壓電變壓器

壓電變壓器是基於壓電效應和逆壓電效應的第三代電子變壓器，相比傳統的電磁變壓器，具有體積小、重量輕、抗電磁干擾、轉換效率高等優點。已被套用到筆記本和手機等手持設備的背光電源、ac-dc轉換器、dc-dc轉換器等領域。

基本介紹

• 中文名：壓電變壓器
• 外文名：piezoelectric transformer
• 創始人：C.A. Rosen

分類

根據升壓比的不同可以分為： 　升壓變壓器和降壓變壓器 　根據機械振動方式的不同可以分為： 　沿長度振動型、沿厚度振動型、輪廓擴張振動型和彎曲振動 　根據結構不同壓電變壓器又可以分為： 　縱縱式、橫縱式、橫橫式和環狀式

壓電變壓器

結構

現有的壓電變壓器根據輸入和輸出部分壓電陶瓷的工作方式大致可以分成三種類型：長條形結構的rosen型、厚度振動模式型、輻射振動模式型。

工作原理

壓電變壓器正是利用極化後的壓電體的壓電效應來實現電壓輸出的。在壓電變壓器的輸入部分用一個正弦波電壓信號驅動，通過逆壓電效應使輸入部分產生振動，振動波通過輸入和輸出部分的機械結構耦合到輸出部分，輸出部分再通過正壓電效應產生電荷，實現壓電體的電能一機械能一電能的機電能量的二次變換，在壓電變壓器的諧振頻率下獲得最高輸出電壓。

優點

（1）壓電變壓器有很高的轉換效率。空載變壓器效率可達90%以上，即使在套用中，平均轉換效率也比電磁變壓器高出十個百分點以上。這一優勢使壓電變壓器在產品開發設計中有著相當大的吸引力。 　（2）工藝性好，結構簡單，製作簡便，易批量生產，能節約有色金屬，不用磁芯。 　（3）升壓比高。空載升壓比可以高達800以上。調整升壓比對變壓器外形影響不大。 　（4）耐高壓，不怕潮濕，不怕燃燒，抗電磁干擾，因而穩定性，可靠性較好。 　（5）不怕短路，使用時不會擊穿。 　（6）輸出波形好。非常有利於延長負載的壽命和工作穩定性，而且有利於提高負載的能量轉換效率。 　（7）體積小，重量輕，符合電子產品小型化、輕薄化的發展趨勢。 　（8）適用於電子集成領域。在與積體電路工藝兼容方面有著相當好的發展前景。

發展趨勢

1956年，rosen利用壓電陶瓷材料首次研製出壓電變壓器。從20世紀70年代起，壓電變壓器開始發展，但受到壓電材料缺少的限制，研究進展比較緩慢。隨著工業自動化的發展， 壓電材料的發展和套用要求的提高，壓電變壓器的研究越來越受關注。 rosen型壓電變壓器已經市場化， 套用在靜電複印機高壓電源、負離子發生器、小功率雷射管電源、警用電擊器高壓電源、液晶顯示背景光源等場合。隨著電子工業的不斷發展，電子器件越來越小型化， 國內外研究人員開始研究多層變壓器、薄膜型變壓器以及壓電變壓器與半導體晶片的集成技術。壓電變壓器將是未來的電路系統中一個很重要的套用部件。