JP6577667B2 - 圧電トランス - Google Patents
圧電トランス Download PDFInfo
- Publication number
- JP6577667B2 JP6577667B2 JP2018517766A JP2018517766A JP6577667B2 JP 6577667 B2 JP6577667 B2 JP 6577667B2 JP 2018517766 A JP2018517766 A JP 2018517766A JP 2018517766 A JP2018517766 A JP 2018517766A JP 6577667 B2 JP6577667 B2 JP 6577667B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric transformer
- length dimension
- layers
- group
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/40—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and electrical output, e.g. functioning as transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/04—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning
- H10N30/045—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning by polarising
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
- H10N30/804—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits for piezoelectric transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/871—Single-layered electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. internal electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
Cin≦N2Cout
ここでCinは、入力キャパシタンス、Coutは出力キャパシタンスであり、そしてNは理想的なトランスの昇圧比を表す。
RL,eff/k<RL<RL,eff・k
ここで
となっている。
2 : 入力側
3 : 出力側
4a,4b,4c : 内部電極のシート
K1,K2 : 外部接続部
L : 長さ
P1 : 1つのセグメントの第1の位置
P2 : 1つのセグメントの第2の位置
P3 : 1つのセグメントの第3の位置
P4 : 1つのセグメントの第4の位置
S1,S2,S3 : 層
Claims (8)
- 長さLの所定の長さ寸法を有する1つの圧電素子(1)を備える圧電トランスであって、
前記長さ寸法に沿って前記トランスの少なくとも1つの入力側(2)と少なくとも1つの出力側(3)とが規定されており、前記入力側(2)には入力電圧Uinを印加することができ、昇圧比Uout/Uin=Kuに従って前記出力側(3)での出力電圧Uoutに変換され、
前記圧電素子(1)は、複数の内部電極のシート(4a,4b,4c)を備え、複数の当該内部電極のシートは前記長さ寸法の方向に対して垂直な方向において複数の異なる層(S1,S2,S3)に配設されており、
複数の前記内部電極の各々のシート(4a,4b,4c)が、前記長さ寸法の少なくとも1つの所定の部分に渡って延在することによって、そして当該部分の第1のグループの層(S1,S3)のシート(4a,4c)のセグメントと当該部分の第2のグループの層(S2)のシート(4b)のセグメントとが異なる寸法を備え、これより前記圧電トランスが、Cin≦N2Coutの条件を満足し、Cinは入力キャパシタンス、Coutは出力キャパシタンスであり、そしてNは理想的なトランスの昇圧比を表し、
前記第1のグループの層(S1,S3)は前記第2のグループの層(S2)と交互になっていて、
前記第1のグループの層(S1,S3)の複数の内部電極のシート(4a,4c)は、それぞれ前記長さ寸法の>0かつ≦(1/2)・Lの領域における第1の位置(P1)と第2の位置(P2)との間に延在しており、当該第1の位置(P1)と当該第2の位置(P2)との間のそれぞれの前記セグメントは、前記長さ寸法の(1/4)・Lの長さを有する、
ことを特徴とする圧電トランス。 - 前記第1のグループの層(S1,S3)の複数の内部電極のシート(4a,4c)は、それぞれ前記第1の位置(P1)と前記第2の位置(P2)との間で、前記長さ寸法の(1/4)・Lの位置に対して対称に延在していることを特徴とする、請求項1に記載の圧電トランス。
- 前記第2のグループの層(S2)の複数の内部電極のシート(4b)は、それぞれ前記長さ寸法の>0かつ≦(1/2)・Lの領域における第1の位置(P1)と第2の位置(P2)との間に延在しており、当該第1の位置(P1)と当該第2の位置(P2)との間のそれぞれの前記セグメントは、前記長さ寸法の>(1/4)・Lかつ<(1/2)・Lの長さとなっていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の圧電トランス。
- 前記第2のグループの層(S2)の複数の内部電極のシート(4b)は、それぞれ前記長さ寸法の>0かつ≦(3/4)・Lの領域における第1の位置(P1)と第2の位置(P2)との間に延在しており、当該第1の位置(P1)と当該第2の位置(P2)との間のそれぞれの前記セグメントは、前記長さ寸法の≧(3/8)・Lかつ<(3/4)・Lの長さとなっていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の圧電トランス。
- 前記第2のグループの層(S2)の複数の内部電極のシート(4b)は、それぞれ追加的に、前記長さ寸法の≧(7/8)・Lかつ≦Lの領域における第3の位置(P3)と第4の位置(P4)との間の部分に延在していることを特徴とする、請求項3又は4に記載の圧電トランス。
- 前記長さ寸法に対して、前記第2のグループの層(S2)の複数の内部電極のシート(4b)の前記第1の位置(P1)は、前記第1のグループの層(S1,S3)の複数の内部電極のシート(4a,4c)の前記第1の位置(P1)に対応していることを特徴とする、請求項3乃至5のいずれか1項に記載の圧電トランス。
- 前記圧電素子(1)は、その入力側(2)では前記長さ寸法に対して垂直な方向で分極されており、そしてその出力側(3)では前記長さ寸法の方向に分極されていることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の圧電トランス。
- 前記入力側(2)は、前記圧電素子(1)の前記長さ寸法の0〜(1/2)・Lの領域に設けられており、そして前記出力側(3)は、前記圧電素子(1)の前記長さ寸法の(1/2)・L〜Lの領域に設けられていることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧電トランス。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015117106.6 | 2015-10-07 | ||
DE102015117106.6A DE102015117106A1 (de) | 2015-10-07 | 2015-10-07 | Piezoelektrischer Transformator |
PCT/EP2016/072734 WO2017060104A1 (de) | 2015-10-07 | 2016-09-23 | Piezoelektrischer transformator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018535544A JP2018535544A (ja) | 2018-11-29 |
JP6577667B2 true JP6577667B2 (ja) | 2019-09-18 |
Family
ID=56985628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018517766A Active JP6577667B2 (ja) | 2015-10-07 | 2016-09-23 | 圧電トランス |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11227989B2 (ja) |
EP (1) | EP3360170B1 (ja) |
JP (1) | JP6577667B2 (ja) |
KR (1) | KR102087021B1 (ja) |
CN (1) | CN108140719B (ja) |
DE (1) | DE102015117106A1 (ja) |
WO (1) | WO2017060104A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016104490B3 (de) * | 2016-03-11 | 2017-05-24 | Epcos Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines nichtthermischen Atmosphärendruck-Plasmas |
US11545615B2 (en) * | 2020-09-09 | 2023-01-03 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Method for manufacturing piezoelectric instrumentation devices with 3D structures using additive manufacturing |
CN112366271B (zh) * | 2020-11-02 | 2022-09-09 | 安徽大学 | 一种可实现容性阻抗自补偿的集成式压电变压器 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5504384A (en) * | 1993-06-23 | 1996-04-02 | Industrial Technology Research Institute | Multi-mode adjustable piezoelectric transformer |
JP3978471B2 (ja) | 1996-01-30 | 2007-09-19 | Necトーキン株式会社 | 圧電トランス |
TW420883B (en) | 1996-02-08 | 2001-02-01 | Tokin Corp | A piezoelectric transformer |
JP2842382B2 (ja) | 1996-06-11 | 1999-01-06 | 日本電気株式会社 | 積層型圧電トランスおよびその製造方法 |
JPH11261125A (ja) | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Hitachi Metals Ltd | 積層型圧電トランス |
JPH11330579A (ja) | 1998-03-12 | 1999-11-30 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型圧電トランス |
JP2001284675A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | 圧電トランス |
US6362560B1 (en) | 2001-01-04 | 2002-03-26 | Meng-Chang Yang | Multi-layer piezoelectric center-drive ceramic transformer |
JP2002217467A (ja) | 2001-01-12 | 2002-08-02 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型圧電トランス、圧電インバータおよび液晶ディスプレイ |
JP2003037309A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-07 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型圧電トランスおよびそれを用いた電子装置 |
US6812623B2 (en) * | 2001-09-28 | 2004-11-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric transformer |
KR20030046574A (ko) * | 2001-12-05 | 2003-06-18 | 삼성전기주식회사 | 압전트랜스포머 |
JP2004335939A (ja) | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ローゼン型圧電トランス |
KR100550848B1 (ko) | 2003-06-25 | 2006-02-10 | 삼성전기주식회사 | 대칭 및 비대칭 전극구조를 갖는 압전 트랜스 |
KR100970222B1 (ko) | 2003-06-25 | 2010-07-16 | 주식회사 케이티 | 무선 통신망에서의 과금 시스템 및 그 방법 |
EP1672710B1 (en) | 2003-09-30 | 2011-11-09 | Taiheiyo Cement Corporation | Piezoelectric transformer |
JP4312021B2 (ja) | 2003-10-06 | 2009-08-12 | 株式会社タムラ製作所 | 圧電トランス駆動装置および圧電トランス駆動方法 |
DE112005002597A5 (de) * | 2004-08-13 | 2007-08-02 | Epcos Ag | Piezoelektrischer Transformator |
JP4567768B2 (ja) | 2008-05-30 | 2010-10-20 | 株式会社デンソー | 積層型圧電素子の製造方法 |
JP5332475B2 (ja) * | 2008-10-03 | 2013-11-06 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミック電子部品およびその製造方法 |
JP5459487B2 (ja) | 2010-02-05 | 2014-04-02 | 株式会社村田製作所 | 積層型電子部品およびその製造方法 |
CN103918097A (zh) | 2011-08-09 | 2014-07-09 | 诺力克有限公司 | 具有高的有效机电耦合系数的压电变压器 |
US20160064640A1 (en) * | 2014-09-01 | 2016-03-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Power supply device and power supply method |
-
2015
- 2015-10-07 DE DE102015117106.6A patent/DE102015117106A1/de not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-09-23 US US15/766,798 patent/US11227989B2/en active Active
- 2016-09-23 WO PCT/EP2016/072734 patent/WO2017060104A1/de active Application Filing
- 2016-09-23 EP EP16770287.7A patent/EP3360170B1/de active Active
- 2016-09-23 JP JP2018517766A patent/JP6577667B2/ja active Active
- 2016-09-23 CN CN201680058650.9A patent/CN108140719B/zh active Active
- 2016-09-23 KR KR1020187012852A patent/KR102087021B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102015117106A1 (de) | 2017-04-13 |
CN108140719B (zh) | 2021-11-09 |
EP3360170B1 (de) | 2019-10-30 |
EP3360170A1 (de) | 2018-08-15 |
WO2017060104A1 (de) | 2017-04-13 |
US11227989B2 (en) | 2022-01-18 |
JP2018535544A (ja) | 2018-11-29 |
KR102087021B1 (ko) | 2020-03-11 |
US20180287043A1 (en) | 2018-10-04 |
CN108140719A (zh) | 2018-06-08 |
KR20180105116A (ko) | 2018-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5371434B2 (ja) | 圧電式の変圧器 | |
US6366006B1 (en) | Composite piezoelectric transformer | |
JP2009510791A5 (ja) | ||
JP6577667B2 (ja) | 圧電トランス | |
KR20170006736A (ko) | 직류-교류 전력 변환 회로 | |
US20100301702A1 (en) | High gain miniature power supply for plasma generation | |
JP2006340493A (ja) | 振動波アクチュエータ及びその駆動方法 | |
US20100188068A1 (en) | Solid State High Power Piezokinetic Transformer and Method Thereof | |
JP5090909B2 (ja) | 圧電トランス | |
JP5582261B2 (ja) | 圧電トランス、圧電トランスモジュールおよびワイヤレス電力伝送システム | |
JP3706509B2 (ja) | 圧電トランス | |
US9379308B2 (en) | Piezoelectric component | |
JP6672651B2 (ja) | 圧電トランス、dc−dcコンバータ、ac−dcコンバータ及びacアダプタ | |
JP4721540B2 (ja) | 圧電トランス及び電源装置 | |
JP4622004B2 (ja) | 共振型スイッチング電源装置 | |
JP3709114B2 (ja) | 圧電トランス | |
JPH1079535A (ja) | 積層型圧電トランス | |
JP4743936B2 (ja) | 圧電トランス及びコンバータ | |
JP4831859B2 (ja) | 圧電トランス | |
JPH10135529A (ja) | 圧電トランスの駆動回路 | |
JP5113840B2 (ja) | 圧電トランス | |
JPH11145528A (ja) | 圧電トランス | |
JP4705472B2 (ja) | 圧電トランス | |
JP2002017094A (ja) | 超音波モータ駆動装置 | |
CN1967890A (zh) | 变截面Rosen型压电变压器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180406 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190424 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190508 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190712 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190814 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190822 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6577667 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |