Прынцып і прымяненне п'езаэлектрычнага керамічнага трансфарматара

Прынцып п'езаэлектрычнага керамічнага трансфарматара

П'езаэлектрычны керамічны трансфарматар - гэта новы тып мікрасхем, які рэалізуе нізкае напружанне на ўваходзе і высокае напружанне на выхадзе праз пераўтварэнне другаснай энергіі электрычнай энергіі --- механічнай энергіі --- электрычнай энергіі. Яго базавая структура мае мноства формаў у залежнасці ад формы, электрода і напрамку палярызацыі, сярод якіх найбольш часта выкарыстоўваецца п'езаэлектрычны трансфарматар з доўгай ліставай структурай. Ён мае простую структуру, просты ў вытворчасці і мае высокі каэфіцыент павышэння.

У параўнанні з традыцыйным электрамагнітным трансфарматарам матэрыялы, структура прадукту, тэхналогія працэсу і прынцып працы п'езаэлектрычнага керамічнага трансфарматара адрозніваюцца. Асноўныя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў электрамагнітных трансфарматарах, - гэта магнітныя матэрыялы і правадзячыя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца адпаведна ў якасці стрыжня і абмоткі структуры, а форма пераўтварэння энергіі - электрычны магніт-электрычны. Асноўнымі матэрыяламі, якія выкарыстоўваюцца ў п'езаэлектрычных керамічных трансфарматарах, з'яўляюцца бінарныя п'езаэлектрычныя керамічныя матэрыялы (PZT), такія як тытанат свінцу цырканат, трохкомпонентныя п'езаэлектрычныя керамічныя матэрыялы (PCM, PSM), гэта значыць даданне іншых элементаў і чатырох на аснове п'езаэлектрычных керамічных матэрыялаў на аснове элементаў PZT (PMMN) і г. д. Прадукт вырабляецца шляхам высокатэмпературнага спякання і высокага ціску палярызацыя, а яго рэжым пераўтварэння энергіі - электрамеханічны-электрычны. Відаць, што пераўтварэнне энергіі электрамагнітнага трансфарматара павінна быць завершана ў артаганальнай трохмернай прасторы ў адпаведнасці з яго структурнай формай, і п'езаэлектрычны керамічны трансфарматар можа выконваць пераўтварэнне энергіі ў плоскасці. Такім чынам, п'езаэлектрычны керамічны трансфарматар лёгка сканструяваць у структуру тыпу мікрасхемы.

Прынцып працы п'езаэлектрычнага керамічнага трансфарматара заключаецца ў выкарыстанні характарыстык п'езаэлектрычнага керамічнага матэрыялу - станоўчага п'езаэлектрычнага эфекту і зваротнага п'езаэлектрычнага эфекту. Так званы станоўчы п'езаэлектрычны эфект заключаецца ў тым, што гэты матэрыял PZT стварае зарад або напружанне пад дзеяннем (або дэфармацыяй) сілы, а зваротны п'езаэлектрычны эфект заключаецца ў тым, што матэрыял дэфармуецца або вібруе пры падачы напружання. Прынцып працы п'езаэлектрычнага керамічнага трансфарматара заключаецца ў выкарыстанні характарыстык станоўчага і зваротнага п'езаэлектрычнага эфекту п'езаэлектрычнага керамічнага матэрыялу шляхам распрацоўкі характарыстык арыентацыі электрода і напрамку палярызацыі п'езаэлектрычнага керамічнага корпуса і выкарыстання зваротнага п'езаэлектрычнага эфекту для стварэння фазы з уваходнай клемай. Падлучаны п'езаэлектрычны керамічны корпус стварае механічную вібрацыю пад дзеяннем напружання, а затым станоўчы п'езаэлектрычны эфект прымушае п'езаэлектрычны керамічны корпус, падлучаны да выхадной клемы, ствараць напружанне. Калі імпеданс уваходнай клемы і выхадной клемы не аднолькавыя, напружанне і ток на абодвух канцах таксама не роўныя, тым самым рэалізуючы функцыю змены велічыні напружання і току паміж уваходнай клемай і выхадной клемай.

Канструкцыя п'езаэлектрычнага керамічнага трансфарматара
У п'езаэлектрычным керамічным трансфарматары выкарыстоўваюцца п'езаэлектрычныя матэрыялы, якія выкарыстоўваюць характарыстыкі электрамеханічнага пераўтварэння, і ўзаемадзейнічаюць з вібрацыйнай часткай кампанента і рухавіком часткі для выпрацоўкі электраэнергіі для выканання палярызацыйнага дызайну. Уваходнае напружанне пераводзіць п'езаэлектрычны элемент у стан рэзанансу, і тады станоўчы п'езаэлектрычны эфект зменіць высокую дэфармацыю, пераўтвораную ў выхад напружання, каб дасягнуць эфекту пераўтварэння напружання.