JPS58267B2 - アツデントランスノヘイレツクドウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧電トランスの並列、駆動方法に関する。

一般に圧電トランスは、駆動部に電界を印加することに
より、機械的歪みを生じさせ、その機械的歪みを発電部
で電圧に変換し、連続した正弦波出力電圧を得るもので
あって、電気−機械−電気のエネルギー変換中に昇圧作
用を行わせるものである。

したがって、その動作には機械振動が介在するため、余
り大きなものは製造しにくく、このため比較的大きな出
力電力を得る場合には、２個乃至それ以上の圧電トラン
スを並列接続して使用するのが普通である。

また、圧電トランスは出力インピーダンスが高いため、
電圧レギュレーションが悪く、負荷が開放に近づくと出
力電圧が上昇し、放電や、周辺部品の燃焼、ひいては圧
電トランスの折損事故にもつながる欠点がある。

本発明の目的は、以上の点に鑑み、上記の欠点を除去す
る新規な圧電トランスの並列駆動方法を提供することで
ある。

本発明は、圧電トランスの出力電圧の位相が駆動電圧の
位相により決まることを利用するもので、並列に接続さ
れた圧電トランスを、帰還信号によって動作する位相制
御手段によって、適当な位相差を設けて駆動することに
より、所望の値に安定化された高圧出力電圧を得ること
を特徴とするものである。

以下、圧電トランスを２個使用した場合の一実施例を図
面を用いて詳細に説明する。

第１図において、１，２は圧電トランスで、圧電トラン
ス１は駆動電極１１，１２が直接駆動電源３に接続され
ており、また圧電トランス２は駆動電極２１，２２が位
相制御手段６を介して駆動電源３に接続されている。

本願明細書においては、説明の便宜上、上記圧電トラン
ス２の如く、位相制御手段を介して駆動電源に接続され
たものを副圧型トランスと呼び、そうでないものを主圧
電トランスと呼ぶものとする。

上記圧電トランス１゜２のそれぞれの出力電極１３．２
３は共通に接続されて、２個のダイオード４１，４２と
から成る倍圧整流回路４を介して、出力端子７に接続さ
れている。

該出力端子７とアース間には検出用抵抗５が挿入されて
おり、出力端子７に現われる出力電圧に比例した電気信
号ｅが上記位相制御手段６に帰還されている。

いま、圧電トランス１，２を特性の等しいものを使用し
て、その各出力電圧をそれぞれＥｌ、Ｅ２とすると、圧
電トランスを駆動する駆動電圧の位相差φと上記各出力
電圧を重畳して得られる電圧ＥＯ（＝Ｅ１＋Ｅ２）との
関係は第２図に示される様になる。

すなわち、位相差φが０のとき、つまり圧電トランス１
，２を駆動するそれぞれの駆動電圧が同相のときにはＥ
１＝Ｅ２となってＥ０は“２Ｅ１”となる。

また位相差φが“Ｔ／２”のとき、つまり圧電トランス
１，２を駆動するそれぞれの電圧の位相差が、駆動電圧
の周期Ｔの半分のときにはＥ１＝−Ｅ２となってＥ０は
“０”なる。

このことは、駆動電圧の位相差φを“０”〜“Ｔ／２”
の間の適当な値にすることによって、各出力電圧を重畳
して得られる電圧Ｅ０の値を“０”〜“２Ｅ１”の間の
任意の値にすることができることを示している。

したがって、この原理により、上記実施例の並列駆動に
おいては、位相制御手段６によって、帰還される電気信
号ｅに応じて電源３の電圧位相を適当に調整すれば、各
出力電圧を重畳して得る電圧Ｅ０の大きさを所望の値と
なる様にすることができる。

位相制御手段６の構成は上記の如き作用をなすのであれ
ばどの様なものであっても良い。

たとえば、コイル、コンデンサ等のリアクタンス素子と
トランジスタ、ＩＣ等の制御素子を組合せて構成した、
ずらす位相の量を制御信号によって調整できる制御可能
移相器と、帰還される電気信号ｅをあらかじめ設定した
値と比較して、その誤差に応じた制御信号を上記制御可
能移相器に供給する誤差検出回路とから成るものが考え
られる。

そして、電気信号ｅが設定値より大きい場合には、ずら
す位相の量を位相差が“Ｔ／２”に近づく様に制御し、
また電気信号ｅが設定値より小さい場合には、ずらす位
相の量を位相差が“０”に近づく様に制御して電気信号
ｅと設定値とが等しくなる様に動作させれば、出力端子
７に現われる整流された出力電圧の値は設定値によって
決定される値に安定化される。

この場合、設定値を調整できる様にしておけば、望む値
の安定化された出力電圧が得られることは言うまでもな
い。

なお、上記の実施例においては、電気信号ｅを検出用抵
抗５を用いて、整流された後の電圧を検出して得ている
が、これに限定されず、各圧電トランスの出力電圧を重
量した電圧の大きさにほぼ比例した電気信号が得られる
のならばどの様なものであっても良い。

たとえば、一方の圧電トランスの出力電極近傍に導電体
を配設し、静電誘導によって該導電体に誘起される電圧
を利用する構成などが考えられる。

また、上記の実施例においては主圧電トランスと副圧室
トランスがそれぞれ１個の場合であったが、それぞれ複
数個の場合であってもよく、また整流回路の構成も実施
例に限定されない。

以上説明した様に本発明による並列駆動方法は位相制御
手段によって、帰還される電気信号に応じて副圧室トラ
ンスを駆動する電圧の位相を適当に調整することにより
、主圧電トランスと副圧室トランスのそれぞれの出力電
圧を重畳して得る高圧出力電圧を所定の値に安定化する
ものである。

したがって、高圧出力電圧を供給する負荷が開放に近づ
いたとしても、出力電圧は常に一定の値に保たれるから
、従来の如く電圧が上昇して放電を起したり、周辺部品
が燃焼したりすることがない。

また温度変動による高圧出力電圧の変動の問題も解決さ
れる。

さらに、本発明においては、高圧出力電圧の値を調整す
るのに、駆動電圧の位相差を変えるのであって、従来の
如く駆動電圧の大きさを変化させるのでないから、出力
電圧を調整するために生じる電力損失は、駆動電圧の大
きさを変化させる場合に比べ極めて少い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による並列駆動方法の一実施例を示す回
路図、第２図は重畳電圧Ｅ０と位相差φとの関係を示す
図面でａはφ＝０の場合、ｂはＵ＝Ｔ／４の場合、ｃは
φ＝Ｔ／２の場合である。 図中、１は主圧電トランス、２は副圧室トランス、３は
駆動電源、４は整流回路、５は検出用抵抗、６は位相制
御手段、７は出力端子を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主圧電トランスと、該主圧電トランスを駆動する駆
   動電圧に位相制御手段を介して接続された副圧型トラン
   ス表から成り、それぞれの圧電トランスの出力電圧を重
   畳して高圧出力電圧を得るものであって、上記高圧出力
   電圧の大きさにほぼ比例した電気信号を上記位相制御手
   段に帰還して、上記副圧型トランスを駆動する電圧の位
   相を制御することにより、上記高圧出力電圧の値を安定
   化する圧電トランスの並列駆動方法。