may be used as the output electrode or the electrodes 7 and 8 may be used as the output electrodes.
It goes without saying that the same effect can be obtained.
【0035】また、図8、9に示したように圧電トラン
ス4の誘起電荷の同極性である主面のほぼ1/3である
領域に電極1を形成し、誘起電荷の反対極性である主面
のほぼ1/3の領域に電極5を形成し、誘起電荷の同極
性である主面のほぼ1/3である領域の一部に電極3を
形成し、3つの電極部1と電極部3と電極部5を同一極
性に分極して、駆動時には 電極1と電極3にそれぞれ
同符号の交流電圧を、電極5に反対符号の交流電圧を印
加しても、入力容量が大きく(入力インピーダンスが小
さく)なり、そのため低電圧の交流信号を入力した場合
でも入力電極に流入する電流を大きくすることができ、
出力としてバックライトを点灯するに充分な高電圧を得
ることができる。そして、入力交流電圧を昇圧するため
の電磁トランスをなくすことができるという同様の効果
が得られることは言うまでもない。Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the electrode 1 is formed in a region which is approximately 1/3 of the main surface of the piezoelectric transformer 4, which has the same polarity of the induced charges, and has the opposite polarity of the induced charges. The electrode 5 is formed in a region of approximately ⅓ of the surface, and the electrode 3 is formed in a part of a region of the main surface that has the same polarity of the induced charges and is approximately ⅓. 3 and the electrode part 5 are polarized to the same polarity, and even if an AC voltage of the same sign is applied to the electrodes 1 and 3 and an AC voltage of the opposite sign is applied to the electrode 5 during driving, the input capacitance is large (input impedance Therefore, the current flowing into the input electrode can be increased even when a low-voltage AC signal is input,
As an output, it is possible to obtain a sufficiently high voltage to turn on the backlight. It goes without saying that the same effect can be obtained that the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage can be eliminated.
【0036】[0036]
【発明の効果】本発明の第1の発明によれば、λ/2モ
ードのローゼン型圧電トランスにおいて、入力電極面積
を大きくして、入力容量が大きく(入力インピーダンス
が小さく)することにより、そのため低電圧の交流信号
を入力した場合でも入力電極に流入する電流を大きくす
ることができ、出力として高電圧を得ることができる。
そして、本発明の圧電トランスを使用した交流電圧昇圧
回路において、入力交流電圧を昇圧するための電磁トラ
ンスをなくすことができるという効果のある圧電トラン
スを提供することができる。According to the first aspect of the present invention, in the λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer, the input electrode area is increased and the input capacitance is increased (input impedance is reduced). Even when a low voltage AC signal is input, the current flowing into the input electrode can be increased and a high voltage can be obtained as an output.
Then, in the AC voltage booster circuit using the piezoelectric transformer of the present invention, it is possible to provide a piezoelectric transformer having an effect of eliminating the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage.
【0037】また本発明の第2の発明によれば、λモー
ドのローゼン型圧電トランスにおいて、入力電極面積を
大きくして、入力容量が大きく(入力インピーダンスが
小さく)することにより、そのため低電圧の交流信号を
入力した場合でも入力電極に流入する電流を大きくする
ことができ、出力として高電圧を得ることができる。そ
して、本発明の圧電トランスを使用した交流電圧昇圧回
路において、入力交流電圧を昇圧するための電磁トラン
スをなくすことができるという効果のある圧電トランス
を提供することができる。According to the second aspect of the present invention, in the λ mode Rosen type piezoelectric transformer, the input electrode area is increased and the input capacitance is increased (input impedance is reduced). Even when an AC signal is input, the current flowing into the input electrode can be increased and a high voltage can be obtained as an output. Then, in the AC voltage booster circuit using the piezoelectric transformer of the present invention, it is possible to provide a piezoelectric transformer having an effect of eliminating the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage.
【0038】本発明の第3の発明によれば、3λ/2モ
ードのローゼン型圧電トランスにおいて、入力電極面積
を大きくして、入力容量が大きく(入力インピーダンス
が小さく)することにより、そのため低電圧の交流信号
を入力した場合でも入力電極に流入する電流を大きくす
ることができ、出力として高電圧を得ることができる。
そして、本発明の圧電トランスを使用した交流電圧昇圧
回路において、入力交流電圧を昇圧するための電磁トラ
ンスをなくすことができるという効果のある圧電トラン
スを提供することができる。According to the third aspect of the present invention, in the 3λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer, by increasing the input electrode area and increasing the input capacitance (the input impedance is small), a low voltage is applied. Even when the AC signal is input, the current flowing into the input electrode can be increased and a high voltage can be obtained as the output.
Then, in the AC voltage booster circuit using the piezoelectric transformer of the present invention, it is possible to provide a piezoelectric transformer having an effect of eliminating the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage.
【0039】本発明の第4の発明によれば、3λ/2モ
ードのローゼン型圧電トランスにおいて、入力電極面積
を大きくして、入力容量が大きく(入力インピーダンス
が小さく)することにより、そのため低電圧の交流信号
を入力した場合でも入力電極に流入する電流を大きくす
ることができ、出力として高電圧を得ることができる。
そして、本発明の圧電トランスを使用した交流電圧昇圧
回路において、入力交流電圧を昇圧するための電磁トラ
ンスをなくすことができるという効果のある圧電トラン
スを提供することができる。According to the fourth aspect of the present invention, in the 3λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer, the input electrode area is increased and the input capacitance is increased (the input impedance is reduced). Even when the AC signal is input, the current flowing into the input electrode can be increased and a high voltage can be obtained as the output.
Then, in the AC voltage booster circuit using the piezoelectric transformer of the present invention, it is possible to provide a piezoelectric transformer having an effect of eliminating the electromagnetic transformer for boosting the input AC voltage.
【図1】本発明のλ/2モードのローゼン型圧電トラン
スの概観図FIG. 1 is a schematic view of a λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer of the present invention.
【図2】本発明のλ/2モードのローゼン型圧電トラン
スの側面と変位分布と電荷分布図FIG. 2 is a side view, a displacement distribution, and a charge distribution diagram of a λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer of the present invention.
【図3】本発明の別実施例であるλ/2モードのローゼ
ン型圧電トランスの概観図FIG. 3 is a schematic view of a λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明のλモードのローゼン型圧電トランスの
概観図FIG. 4 is a schematic view of a λ mode Rosen type piezoelectric transformer of the present invention.
【図5】本発明のλモードのローゼン型圧電トランスの
側面と変位分布と電荷分布図FIG. 5 is a side view, a displacement distribution, and a charge distribution diagram of a λ-mode Rosen type piezoelectric transformer of the present invention.
【図6】本発明の3λ/2モードのローゼン型圧電トラ
ンスの概観図FIG. 6 is a schematic view of a 3λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer of the present invention.
【図7】本発明の3λ/2モードのローゼン型圧電トラ
ンスの側面と変位分布と電荷分布図FIG. 7 is a side view, displacement distribution, and charge distribution diagram of the 3λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer of the present invention.
【図8】本発明の3λ/2モードのローゼン型圧電トラ
ンスの概観図FIG. 8 is a schematic view of a 3λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer of the present invention.
【図9】本発明の3λ/2モードのローゼン型圧電トラ
ンスの側面と変位分布と電荷分布図FIG. 9 is a side view, displacement distribution, and charge distribution diagram of the 3λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer of the present invention.
【図10】従来のλ/2モードのローゼン型圧電トラン
スの概観図FIG. 10 is a schematic view of a conventional λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer.
【図11】従来のλ/2モードのローゼン型圧電トラン
スの側面と変位分布と電荷分布図FIG. 11 is a side view, a displacement distribution and a charge distribution diagram of a conventional λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer.
【図12】従来のλモードのローゼン型圧電トランスの
概観図FIG. 12 is a schematic view of a conventional λ mode Rosen type piezoelectric transformer.
【図13】従来のλモードのローゼン型圧電トランスの
側面と変位分布と電荷分布図FIG. 13 is a side view, a displacement distribution, and a charge distribution diagram of a conventional λ mode Rosen type piezoelectric transformer.
【図14】従来の3λ/2モードのローゼン型圧電トラ
ンスの概観図FIG. 14 is a schematic view of a conventional 3λ / 2 mode Rosen type piezoelectric transformer.
【図15】従来の3λ/2モードのローゼン型圧電トラ
ンスの側面と変位分布と電荷分布図FIG. 15 is a side view, displacement distribution, and charge distribution diagram of a conventional 3λ / 2 mode Rosen-type piezoelectric transformer.
1〜5 圧電トランス 31〜33 圧電トランス 1-5 Piezoelectric transformer 31-33 Piezoelectric transformer
Claims (8)
側)電極と2次側(出力側)電極を形成し、前記1次側
電極部は前記矩形板の厚さ方向に分極し、前記2次側電
極部は前記矩形板の長さ方向に分極し、前記1次側電極
に交流電圧を印加し、前記矩形板に2分の1波長の長さ
方向に伸縮する機械的振動を起こし、前記2次側電極か
ら電圧を取り出すローゼン型圧電トランスであって、 前記1次側電極の大きさは、前記圧電トランスの主面面
積の55%〜90%であることを特徴とする圧電トラン
ス。1. A primary side (input side) electrode and a secondary side (output side) electrode are formed on a rectangular plate made of a piezoelectric material, and the primary side electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate. The secondary electrode part is polarized in the length direction of the rectangular plate, an AC voltage is applied to the primary electrode, and the rectangular plate is expanded and contracted in the length direction of a half wavelength mechanical vibration. And a voltage of the secondary side electrode is taken out from the secondary side electrode. The size of the primary side electrode is 55% to 90% of the main surface area of the piezoelectric transformer. Piezoelectric transformer.
側)電極と2次側(出力側)電極を形成し、前記1次側
電極部は前記矩形板の厚さ方向に分極し、前記2次側電
極部は前記矩形板の長さ方向に分極し、前記1次側電極
に交流電圧を印加し、前記矩形板に1波長の長さ方向に
伸縮する機械的振動を起こし、前記2次側電極部から電
圧を取り出すローゼン型圧電トランスであって、前記1次側電極は、 前記圧電トランスの主面のほぼ2等
分に相当する2つの領域の第1の領域に設けられた第1
の電極と、第2の領域の一部に設けられた第2の電極
と、前記圧電トランスの他方の主面に設けられた共通電
極とを備えており、前記2次側電極から電圧を取り出す
ことを特徴とする圧電トランス。2. A primary side (input side) electrode and a secondary side (output side) electrode are formed on a rectangular plate made of a piezoelectric material, and the primary side electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate. , The secondary side electrode portion is polarized in the lengthwise direction of the rectangular plate, and an AC voltage is applied to the primary side electrode to cause mechanical vibration that expands and contracts in the lengthwise direction of one wavelength in the rectangular plate, In a Rosen type piezoelectric transformer for extracting a voltage from the secondary side electrode portion, the primary side electrode is provided in a first region of two regions corresponding to approximately two equal parts of the main surface of the piezoelectric transformer. It was the first
Electrode , a second electrode provided in a part of the second region, and a common electrode provided on the other main surface of the piezoelectric transformer.
A piezoelectric transformer having a pole and extracting a voltage from the secondary electrode .
し、前記第1の電極と前記第2の電極を短絡して交流電
圧を印加することを特徴とする請求項2に記載の圧電ト
ランス。3. The alternating voltage is applied by reversing the polarization directions of the first electrode and the second electrode and short-circuiting the first electrode and the second electrode. Piezoelectric transformer described.
にし、前記第1の電極と前記第2の電極に逆極性の交流
電圧を印加することを特徴とする請求項2に記載の圧電
トランス。4. The polarization directions of the first electrode and the second electrode are made the same, and an alternating voltage of opposite polarity is applied to the first electrode and the second electrode. Piezoelectric transformer described.
側)電極と2次側(出力側)電極を形成し、前記1次側
電極部は前記矩形板の厚さ方向に分極し、前記2次側電
極部は前記矩形板の長さ方向に分極し、前記1次側電極
に交流電圧を印加し、前記矩形板に2分の3波長の長さ
方向に伸縮する機械的振動を起こし、前記2次側電極部
から電圧を取り出すローゼン型圧電トランスであって、 前記圧電トランスの主面のほぼ3等分に相当する3つの
領域の第1の領域に第1の電極を形成し、前記第1の領
域と隣合う第2の領域に第2の電極を形成し、前記第2
の領域と隣合う第3の領域の一部に第3の電極を形成
し、前記第1の電極と前記第2の電極と前記第3の電極
を1次側(入力側)電極とすることを特徴とする圧電ト
ランス。5. A rectangular plate made of a piezoelectric material is provided with a primary side (input side) electrode and a secondary side (output side) electrode, and the primary side electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate. The secondary side electrode part is polarized in the lengthwise direction of the rectangular plate, an AC voltage is applied to the primary side electrode, and the rectangular plate is mechanically expanded and contracted in the lengthwise direction of ⅔ wavelength. And a first electrode is formed in a first region of three regions corresponding to approximately three equal parts of the main surface of the piezoelectric transformer. A second electrode is formed in a second region adjacent to the first region, and the second electrode is formed.
Forming a third electrode in a part of the third region adjacent to the region of 1), and using the first electrode, the second electrode, and the third electrode as primary side (input side) electrodes. Piezoelectric transformer characterized by.
にし、前記第1の電極と第2の電極の分極方向を逆に
し、前記第1の電極と前記第2の電極と前記第3の電極
を短絡して交流電圧を印加することを特徴とする請求項
5に記載の圧電トランス。6. The first electrode and the third electrode have the same polarization direction, the first electrode and the second electrode have opposite polarization directions, and the first electrode and the second electrode have the same polarization direction. The piezoelectric transformer according to claim 5, wherein the third electrode is short-circuited to apply an AC voltage.
極方向を同一にし、前記第1の電極と前記第2の電極に
逆極性の交流電圧を印加し、前記第1の電極と前記第3
の電極に逆極性の交流電圧を印加することを特徴とする
請求項5に記載の圧電トランス。7. The first electrode, the second electrode, and the third electrode are made to have the same polarization direction, and an alternating voltage of opposite polarity is applied to the first electrode and the second electrode, and the first electrode is applied. Electrode and the third
The piezoelectric transformer according to claim 5, wherein an alternating voltage having a reverse polarity is applied to the electrode of.
側)電極と2次側(出力側)電極を形成し、前記1次側
電極部は前記矩形板の厚さ方向に分極し、前記2次側電
極部は前記矩形板の長さ方向に分極し、前記1次側電極
に交流電圧を印加し、前記矩形板に2分の3波長の長さ
方向に伸縮する機械的振動を起こし、前記2次側電極部
から電圧を取り出すローゼン型圧電トランスであって、 前記圧電トランスの主面のほぼ2/3である領域に第1
の電極及び第3の電極を形成し、前記第1の電極及び前
記第3の電極の間で、かつ主面の中央部のほぼ1/3で
ある領域の一部に第2の電極を形成し、前記第1の電極
と前記第2の電極と前記第3の電極を1次側(入力側)
電極とすることを特徴とする圧電トランス。8. A primary side (input side) electrode and a secondary side (output side) electrode are formed on a rectangular plate made of a piezoelectric material, and the primary side electrode portion is polarized in the thickness direction of the rectangular plate. The secondary side electrode part is polarized in the lengthwise direction of the rectangular plate, an AC voltage is applied to the primary side electrode, and the rectangular plate is mechanically expanded and contracted in the lengthwise direction of ⅔ wavelength. In a region of the Rosen type piezoelectric transformer that extracts a voltage from the secondary side electrode portion and is approximately ⅔ of the main surface of the piezoelectric transformer.
Forming an electrode and a third electrode , the first electrode and the front electrode
Note Between the third electrodes and approximately 1/3 of the center of the main surface
There the second electrode formed on a part of the region, before Symbol first electrode and the second electrode and the third electrode primary side (input side)
A piezoelectric transformer characterized by being an electrode.
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|---|---|---|---|
| JP34021995A JP3405033B2 (en) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | Piezoelectric transformer |
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| US6084336A (en) * | 1997-09-17 | 2000-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric transformer |
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1995
- 1995-12-27 JP JP34021995A patent/JP3405033B2/en not_active Expired - Fee Related
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