压电变压器的制造方法
【专利说明】压电变压器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求向韩国知识产权局于2014年4月7日提交的韩国专利申请第10-2014-0041198 号、于 2014 年 4 月 18 日提交的第 10-2014-0046998 号、以及于 2014 年 6月25日提交的第10-2014-0077796号的优先权和权益，通过引用将其全部内容结合于此。
技术领域
[0003]本发明涉及压电变压器。
【背景技术】
[0004]与绕组式电磁变压器相比，压电变压器是使用机械能转换电能电压电平的元件并且具有以下优点。
[0005]由于压电变压器不需要线圈绕组，所以其可以被小型化、变得更薄更轻，并且就其大量制造而言可以实现生产能力的提高。此外，由于压电变压器在高频中驱动时并不产生在绕组类型变压器中发生的(通过诸如涡电流或滞后等现象)磁损耗，所以可以获得高度的产品功效。此外，由于压电变压器在能量转换过程期间不具有绕组式变压器将电能转换成磁能的相位，所以在电磁干扰方面是非常有利的。
[0006]此外，绕组式变压器可能具有引起火灾等的短路故障模式。然而，因为压电变压器具有开路故障模式，所以产品缺陷不被传播。
[0007][现有技术文献]
[0008](专利文献I)日本专利特开第1997-074236号
【发明内容】
[0009]本发明的一方面可以提供一种使用压电陶瓷的小而高效的压电变压器。
[0010]本发明的一方面也可以提供一种能够提供各种输出电压电平的压电变压器。
[0011]根据本发明的一方面，一种压电变压器可包括:至少一个输入单元；以及连接到输入单元的多个输出单元，其中，多个输出单元输出不同的电压电平。
[0012]输入单元和每一个输出单元可以具有介于它们之间的各个绝缘层。
[0013]为了输出各种电压电平，输出单元可以具有不同的体积或可以由不同的材料形成。绝缘层可以具有不同的形状。
【附图说明】
[0014]从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明的以上及其他方面、特征和优点，在附图中:
[0015]图1是示意性示出了根据本发明的示例性实施方式的压电变压器的立体图；
[0016]图2是沿着图1的线A-A截取的截面图；
[0017]图3是沿着图1的线B-B截取的截面图；
[0018]图4是示意性示出了根据本发明的另一示例性实施方式的压电变压器的立体图；
[0019]图5是沿着图4的线A-A截取的截面图；
[0020]图6是沿着图4的线B-B截取的截面图；
[0021]图7是示意性示出了根据本发明的另一示例性实施方式的压电变压器的立体图；
[0022]图8是示出了根据本发明的另一示例性实施方式的压电变压器的截面图；
[0023]图9是示意性地示出了根据本发明的另一示例性实施方式的压电变压器的截面图；
[0024]图10是示意性地示出了根据本发明的另一示例性实施方式的压电变压器的截面图；
[0025]图11是沿着图10的线A-A截取的截面图；
[0026]图12是沿着图10的线B-B截取的截面图；以及
[0027]图13的(a)至图13的(C)是示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的用作压电频率的谐振频率的波形的曲线图。
【具体实施方式】
[0028]现在将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方式。
[0029]然而，本发明可被示例为很多不同的形式并且不应被解释为局限于本文中所阐述的特定实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将变得全面和完整，并且将本发明的范围充分传达给本领域的技术人员。
[0030]在附图中，为清晰起见，可放大各个元件的形状和尺度，并且贯穿整个说明书，相同的参考标号被用于指代相同或相似的元件。
[0031]图1是示意性示出了根据本发明的示例性实施方式的压电变压器的立体图，图2是沿着图1的线A-A截取的截面图，并且图3是沿着图1的线B-B截取的截面图。在此，图3示出了绝缘层的截面图。
[0032]参考图1和图2，根据本示例性实施方式的使用压电效应的压电变压器100可以包括输入单元10、输出单元20和30、以及绝缘层40。
[0033]为了施加输入电压，输入单元10可包括:输入压电层13及形成在输入压电层13两个表面上的输入电极11和12。
[0034]输出单元20和30可以包括:两个输出压电层23和33、以及输出电极21、22、31、和32，其中，输出电极21和22形成在输出压电层23的两个表面，并且输出电极31和32形成在输出压电层33的两个表面。
[0035]用于本示例性实施方式的压电层13、23、33可以由本领域通常已知的压电陶瓷形成。此外，可以沿输入压电层13的厚度方向形成输入压电层13的偏振方向，并且可以沿输出压电层23和33的长度方向形成输出压电层23和33的偏振方向。
[0036]在压电变压器100的情况下，当具有谐振频率的初级电压施加于输入单元10时，可以在输入单元10中发生变形，并且可以转移至作为相同主体的不同区域的输出单元20和30。然后，由于输出单元20和30的变形可在输出单元20和30中产生次级电压。
[0037]具体地，如图2所示，根据本示例性实施方式的输出压电层23和33可以具有不同的长度(或宽度)(L1>L2)。因为输出压电层23和33具有不同的长度LI和L2，所以输出压电层23和33可以产生不同的电压。因此，根据本示例性实施方式的压电变压器100对于一个输入电压可以获得两个不同的输出电压。
[0038]此外，根据本示例性实施方式的压电变压器100可以具有插入在输入单元10与输出单元20和30之间的绝缘层40。
[0039]绝缘层40可以由各种材料形成，只要这些材料具有绝缘性能即可。例如，绝缘层40可以由具有高绝缘性能的陶瓷材料形成。此外，为了显著地降低施加于绝缘层40的机械应力，可以沿垂直于绝缘层40的方向形成输出压电层23的偏振方向。
[0040]此外，根据本示例性实施方式，绝缘层40可以是由树脂材料制成的薄片或膜。
[0041]更具体地，根据本示例性实施方式的绝缘层40可以是具有绝缘性能的薄膜，并且可以使用柔软性(softness)。此外，如图3所示，至少一个空洞(hollow) 45可以形成在绝缘层40中ο
[0042]根据本示例性实施方式，多个空洞45可以被分布在整个绝缘层40上。然而，本发明构思不限于以上提及的空洞的布置，但是如果必要可以采用各种布置。例如，空洞45可以形成为集中在任一侧或在若干点上成簇，或仅可以形成具有大尺寸的单个空洞45。
[0043]空洞45可以填充有空气，或可形成为真空状态下的空的空间。因此，空洞45可以阻挡在输入单元10和输出单元20和30之间的连接。
[0044]根据本示例性实施方式的压电变压器100的输入侧(例如，初级侧)可以通过绝缘层40与其输出侧(例如，次级侧)完全分开。即，输入侧的接地和输出侧的接地可以彼此不电气连接，并且因此输入单元10与输出单元20和30可以各自构成独立电路。
[0045]此外，根据本示例性实施方式的压电变压器100可以经由具有柔软性的绝缘层40促进将输入单元10的振动传递至输出单元20和30。
[0046]在绝缘层40由陶瓷材料形成的情况下，可以增加由于振动引起的疲劳程度，并且因此可能在绝缘层40中发生裂缝或可能损坏绝缘层40。此外，输入单元10的振动可能由于陶瓷材料的硬度而不能平稳地传递至输出单元20和30。
[0047]因此，为了增加振动传递效率，根据本示例性实施方式的压电变压器100可包括由具有柔软性的薄膜形成的绝缘层40。
[0048]在绝缘层40具有柔软性时，根据本示例性实施方式的压电变压器100可以防止在绝缘层40中发生裂缝或损坏绝缘层40，压电变压器100的使用期限可以得到提高。
[0049]此外，根据本示例性实施方式的压电变压器100可以通过形成在绝缘层40中的空洞45来显著地增加从输入单元10传递的振动。
[0050]更具体地，在根据本示例性实施方式的绝缘层40具有在其中形成的空洞45时，相比于不具有空洞的绝缘层的体积，可以显著地降低绝缘层40的体积，并且可以通过最小面积连接输入单元10与输出单元20和30。因此，在输入单元10的振动传递至绝缘层40期间，在显著地降低振动衰减的同时，可将振动有效地传递至输出单元20和30。
[0051]因此，可以增加施加于输入单元10的振动频率。此外，因为可以大幅度地增加压电变压器100的驱动频率，所以本发明构思可以容易地适用于高频率变压器。
[0052]仅具有以上提及的构造的根据本示例性实施方式的压电变压器100可以为需要各种电压电平的电子装置、基板等提供期望的电平电压，借此，电子设备可以小型化并且也能够降低电子设备的制造时间。
[0053]图4是示意性示出了根据本发明的另一示例性实施方式的压电变压器的立体图，图5是沿着图4的线A-A截取的截面图，并且图6是沿着图4的线B-B截取的截面图。在此，图6示出了绝缘层的截面图。