圧電セラミックスを用いた携帯機器用・超小形コイルレス電源に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12355012
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 広瀬 精二 山形大学, 工学部, 教授 (70007201)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青柳 学 山形大学, 工学部, 助手 (80231786) ; 鈴木 勝義 山形大学, 工学部, 教授 (60007028) ; 富川 義朗 山形大学, 工学部, 教授 (80007004) ; 高橋 貞行 日本電気, 研究開発グループ, 主席研究員 ; 高野 剛浩 東北工業大学, 工学部, 教授 (50085411)
• Keywords: 圧電トランス / ACアダプタ / 小形化 / 圧電振動子 / 圧電材料 / ハイパワー評価

Research Abstract

本年度の研究実施計画
研究目的を達成するために、以下の研究を行った。
1.圧電トランスに使用する圧電材料の評価
圧電材料のハイパワー特性評価装置を用いて、大電力使用状況下での圧電材料特性の測定方法について検討した。また、損失の分離測定を迅速に行うシステムについて詳しく研究を行った。この結果を基に圧電トランスの効率計算ならびに材料の選択を行うことができる。
2.幅縦振動利用ならびに高次ラジアル振動を利用する圧電トランスの構造設計・試作
積層化するための構造設計を行い、不要振動対策を行った。
更に試作圧電トランスについてパワー特性、効率特性め実験を行った。
3.使用する主振動と障害となる不要振動についての振動解析・実験:有限要素法解析により詳しく振動分布解析を行い、レーザー振動計により3次元的な振動分布の測定を行った。これらの結果を基に、不要振動を抑圧できる構成ならびに主振動を強勢に利用できる構成を明らかにして、圧電トランスの試作実験を行い、パワー特性、効率特性を調べた。
4.パワー電子回路を用いた圧電トランスの駆動・制御回路の作製:共振周波数に自動追尾して発振する駆動回路、ならびに電力制御回路の作製を行った。
更に、負荷変動や不要スプリアス振動の影響を調べた。
以下の成果のうちの一部について発表した論文ならびに講演資料を、研究発表リストに記載している。

Research Products

• [Publications] 広瀬, 遠藤, 高橋: "圧電トランスに用いる幅縦振動子のスプリアス解析-ポアソン比σ<0.3の材料の場合-"平成14年度電気関係学会東北支部連合大会. 162 (2002)
• [Publications] 広瀬, 遠藤, 菅野: "圧電振動子のハイパワー特性の簡易化について"第23回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム. 27-28 (2002)
• [Publications] 広瀬精二, 遠藤勉: "圧電トランスのパワー密度と高次モード利用の検討"第23回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム. 265-266 (2002)
• [Publications] 広瀬精二, 遠藤勉: "高次モード利用圧電トランスの積層化の検討"圧電材料・デバイスシンポジウム2003. 97-98 (2003)