[实用新型]多层式中央驱动陶瓷变压器

说明书

本实用新型涉及一种变压器，特别是一种多层中央驱动陶瓷变压器。

压电变压器的发展，最早可追溯至1956年C.A.Rosen的博士论文研究，其所发展出的主要形式…横向变压器，一般也因此而称的为Rosen-type压电变压器，图1所示，即为Rosen-type变压器的结构，如图中所示，压电陶瓷变压器主要为一长条陶瓷薄板片，并由其电极铺设(与极化方向)而分为二半部分。其中，对升压变压器而言，其驱动(输入)的部位，是由将上、下各一半面沿长度方向均匀烧覆上银电极，并作为AC输入端。因此，该部位也就可称的为驱动(driver)，而其极化方向是沿厚度方向极化(阻抗值较低)。而另一部份(小面积银电极面)则，可称的为发电部(generator)，其所有银电极面，则位于端边的面上，并作为输出端，发电部的极化方向则是沿长度方向极化(阻抗值高)。在此横向变压器结构下，当驱动部的AC输入频率与变压器长度方向谐振频率相同时，整体的压电变压器亦将产生机械谐振，亦即为由逆压电效应(电能一机械能)，产生沿长度方向的伸缩振动，而该机械谐振，则于发电部，由于正压电效应(机械一电能)，而转化为电压输出，因为陶瓷片的长度远大于厚度，故输出端(发电部)的阻抗远大于输入端(驱动部)阻抗，因而有升压的效果产生。

此外，由于压电陶瓷片的谐振现象，于其全波频率，半波频率及3/2波频率等情况下均可产生，也因此，就其升压工作模态而言，亦可分为半波、全波与3/2波模态，而于各模态频率下，均有明显的升压现象，一般以全波和半波频率的共振模式较普遍采用，尤其用于点冷阴极管(CCFL)的频率为40K-60KHz，以半波模态为主，压电陶瓷变压器在应用时以产生单一模态共振没有其它的振动频率来消耗能量时，可得到最大的转换效率，利用电极设计及支撑方式的安排，可以达到单一模态共振的效果，并提高转换效率。

压电陶瓷变压器，其升压比和陶瓷片的L/t成正比(L为陶瓷片长度，t为陶瓷片厚度)，如果要提高升压比的话，必需要将陶瓷片变薄或是将长度加长，这将会使得变压器变得易破裂或是长度太大，而无法应用于实际的电路中，因此如何在强度、效率、可用性等方面设计最佳，即成为急待解决的课题。

与本案相关但技术手段迥异或特征技术手段完全不同的有，台湾专利公告第400659叠层压电变压器及其制造方法，393789压电变压器元件及其制造方法，379457层积型压电变压器，及333715积层型压变压器及其制造方法。其中，400659揭示变压器间各陶瓷层的形成是藉混合小量金属粉末至一与该由压电陶瓷片的相同材料所造成的陶瓷粉末者是形成在输出部的诸层之间，同时亦指出其金属粉末的种类及成份重量百分比，其技术手段与本案无关，可为背景参考资料；393789教导一强化层设于该压电变压器驱动时控张应力集中处，其主要在解决机械强度的问题：379457指出驱动部的单层压电构件厚度源于电力产生部(发电部)的单层压电构件厚度；及333715指出积层的基本型态；本案即是针对上述的积层型式压电陶瓷变压器提出一种利用输入端内电极的极性交错排列，提高其转换效率的有效方案。

因此，本实用新型的主要目的在提供一种高变压比及高转换效率的多层式中央驱动压电陶瓷变压器。

本实用新型的上述目的是由如下技术方案来实现的。

一种多层式中央驱动陶瓷变压器，是由多层压电陶瓷生胚堆叠共烧而成，其特征在于：该压电陶瓷生胚上印制的电极面，按单数层2n-1与双数层2n以不同极性交错排列，且各该单电极的两电极面[1]、[2]和双层电极的两电极面[3]、[4]则以约略呈互补的形状配置堆叠而成；其中，该单数层2n-1与该双数层2n彼此交错电联接而分别形成输入端[7]、[8]，且各该单数与双数层堆叠在相对于上述输入端的长轴方向两自由端彼此电联接形成输出端[5]、[6]；如此，藉由上述叠层配置，加强1/2波长的共振模式，抑制全波长的共振模式。

除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容：

各该电极层的两电极面呈互补的梯形态样。

各该电极层的两电极面呈互补的L形态样。

进一步包括上、下空白层[T]、[B]设于该单、双数层的上、下表面堆叠并形成适当的电连接。

该上、下空白层[T]、[B]的至少一表面的输入端沿其短轴方向延伸，以利焊接及支撑。

该陶瓷变压器的堆叠长轴方向两自由端形成的至少一表面的输出端沿其长轴方向延伸，以利焊接及支撑。

该陶瓷片长度L1与输入电极长度L2的比值约为0.35至0.06之间。

该L1与L2比值较佳为0.45至0.55之间。

本实用新型的优点在于：