JP3486759B2 - Piezoelectric transformer - Google Patents
Piezoelectric transformerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧電振動子を用いた圧
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 using a piezoelectric vibrator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、圧電振動子を応用したデバイスと
して圧電トランスが知られている。圧電トランスに用い
る振動子としては、セラミックやニオブ酸リチウム単結
晶が多く用いられている。一般的な圧電トランスの構造
としては、図４に示す圧電振動子４１の表面にそれぞれ
電気的信号を入力できる入力電極４２、電気的信号を出
力できる出力電極４３とを有している。入力電極４２及
び出力電極４３に対向する表面には、電気的にアースで
きるアース電極４４、４５がそれぞれ形成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a piezoelectric transformer is known as a device to which a piezoelectric vibrator is applied. Ceramics and lithium niobate single crystal are often used as vibrators for piezoelectric transformers. The structure of a general piezoelectric transformer has an input electrode 42 capable of inputting an electric signal and an output electrode 43 capable of outputting an electric signal on the surface of a piezoelectric vibrator 41 shown in FIG. Ground electrodes 44 and 45 capable of being electrically grounded are formed on the surfaces facing the input electrode 42 and the output electrode 43, respectively.
【０００３】また、圧電トランスとしての特性は共振尖
鋭度Ｑに大きく依存するが、例えば、共振尖鋭度Ｑの大
きなニオブ酸リチウム単結晶を用いた圧電トランスでは
昇圧比５００以上が可能である。入力電圧２Ｖ時の出力
電圧は１ｋＶ以上である。Further, the characteristics of the piezoelectric transformer greatly depend on the resonance sharpness Q. For example, a piezoelectric transformer using a lithium niobate single crystal having a large resonance sharpness Q can achieve a step-up ratio of 500 or more. The output voltage when the input voltage is 2V is 1 kV or more.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶デ
ィスプレイのバックライト点灯や複写機のトナー帯電用
などに大きな電流値は必要としないが、１ｋＶ程度の高
電圧を必要とする機器は数多くある。However, there are many devices that require a high voltage of about 1 kV, although a large current value is not required for lighting the backlight of a liquid crystal display or charging a toner of a copying machine.
【０００５】一般に、従来の圧電トランスは入出力比が
１：１に対応しているため、複数の出力が必要な場合、
所望の電圧の数だけ圧電トランスが必要であるという問
題がある。Generally, a conventional piezoelectric transformer has an input / output ratio of 1: 1. Therefore, when a plurality of outputs are required,
There is a problem that as many piezoelectric transformers as the desired voltage are required.
【０００６】また、ここ数年、周辺機器の小形化に伴い
圧電トランスの小形化が進んでいるが、複数の所望の電
圧が必要な場合、従来技術では所望の電圧数だけ電圧ト
ランスが必要であるため、膨大なスペースが必要となり
小形化には十分対応できないという問題がある。Further, in recent years, miniaturization of piezoelectric transformers has progressed along with miniaturization of peripheral devices. However, when a plurality of desired voltages are required, the prior art requires as many voltage transformers as desired. Therefore, there is a problem that a huge space is required and miniaturization cannot be adequately dealt with.
【０００７】それ故に本発明の技術的課題は、１つの圧
電トランスにおいて、複数の所望の電圧の出力電圧を得
ることにあり、それに伴い容易に小型、高集積化を可能
とした圧電トランスを提供することにある。Therefore, a technical problem of the present invention is to obtain an output voltage of a plurality of desired voltages in one piezoelectric transformer, and accordingly, to provide a piezoelectric transformer which can be easily downsized and highly integrated. To do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧電振
動子板の表面に形成した電気的信号を入力するための入
力電極と、電気的信号を取り出す出力電極とを含み、前
記出力電極を前記圧電振動子板の表面に複数個独立して
形成した圧電トランスにおいて、前記圧電振動子板は自
発分極軸をＺ軸としたニオブ酸リチウム圧電単結晶を用
い、座標軸をＸ軸のまわりに１２０〜１７０度回転した
座標系（Ｘ，Ｙ′，Ｚ′）を、さらにそのＺ′軸のまわ
りに−２０〜２０度回転した座標系（Ｘ′，Ｙ″，
Ｚ′）において、前記ニオブ酸リチウム圧電単結晶の板
面がＸ′軸とＺ′軸とに平行になるように切り出して作
られていることを特徴とする圧電トランスが得られる。According to the present invention SUMMARY OF], comprising: an input electrode for inputting electrical signals formed on the surface of the piezoelectric vibrator plate, and an output electrode for taking out an electric signal, before
In a piezoelectric transformer having a plurality of output electrodes independently formed on the surface of the piezoelectric vibrator plate , the piezoelectric vibrator plate is not
Uses a lithium niobate piezoelectric single crystal with the polarization axis as the Z axis
Rotate the coordinate axis about 120 degrees to 170 degrees around the X axis
Rotate the coordinate system (X, Y ', Z') and its Z'axis.
Coordinate system rotated by -20 to 20 degrees (X ', Y ",
Z '), the plate of said lithium niobate piezoelectric single crystal
Cut out so that the surface is parallel to the X'axis and Z'axis.
A piezoelectric transformer characterized in that it is obtained.
【０００９】[0009]
【００１０】また、本発明によれば、前記圧電振動子板
は、縦と横との寸法比がほぼ等しい方形板であり、四隅
が振動の節となるラーメモード振動を用いた前記圧電振
動子板を１個以上縦横に複数個並べた形状であることを
特徴とする圧電トランスが得られる。Further, according to the present invention, the piezoelectric vibrator plate is a rectangular plate having a substantially vertical and horizontal dimensional ratio, and the piezoelectric vibrator using the Lame mode vibration in which four corners are nodes of vibration. A piezoelectric transformer having a shape in which one or more plates are arranged vertically and horizontally is obtained.
【００１１】[0011]
【作用】本発明においては、圧電トランスに複数の出力
電極を形成することにより、所望の複数の出力電圧を得
る。また、複数の出力電圧を１つの圧電トランスで得る
ことが可能であるため、より一層小形化、高集積化され
る。In the present invention, a plurality of desired output voltages are obtained by forming a plurality of output electrodes on the piezoelectric transformer. Further, since it is possible to obtain a plurality of output voltages with a single piezoelectric transformer, further miniaturization and high integration are achieved.
【００１２】[0012]
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の圧電トランス
の実施例について、図面を参照して説明する。EXAMPLES Examples of the piezoelectric transformer of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】図１及び図２は本発明の圧電トランスの一
実施例を示している。図１及び図２を参照して、圧電ト
ランスは方形板（圧電振動子板）１１の表面に形成した
電気的信号を入力するための入力電極１２ａと、電気的
信号を取り出す出力電極１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとを含
む。出力電極１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは方形板１１の表
面に複数個が独立して形成されている。1 and 2 show one embodiment of the piezoelectric transformer of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2, the piezoelectric transformer includes an input electrode 12a formed on the surface of a rectangular plate (piezoelectric vibrator plate) 11 for inputting an electric signal, and output electrodes 12b, 12c for taking out the electric signal. , 12d. A plurality of output electrodes 12b, 12c, 12d are independently formed on the surface of the rectangular plate 11.
【００１４】圧電トランスはニオブ酸リチウム単結晶か
ら切り出した縦横比が１：２である長方形の方形板１１
と、この方形板１１の表面に形成した入力電極１２ａ及
び３つの出力電極１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとを備える。
また、方形板１１の裏面には、その全面にアース電極１
２ｅが形成されている。The piezoelectric transformer is a rectangular rectangular plate 11 cut out from a lithium niobate single crystal and having an aspect ratio of 1: 2.
And an input electrode 12a and three output electrodes 12b, 12c, 12d formed on the surface of the rectangular plate 11.
On the back surface of the rectangular plate 11, the ground electrode 1 is formed on the entire surface.
2e is formed.
【００１５】図３は図１の圧電トランスのパッケージ３
４の構成を示している。方形板１１に形成されている入
力電極１２ａ，及び３つの出力電極１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄから電気信号を取り出すリード線３３ａ，３３ｂ，
３３ｃ，３３ｄをパッケージ３４上に形成したそれぞれ
の外部接続用の電極端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５
ｄに接続して構成している。FIG. 3 is a piezoelectric transformer package 3 of FIG.
4 shows the configuration of No. 4. An input electrode 12a formed on the rectangular plate 11 and three output electrodes 12b, 12c, 1
Lead wires 33a, 33b for extracting electric signals from 2d,
Electrode terminals 35a, 35b, 35c, 35 for external connection, each having 33c, 33d formed on the package 34
It is configured by connecting to d.
【００１６】方形板１１は自発分極軸をＺ軸としたニオ
ブ酸リチウム圧電単結晶を用い、座標軸をＸ軸のまわり
に１２０〜１７０度回転した座標系（Ｘ，Ｙ′，Ｚ′）
を、さらにそのＺ′軸まわりに−２０〜２０度回転した
座標系（Ｘ′，Ｙ″，Ｚ′）において、ニオブ酸リチウ
ム圧電単結晶の板面がＸ′軸とＺ′軸とに平行になるよ
うに切り出して圧電振動子板が作られている。The rectangular plate 11 is made of a lithium niobate piezoelectric single crystal having a spontaneous polarization axis as the Z axis, and the coordinate system is rotated by 120 to 170 degrees around the X axis (X, Y ', Z').
In a coordinate system (X ', Y ", Z') rotated about the Z'axis by -20 to 20 degrees, the plate surface of the lithium niobate piezoelectric single crystal is parallel to the X'axis and the Z'axis. Piezoelectric vibrator plate is made by cutting out to be.
【００１７】また、圧電振動子板は、縦と横との寸法比
がほぼ等しい方形板であり、四隅が振動の節となるラー
メモード振動を用いた圧電振動子板を１個以上縦横に複
数個並べた形状である。Further, the piezoelectric vibrator plate is a rectangular plate having substantially the same dimensional ratio of length to width, and one or more piezoelectric vibrator plates using Lame mode vibration having four corners as vibration nodes are arranged vertically and horizontally. It is a shape in which pieces are arranged.
【００１８】以下に、本発明の実施例による圧電トラン
スの製造方法の具体例を示す。市販されている自発電極
がＺ軸のニオブ酸リチウム圧電単結晶を用いて、Ｘ軸を
中心に１５５度回転し、さらに、Ｘ軸と直交するＺ′軸
を中心に５度回転して縦と横との寸法が２０×１０ｍｍ
で厚さが０．５ｍｍの方形板１１を切り出した。この方
形板１１の１つの表面にアルミニウムを蒸着し、入力電
極１２ａ，出力電極１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを形成し
た。Specific examples of the method for manufacturing the piezoelectric transformer according to the embodiment of the present invention will be described below. A commercially available spontaneous electrode uses a Z axis lithium niobate piezoelectric single crystal to rotate 155 degrees around the X axis, and further rotates 5 degrees around the Z ′ axis orthogonal to the X axis to vertically Width is 20 x 10 mm
Then, a rectangular plate 11 having a thickness of 0.5 mm was cut out. Aluminum was vapor-deposited on one surface of the rectangular plate 11 to form the input electrode 12a and the output electrodes 12b, 12c and 12d.
【００１９】次に、入力電極１２ａ、及び出力電極１
２，ｂ，１２ｃ，１２ｄを上側にして方形板１１をパッ
ケージ３４に固定する。パッケージ３４にはその周囲枠
部の上面に複数の外部接続用の電極端子３５ａ，３５
ｂ，３５ｃ，３５ｄが形成されている。入力電極１２
ａ、出力電極１２，ｂ，１２ｃ，１２ｄと、電極端子３
５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとは、複数のリード線３
３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄのそれぞれを介して一対
一に接続する。Next, the input electrode 12a and the output electrode 1
The square plate 11 is fixed to the package 34 with 2, b, 12 c, and 12 d facing upward. The package 34 has a plurality of electrode terminals 35a, 35a for external connection on the upper surface of its peripheral frame portion.
b, 35c, 35d are formed. Input electrode 12
a, output electrodes 12, b, 12c, 12d, and electrode terminal 3
5a, 35b, 35c, 35d means a plurality of lead wires 3
One-to-one connection is made via each of 3a, 33b, 33c, 33d.
【００２０】さらに、入力電圧１２ａと、出力電極１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄとの測定結果及び昇圧比を表１に示
す。この時の負荷抵抗は１００ＭΩである。Further, the input voltage 12a and the output electrode 12
Table 1 shows the measurement results of b, 12c, and 12d and the step-up ratio. The load resistance at this time is 100 MΩ.
【００２１】[0021]
【表１】 [Table 1]
【００２２】表１に示すように、入力電圧（Ｖ）の変化
に対しても、３つの出力電極１２ｂ，１２ｃ，１２ｄれ
ぞれの出力電圧（Ｖ）がほぼ一定に変化していることが
わかる。また、この時の出力電圧は電極形状の設計等に
より、いかようにも変えることができる。As shown in Table 1, even when the input voltage (V) changes, the output voltage (V) of each of the three output electrodes 12b, 12c, 12d changes almost constantly. Recognize. Further, the output voltage at this time can be arbitrarily changed by designing the shape of the electrodes.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上、実施例により説明したように、本
発明の圧電トランスによれば、１つの入力電極に対し、
複数の出力電極を有することにより、所望の複数の出力
電圧を容易に得ることができ、特性に優れた小形化、高
集積化が可能な圧電トランスを得ることができる。As described above with reference to the embodiments, according to the piezoelectric transformer of the present invention, for one input electrode,
By having a plurality of output electrodes, a desired plurality of output voltages can be easily obtained, and a piezoelectric transformer excellent in characteristics and capable of being miniaturized and highly integrated can be obtained.
【図１】本発明の圧電トランスの構成の一実施例を示す
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the configuration of a piezoelectric transformer of the present invention.
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
【図３】図１の圧電トランスのパッケージの構成を示す
斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a package of the piezoelectric transformer of FIG.
【図４】従来の圧電トランスの構成例を示す構成図であ
る。FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration example of a conventional piezoelectric transformer.
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。5 is a sectional view taken along line VV of FIG.
１１ 方形板 １２ａ，４２ 入力電極 １２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，４３ 出力電極 １２ｅ，４４，４５ アース電極 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ リード線 ３４ パッケージ ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ 電極端子 11 square plate 12a, 42 input electrodes 12b, 12c, 12d, 43 output electrodes 12e, 44, 45 Ground electrode 33a, 33b, 33c, 33d Lead wire 34 packages 35a, 35b, 35c, 35d electrode terminals
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭40−9226（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭39−28682（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 41/107 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References Japanese Patent Publication No. 40-9226 (JP, B1) Japanese Publication No. 39-28682 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 41/107
Claims (2)
号を入力するための入力電極と、電気的信号を取り出す
出力電極とを含み、前記出力電極を前記圧電振動子板の
表面に複数個独立して形成した圧電トランスにおいて、
前記圧電振動子板は自発分極軸をＺ軸としたニオブ酸リ
チウム圧電単結晶を用い、座標軸をＸ軸のまわりに１２
０〜１７０度回転した座標系（Ｘ，Ｙ′，Ｚ′）を、さ
らにそのＺ′軸のまわりに−２０〜２０度回転した座標
系（Ｘ′，Ｙ″，Ｚ′）において、前記ニオブ酸リチウ
ム圧電単結晶の板面がＸ′軸とＺ′軸とに平行になるよ
うに切り出して作られていることを特徴とする圧電トラ
ンス。 Include [1 claim] and input electrode for inputting an electric signal which is formed on the surface of the piezoelectric vibrator plate, and an output electrode for taking out an electric signal, a plurality of the output electrode on the surface of the piezoelectric vibrator plate In a piezoelectric transformer formed independently,
The piezoelectric vibrator plate is made of niobate which has a spontaneous polarization axis as the Z axis.
Using a piezoelectric single crystal of titanium, the coordinate axis is 12 around the X axis.
The coordinate system (X, Y ', Z') rotated 0 to 170 degrees is
Coordinates rotated by -20 to 20 degrees around the Z'axis
In the system (X ′, Y ″, Z ′), the above-mentioned lithium niobate
The plate surface of the piezoelectric single crystal becomes parallel to the X'axis and Z'axis.
A piezoelectric transformer characterized by being cut into pieces.
前記圧電振動子板は、縦と横との寸法比がほぼ等しい方
形板であり、四隅が振動の節となるラーメモード振動を
用いた前記圧電振動子板を１個以上縦横に複数並べた形
状であることを特徴とする圧電トランス。2. The piezoelectric transformer according to claim 1 , wherein
The piezoelectric vibrator plate has a vertical and horizontal dimension ratios that are substantially equal to each other.
It is a shaped plate, and the Lame mode vibration that the four corners are nodes of vibration
Formed by arranging one or more of the piezoelectric vibrator plates used in the vertical and horizontal directions
Piezoelectric transformer characterized by being shaped like a circle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25068094A JP3486759B2 (en) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | Piezoelectric transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25068094A JP3486759B2 (en) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | Piezoelectric transformer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH08116105A JPH08116105A (en) | 1996-05-07 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP25068094A Expired - Fee Related JP3486759B2 (en) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | Piezoelectric transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3486759B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111180570B (en) * | 2019-12-12 | 2021-04-30 | 安徽大学 | Single-layer piezoelectric transformer capable of realizing different step-up ratios |
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1994
- 1994-10-17 JP JP25068094A patent/JP3486759B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH08116105A (en) | 1996-05-07 |
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