JPH09321362A - 圧電トランス - Google Patents

圧電トランス

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JPH09321362A
JPH09321362A JP8138124A JP13812496A JPH09321362A JP H09321362 A JPH09321362 A JP H09321362A JP 8138124 A JP8138124 A JP 8138124A JP 13812496 A JP13812496 A JP 13812496A JP H09321362 A JPH09321362 A JP H09321362A
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JP
Japan
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input
output
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piezoelectric transformer
ratio
Prior art date
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Application number
JP8138124A
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English (en)
Inventor
Takaaki Asada
隆昭 浅田
Toshiaki Kachi
敏晃 加地
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】効率を低下させることなく、出力電圧を広範囲
に亘って調整することができる圧電トランスを提供する
ことにある。 【解決手段】圧電板1の長さ方向の入力電極2a,2b
が形成された部分は厚み方向に分極されて入力部Aが構
成され、他の部分は長さ方向に分極されて出力部Bが構
成され、出力部Bの端面には出力電極3が形成されてい
る。そして、入力部Aの長さは出力部Bの長さよりの長
く形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
のバックライト用インバータ、蛍光管点灯用インバータ
等に用いられる圧電トランスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の圧電トランスは、例え
ば、図6に示すように、矩形平板状の圧電性セラミック
スからなる圧電板1を備え、圧電板1の長さ方向の片側
半部の両主面に入力電極2a,2bが対向して形成さ
れ、他方側の長さ方向の端面に出力電極3が形成され、
入力部Aとなる入力電極2a,2baが形成された部分
は矢印P1で示すように厚み方向に分極され、出力部B
となる他方側の片側半部は矢印P2で示すように長さ方
向に分極されている。
【0003】この圧電トランスは、λ/2モードと呼ば
れる長さ方向の縦振動の基本(1次)振動モードを用い
たものであり、その振動は、長さ方向の1/2(λ/
4)のところで振動変位がゼロとなるいわゆるノード点
となり、入力電極2a,2bのノード点に対応する位置
には入力側配線4a,4bが接続され、出力電極3には
出力側配線5が接続される。一方の入力側配線4bは入
出力の共通端(アース)となっている。そして、入力電
極2a,2b間に入力側配線4a,4bを入力電圧を印
加し、圧電効果と逆圧電効果の作用により、出力電極3
に生じた昇圧された出力電圧が出力側配線を通じて取出
される。
【0004】また、2次以上の縦振動モードを利用した
圧電トランスはλ/2の整数倍の長さの圧電板が用いら
れ、両主面に入力電極が対向して形成されかつ厚み方向
に分極された長さλ/2の入力部と、長さ方向に分極さ
れかつ一部に出力電極が形成された長さλ/2の出力部
とを長さ方向に交互に配置して構成され、長さ方向の各
λ/2の区間の中央部にノード点が生じ、両端部及び端
部から各λ/2の位置で最大変位となっている。例え
ば、2次振動モードの場合は、図6に示す圧電トランス
において、入力電極2a,2bの長さ方向の中心がノー
ド点となり、入力側配線4a,4bは入力電極2a,2
bの長さ方向の中心部に接続される。
【0005】すなわち、従来の縦振動を用いた圧電トラ
ンスにおいては、基本(1次)モード及び2次以上の振
動モードのいずれの場合も、隣り合う入力部Aと出力部
Bの長さは同一の長さで構成されている。
【0006】図7及び図8は、圧電板の幅8.5mm、
長さ16.5mm、厚み2.0mmの7層からなる積層
型の従来の圧電トランスの昇圧比及び効率の周波数特性
を示す図である。図7及び図8に示すように、この種の
圧電トランスでは、圧電板の材質、寸法、入力部と出力
部の長さの比が定まれば、昇圧比(出力電圧/入力電
圧)や効率(出力電力/入力電力)の周波数特性は、負
荷抵抗RL に応じて一意的に定まった特性となる。
【0007】このような圧電トランスは、液晶ディスプ
レイのバックライトの冷陰極管の点灯回路に用いられ、
出力電圧を変化させて冷陰極管の調光が行われ、また、
入力電圧の変動に対しても安定な出力電圧を出力するこ
とが要求される。通常、出力電圧の調整、制御は、圧電
トランスの駆動周波数を変化させることにより行われ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧電トランスでは、入力部と出力部の長さが同一の長さ
で設計されており、また、使用回路により負荷抵抗RL
は決まっており、昇圧比及び効率は定まった周波数特性
となっているので、駆動周波数を変化させて適正な出力
電圧を得ることが困難であった。
【0009】つまり、従来の圧電トランスにおいては、
冷陰極管に相当する負荷抵抗RL が50KΩの場合、図
7に示すように、昇圧比はなだらかな傾斜の周波数特性
となっており、出力電圧を大きく変化させるには、駆動
周波数を大きく変化させる必要がある。しかし、駆動周
波数が共振周波数から離れるほど圧電トランスの効率は
低下するので、駆動周波数の可変範囲には限界があり、
出力電圧の可変範囲が限定され所望の出力電力が得られ
ないという問題があった。
【0010】そこで、本発明の目的は、入力部の長さを
出力部の長さより長く形成して、昇圧比の周波数特性を
急峻にすることにより、効率を低下させることなく、出
力電圧を広範囲に亘って調整することができる圧電トラ
ンスを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、矩形状の圧電板に、入力電
極が形成され厚み方向に分極された入力部と長さ方向に
分極され一部に出力電極が形成された出力部とが長さ方
向に隣接して配置され、縦振動モードを利用してなる圧
電トランスであって、前記入力部の長さが前記出力部の
長さよりも長く形成されていることを特徴とするもので
ある。
【0012】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
圧電トランスにおいて、入力部の長さと出力部の長さの
比が、55:45〜70:30の範囲に設定されている
ことを特徴とするものである。
【0013】上記の構成によれば、入力部と出力部の長
さの比を変えることにより、昇圧比の周波数特性の傾斜
度を変えることができ、入力部の長さは出力部の長さよ
りも長く形成されているので、昇圧比の周波数特性を従
来のものより急峻なものとすることができる。すなわ
ち、駆動周波数の変化に対応する出力電圧の変化幅が大
きくなり、効率の低下しない範囲でのわずかな駆動周波
数の調整により、所望の出力電圧を得ることができる。
【0014】そして、出力電圧の調整を容易し、かつ安
定な動作を得るためには、入力部Aと出力部Bの比を5
5:45〜70:30の範囲に設定することが望まし
い。
【0015】また、出力部が短く形成され大きな電圧が
必要な長さ方向の分極電圧を低減でき、さらに、動作時
に応力が集中するノード点位置と分極境界(厚み方向の
分極と長さ方向の分極の境界)とを分離することができ
るので、分極時及び動作時の機械的強度の劣化を大幅に
低減でき、信頼性を向上することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施例を示す
図面に基づいて説明する。
【0017】本発明の第1実施例の係る圧電トランスの
構造を図1に示す。本実施例の圧電トランスは、1次縦
振動モードを用いた積層型の圧電トランスであり、矩形
平板状の圧電板1は複数枚の圧電セラミックグリーンシ
ートを積層して一体焼成して形成されている。
【0018】入力電極2a,2bは、長さ方向の一方端
部から中央部を越えて、圧電板1の表面及び内部に交互
に配置されて形成され、各層の入力電極2aは幅方向の
一方端面で接続され、各層の入力電極2bは幅方向の他
方端面で接続されている。出力電極3は圧電板1の長さ
方向の他方端面に形成されている。
【0019】圧電板1の長さ方向の入力電極2a,2b
が形成された部分は厚み方向に分極されて入力部Aが構
成され、他の部分は長さ方向に分極されて出力部Bが構
成されている。そして、本実施例では、入力部Aと出力
部Bの比は6:4となるように形成されている。
【0020】長さ方向の中央部が振動変位がゼロとなる
ノード点となっており、このノード点の位置で支持また
は電気的接続が行われる。
【0021】次に、昇圧比及び効率の周波数特性を本実
施例の構成(入力部Aと出力部Bの比は6:4)と従来
の構成(入力部Aと出力部Bの比は1:1)とを対比し
て説明する。図2及び図3は圧電板の幅8.5mm、長
さ16.5mm、厚み2.0mmの積層(7層)型の圧
電トランスを用い、負荷抵抗RL を50KΩとし、駆動
周波数を変化させた場合の昇圧比及び効率の変化を示す
図である。
【0022】図2に示すように、本実施例の昇圧比は、
従来例のものに比べ急峻な周波数特性となっている。す
なわち、駆動周波数を一定量変化させた場合、本実施例
のものは、従来のものに比べ出力電圧の変化量は大きく
なる。逆にいえば、一定量の出力電圧を変化させる場合
は、本実施例のものは、従来のものに比べ駆動周波数の
変化幅を小さくすることができ、効率の低下が少ない範
囲での出力電圧の調整を行うことができる。
【0023】具体的には、図2及び図3から分かるよう
に、従来のものは、最大昇圧比から−10dBとなる周
波数(図において約113KHz)での効率は約65%
であるのに対し、本実施例のものは、最大昇圧比から−
10dBとなる周波数(図において約106KHz)で
の効率は90%以上となっている。
【0024】このように、本実施例の構成においては、
効率を低下させることなく、出力電圧を広範囲に亘って
調整することができる。
【0025】なお、入力部Aの全長に対する割合を大き
くしていくと、負荷抵抗RL=10MΩと負荷抵抗RL=
50KΩの昇圧比の差は小さくなっていく。冷陰極管に
おいては、点灯開始時(負荷抵抗RL=10MΩ)と点
灯時(負荷抵抗RL=50KΩ)の電圧比が2〜3倍必
要であり、冷陰極管を安定に点灯するためには、入力部
Aの全長に対する比は70%以下であることが望まし
い。
【0026】一方、従来のものよりも昇圧比の傾斜を急
峻にして実効的な効果を得るために、入力部Aの長さは
全長に対して55%以上であることが望ましい。
【0027】つまり、出力電圧の調整を容易し、かつ安
定な動作を得るためには、入力部Aと出力部Bの比を5
5:45〜70:30の範囲に設定することが望まし
い。
【0028】また、本実施例の構成においては、出力部
Bの長さが短いので、長さに応じた電圧が必要な出力部
Bの分極電圧を小さくすることができ、分極による圧電
板1の機械的強度の劣化が低減される。さらに、応力が
集中するノード点位置と、分極歪みにより強度の弱い分
極境界(入力部Aと出力部Bの境界)が異なる位置とな
るため、動作時の強度の劣化が防止される。
【0029】なお、上記実施例では、積層型の1次振動
モードの圧電トランスで説明したが、これに限るもので
はなく、単板の圧電板を用いたものでもよく、2次以上
の縦振動モードを利用したものでもよいことは勿論であ
る。また、入力電極の形成位置、出力電極の形状等も上
記実施例に限るものではなく、例えば、図4に示すよう
に、入力電極を長さ方向にずらして形成してもよい。
【0030】図4は、本発明の第2実施例に係る圧電ト
ランスの斜視図である。本実施例の圧電トランスでは、
入力電極2a,2bは、圧電板1の長さ方向の一方端面
から離れた位置に形成され、入力部Aの長さは出力部B
の長さよりも長く形成されている。
【0031】この構成においては、第1実施例で説明し
た作用・効果に加え、特に積層型の場合、一方端面と入
力電極との間にギャップがあるので、積層の強度を高め
ることができる。
【0032】図5は、本発明の第3実施例に係る圧電ト
ランスの斜視図である。本実施例の圧電トランスは、対
称3次モードの圧電トランスであり、圧電板1の長さ方
向の両端部に、入力電極2a,2bが形成され厚み方向
に分極された入力部A,Aが配置され、入力部A,Aの
間に長さ方向に分極された出力部Bが配置されている。
出力電極3は圧電板1の中心部すなわち出力部の中心部
に帯状に形成されている。個々の入力部Aの長さは出力
部Bの長さよりも長く形成されている。
【0033】この構成においても、昇圧比の周波数特性
を急峻にすることができ、第1実施例で説明したものと
同様の効果を得ることができる。
【0034】要するに、本発明は、個々の入力部の長さ
を入力部に隣接する個々の出力部の長さよりも長く形成
することを特徴とするものであり、他の構成は特に限定
するものではない。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る圧電
トランスによれば、入力部の長さは出力部の長さよりも
長く形成することにより、昇圧比の周波数特性を従来の
ものより急峻にすることができる。したがって、効率を
低下させることなく、出力電圧を広範囲に亘って調整す
ることができ、所望の出力電圧を得ることができる。
【0036】また、出力部の分極電圧を低減でき、さら
に、動作時に応力が集中するノード点位置と分極境界と
を分離することができるので、分極時及び動作時の機械
的強度の劣化を大幅に低減でき、信頼性を向上すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る圧電トランスの斜視
図である。
【図2】第1実施例の圧電トランスと従来の圧電トラン
スの昇圧比の周波数特性を示す図である。
【図3】第1実施例の圧電トランスと従来の圧電トラン
スの効率の周波数特性を示す図である。
【図4】本発明の第2実施例に係る圧電トランスの斜視
図である。
【図5】本発明の第3実施例に係る圧電トランスの斜視
図である。
【図6】従来の圧電トランスの斜視図である。
【図7】従来の圧電トランスの昇圧比の周波数特性の一
例を示す図である。
【図8】従来の圧電トランスの効率の周波数特性の一例
を示す図である。
【符号の説明】
1 圧電板 2a,2b 入力電極 3 出力電極 A 入力部 B 出力部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 矩形状の圧電板に、入力電極が形成され
    厚み方向に分極された入力部と長さ方向に分極され一部
    に出力電極が形成された出力部とが長さ方向に隣接して
    配置され、縦振動モードを利用してなる圧電トランスで
    あって、 前記入力部の長さが前記出力部の長さよりも長く形成さ
    れていることを特徴とする圧電トランス。
  2. 【請求項2】 前記入力部の長さと前記出力部の長さの
    比が、55:45〜70:30の範囲に設定されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の圧電トランス。
JP8138124A 1996-05-31 1996-05-31 圧電トランス Pending JPH09321362A (ja)

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JP8138124A JPH09321362A (ja) 1996-05-31 1996-05-31 圧電トランス

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6084336A (en) * 1997-09-17 2000-07-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric transformer
US6229251B1 (en) * 1998-03-12 2001-05-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Monolithic piezoelectric transformer

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6084336A (en) * 1997-09-17 2000-07-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric transformer
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