压电变压器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种适于连接高管电压的冷阴极管等，输出部沿长度方向而在同一方向极化，且具有高效率的压电变压器。该压电变压器包含：输入部（３），其具有在矩形压电体的长度方向的中央部的厚度方向叠层的输入电极（２）；一对输出部（４ｂ、５ｂ），其沿长度方向以夹住输入部（３）的方式设置；以及输出电极（６ｂ、７ｂ），其设置于各输出部（４ｂ、５ｂ）的端部；其中输入部（３）在输入电极（２）间沿厚度方向极化，而输出部（４ｂ、５ｂ）沿长度方向而在同一方向极化，并以半波长模式动作；若压电体的长度方向的长度为Ｌ↓［１］，输入部（３）的长度方向的长度为Ｌ↓［２］，而任意一侧的输出电极（６ｂ、７ｂ）的长度方向的长度为Ｌ↓［３］时，Ｌ↓［１］、Ｌ↓［２］及Ｌ↓［３］满足０．１≤（４Ｌ↓［２］－Ｌ↓［３］）／４Ｌ↓［１］≤０．５的关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及应用于液晶显示器的背光用换流器(inverter)等中的中央驱动型压电变压器。
技术介绍
近年来，为了实现电子电路的小型化与薄型化，液晶面板用的换流器及DC/DC直流变换器(converter)等采用压电变压器。图6是已知一般的罗森型(Rosen Type)压电变压器的斜视图。罗森型压电变压器使用例如锆钛酸铅(PZT)系陶瓷作为材料的组件，如图6所示，在压电变压器20左半部的输入部21中，设有在厚度方向上叠层导体的输入电极22，而输入电极间的压电体在厚度方向被实施极化处理。并且，在压电变压器20右半部的输出部23的端面上，设有通过例如烧结银等所产生的输出电极24，而输出部23的压电体在长度方向被实施极化处理。在此，所谓输入部，是指压电变压器中，在厚度方向设有输入电极，且该输入电极间的压电体在厚度方向被极化的部分；而所谓输出部，是指压电变压器中，在端部具有输出电极，且从输出电极至输入部为止的压电体在长度方向被极化的部分。在这样一般的罗森型压电变压器的输入电极间，若施加频率与长度方向的机械共振频率大致相同的交流电压，则会激发在该压电变压器的长度方向产生强烈的机械振动，而在输出电极上则因压电效应而产生高电压。近年来，随着压电变压器小型化的倾向，开发出不会产生失真波的中央驱动型压电变压器(例如，专利文献1)。在此中央驱动型压电变压器中，在中央部设有叠层输入电极的输入部，而输入电极间的压电体在厚度方向被极化处理。中央部两侧的输出部分别沿长度方向被极化处理，而在两端面上，设有通过例如烧结银所产生的输出电极。(专利文献1)日本专利第3119154号公报(专利文献2)日本专利特开2000-150981号公报(专利文献3)日本专利特开2002-305332号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题如上所述，在压电变压器中的输出部沿着长度方向逆向极化的中央驱动型压电变压器，其2个输出电极上所产生的电压同相位，而由于连接在输出电极间的负载中并无电流流动，因此，即使具有冷阴极管连接于压电变压器两端的输出电极间的结构，冷阴极管也不会点亮。因此，输出部逆向极化的压电变压器，虽然在其两端的输出电极与GND间串连2根冷阴极管，假设在连接1根冷阴极管的情况下，需要输出电极施加+Vout的电压，则2根冷阴极管需要2Voutt的电压，因此，液晶面板的背光的反射板及框体间的寄生电容所造成的电力损失是1根冷阴极管造成损失的四倍。并且，在点亮用于大型液晶面板的背光的管电压相对较高的冷阴极管的情况下，必须在一般的罗森型压电变压器中，直接施加较高的Vlamp的管电压。近年来，液晶面板有大型化的倾向，而有将用作为背光的冷阴极管做得更长，同时增高管电压的必要。若将管电压增高，寄生电容所产生的电力损失则会增加，因此，寄生电容所产生的电力损失则会成为换流器消耗电力增大的一个原因。另一方面，输出部在同一方向极化的压电变压器的输出阻抗，在频率为f、一侧输出的静电电容为C2的情况下，会变大为1/(2πf·C2/2)，并且在使用串联的两根冷阴极管或高管电压的冷阴极管等情况下，不适合负载阻抗较高。由于如上述的状况，因此需要一种适于点亮大型液晶面板的背光，且输出部沿长度方向而在同一方向极化的中央驱动型压电变压器。并且，为了将上述输出部沿长度方向而在同一方向极化的中央驱动型压电变压器，作为液晶面板的背光用换流器实用化，需要可一致控制两根冷阴极管的电路，而现在针对这种电路的开发也在进行之中，因此，针对上述输出部在同一方向极化的压电变压器的需求也不断增加。然而，另一方面，在需求不断增加的情况下，虽然有文献评估过输出部沿长度方向逆向极化的变换效率相对于中央驱动型压电变压器的整体长度与输入部长度的比的特性影响，或有文献讨论过输出部沿长度方向而在同一方向极化的中央驱动型压电变压器，但却没有关于实际制作输出部沿长度方向而在同一方向极化的中央驱动型压电变压器，评估电极的设计对效率特性的影响，并检讨其实用化的可行性的文献。在上述输出部沿长度方向而在同一方向极化的中央驱动型压电变压器中，根据其电极的设置方式，会有无法获得充分的效率，且发热量变大的情况。若压电变压器的效率过低，则在使用装有此变压器的电气机器时，消耗电力会因而增加。特别是，如果在笔记型计算机等机器中使用效率低的压电变压器，消耗电力会变大而使电池寿命缩短。此外，也会产生因发热而使压电变压器本身功能的可靠性下降，并且发热对周围组件或机器产生不良影响的问题。因此，为了能配合实现笔记型计算机中要求特别高的电池的高寿命化，同时为了能在机器使用时抑制压电变压器的发热提高变压器本身与周边机器的可靠性，必须提高压电变压器的效率。本专利技术的目的在于，提供一种适于连接高管电压的冷阴极管等，输出部沿长度方向而在同一方向极化，且具有高效率的压电变压器。解决问题的手段(1)为了达成上述目的，本专利技术涉及的压电变压器是一种包含输入部，其具有在矩形压电体的长度方向的中央部设置的厚度方向叠层的输入电极；一对输出部，其沿上述长度方向以夹住上述输入部的方式设置；以及输出电极，其设置于上述各输出部的端部；并且上述输入部在输入电极间沿厚度方向极化，而上述输出部沿上述长度方向而在同一方向极化，并以半波长模式动作的压电变压器，其特征在于若上述压电体的长度方向的长度为L1，上述输入部的上述长度方向的长度为L2，而任意一侧的上述输出电极的上述长度方向的长度为L3时，L1、L2及L3满足0.1≤(4L2-L3)/4L1≤0.5的关系。如此，本专利技术中，针对压电体的长度方向的长度L1、输入部的长度方向的长度L2及任意一侧的输出电极的长度方向的长度L3，将(4L2-L3)/4L1设为自0.1至0.5的值。因此，本专利技术所涉及的压电变压器的效率可维持在约94％至96％的高水平。其结果，电气机器在使用本专利技术涉及的压电变压器的情况下，可降低其消耗电力，也可追求笔记型计算机中要求特别高的电池的高寿命化。并且，也可抑制发热，提升压电变压器本身的功能的可靠性，并防止发热对周围组件或机器产生不良影响。此外，特别是在连接作为液晶面板的背光的2根冷阴极管的情况下，更可作为高效率的换流器而组装至抑制因寄生电容所产生的电力损失的点亮驱动装置的电路中。此外，由于在上述式子的范围内，可以稳定地维持高效率，因此可轻易地量产具有设计功能的压电变压器，并提高制造过程中的合格品率。并且，可考虑与升压比等其它特性的关系容易的选择最佳值。(2)并且，本专利技术涉及的压电变压器，其特征在于上述输出电极仅形成于上述各输出的端面，若上述压电体的长度方向的长度为L1，上述输入部的上述长度方向的长度为L2时，L1及L2满足0.1≤L2/L1≤0.5的关系。如此，由于将输出电极设于λ/2模式的振动的波峰位置，因此可提高升压比。此外，由于简化了输出电极的构造，因此可以减小输出电极的周边部分的残留应力。(3)并且，本专利技术涉及的压电变压器，其特征在于上述输出电极配置在上述各输出部的端部，沿上述压电体厚度方向内层部分叠层。如此，本专利技术涉及的压电变压器的输出电极配置在各输出部的端部中，沿压电体厚度方向内层部分叠层。由此，可更加提高压电变压器的效率。此外，该叠层的输出电极在压电变压器的制造过程中，可以与中央部的输入电极同时印刷，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电变压器，该压电变压器是一种包含：输入部，其具有在矩形压电体的长度方向的中央部的厚度方向叠层的输入电极；一对输出部，其沿上述长度方向以夹住上述输入部的方式设置；以及输出电极，其设置于上述各输出部的端部；且上述输入部在输入电极间沿厚度方向极化，而上述输出部沿上述长度方向而在同一方向极化，并以半波长模式动作的压电变压器，其特征在于：若上述压电体的长度方向的长度为Ｌ↓［１］，上述输入部的上述长度方向的长度为Ｌ↓［２］，而任意一侧的上述输出电极的上述长度方向的长度为Ｌ↓［３］时，Ｌ↓［１］、Ｌ↓［２］及Ｌ↓［３］满足０．１≤（４Ｌ↓［２］－Ｌ↓［３］）／４Ｌ↓［１］≤０．５的关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-9-30 341981/20031.一种压电变压器，该压电变压器是一种包含输入部，其具有在矩形压电体的长度方向的中央部的厚度方向叠层的输入电极；一对输出部，其沿上述长度方向以夹住上述输入部的方式设置；以及输出电极，其设置于上述各输出部的端部；且上述输入部在输入电极间沿厚度方向极化，而上述输出部沿上述长度方向而在同一方向极化，并以半波长模式动作的压电变压器，其特征在于若上述压电体的长度方向的长度为L1，上述输入部的上述长度方向的长度为L2，而任意一侧的上述输出电极的上述长度方向的长度为L3时，L1、L2及L3满足0.1≤(4L2-L3)/...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤村健，外山正明，
申请(专利权)人：太平洋水泥株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]