Typy piezoelektrických keramických transformátorů (1)

Teoretický výzkum a stav aplikace piezokeramický diskový měnič jsou podrobně diskutovány a komentovány a jsou analyzovány existující problémy. Piezoelektrický keramický transformátor je nový typ elektronického zařízení v pevné fázi. Má výhody jednoduché struktury a procesu, malé velikosti, nízké hmotnosti, žádného elektromagnetického šumu, žádného elektromagnetického vinutí, nehořlavosti, dobré integrity a výrobních nákladů ve velkém měřítku lze výrazně snížit. Je široce používán v trubici se studenou katodou, trubici neonové lampy, laserové trubici a rentgenové trubici, vysokonapěťové elektrostatické stříkání, vysokonapěťové elektrostatické vločkování a radarová zobrazovací trubice v tekutých krystalech. V současné době je tradičním způsobem zvýšení nebo snížení střídavého napětí použití elektromagnetického transformátoru. Skládá se hlavně z železného jádra a cívek kolem železného jádra. Sekundární cívky dosahují elektromagnetického spojení prostřednictvím magnetických jader. V některých výkonových a vysoce výkonných elektronických aplikacích jsou velké elektromagnetické transformátory velmi účinné. S rozvojem vědy a techniky a miniaturizací elektronických zařízení však mnoho aplikací v elektronickém průmyslu potřebuje vysoce účinné součástky s malou velikostí, tedy pro malé a vysoce účinné transformátory. Avšak vzhledem k inherentním důvodům (jako je ztráta vodičů efektem kůže, ztráta vodivosti tenkých drátů a ztráta relaxace magnetických materiálů se rychle zvyšují s zmenšováním velikosti transformátoru), je pro stávající elektromagnetické transformátory obtížné dosáhnout vysoké účinnosti a miniaturizace. V současné době se z elektromagnetických transformátorů staly obvody. Největší elektronické zařízení na palubě je jednou z největších překážek miniaturizace elektronických zařízení. Kromě toho inherentní magnetický únik a elektromagnetické záření elektromagnetického transformátoru znečišťují životní prostředí, což není vhodné pro průmyslové aplikace. K překonání tohoto problému a realizaci miniaturizace elektronických zařízení je navržen piezoelektrický keramický transformátor. Piezoelektrický keramický transformátor se v podstatě skládá ze dvou piezoelektrických keramických rezonátorů (nebo piezoelektrických keramických měničů a piezoelektrických keramických aktuátorů), jejichž mechanické části jsou spřaženy a obvodové části jsou vzájemně izolovány. Jde o nový typ měniče napětí nebo proudu. Jeho pracovní princip se liší od principu tradičních elektromagnetických transformátorů. V keramickém transformátoru není vazba mezi primárem a sekundárem realizována tradičním elektromagnetickým efektem, ale mechanickou vazbou a piezoelektrickým efektem piezoelektrického materiálu.

Vývoj piezoelektrického keramického transformátoru úzce souvisí s vývojem
piezokeramické krystalové materiály. V rané fázi vývoje piezoelektrického keramického transformátoru, protože výzkum a technologie výroby piezoelektrických keramických materiálů nejsou dostatečně pokročilé, byl jeho výkon také značně ovlivněn. Technologie výroby piezoelektrické keramiky je v primární fázi a materiálový výkon je špatný. Za druhé, pracovní princip piezoelektrického keramického transformátoru je založen na piezoelektrickém efektu a mechanické vibrační vazbě piezoelektrických keramických zařízení. Aby bylo dosaženo většího napěťového a proudového zesílení piezoelektrického keramického transformátoru, měl by být piezoelektrický keramický transformátor ve stavu mechanické rezonance, ale v té době je ve stavu mechanické rezonance. Teorie výzkumu vibračního režimu piezoelektrického keramického rezonátoru ještě není zralá. Za třetí, výzkum budicího obvodu piezoelektrického keramického transformátoru je stále v počáteční fázi. Mnoho problémů (jako je sledování frekvence a stabilita výstupního napětí piezoelektrického keramického transformátoru) nebylo v té době dokonale vyřešeno, což vedlo k piezoelektrickému keramickému transformátoru. Nestabilita energie a její aplikace jsou omezené. Klasifikace piezoelektrických keramických transformátorů je založena především na pracovním režimu piezoelektrických keramických transformátorů. V současné době existují tři hlavní typy piezoelektrických keramických transformátorů, a to piezoelektrické keramické transformátory s délkovým teleskopickým vibračním režimem (také známé jako piezoelektrické keramické transformátory typu Rosen), piezoelektrické keramické transformátory s tloušťkovým teleskopickým vibračním režimem a radiálním směrem. Piezoelektrický keramický transformátor s vibračním režimem.

Piezoelektrický keramický transformátor Rosenova typu

 Piezoelektrický keramický transformátor typu Rosen, délka teleskopického vibračního režimu piezoelektrický keramický transformátor se skládá z piezoelektrického keramického tenkého proužku, který generuje režim příčné vibrace, a piezoelektrického keramického tenkého proužku, který generuje režim podélných vibrací. Když se na primární konec piezoelektrického keramického transformátoru přidá střídavé napětí o frekvenci a určitém rozsahu, dojde vlivem inverzního piezoelektrického efektu piezoelektrického keramického materiálu k vibraci natahováním délky na vstupním konci piezoelektrického keramického materiálu, tj. tenkého proužku piezoelektrické keramiky s tloušťkovou polarizací. Směr vibrací je kolmý na směr polarizace a patří k vibraci s příčným účinkem. Když se frekvence blíží rezonanční frekvenci oscilátoru, je amplituda posunutí největší. Primární kmitání transformátoru bude přenášeno na sekundár transformátoru. Pomocí pozitivního piezoelektrického jevu piezoelektrického keramického materiálu bude na obou koncích transformátoru generováno střídavé napětí. Velikost střídavého napětí závisí na geometrické velikosti a režimu vibrací každé části piezoelektrického transformátoru. Navíc je vidět, že v sekundární výstupní části piezoelektrického keramického transformátoru Rosenova typu je směr polarizace piezoelektrického oscilátoru v souladu se směrem jeho vibrací, jedná se tedy o režim podélných vibrací, tj. režim vibrací tuhosti. Obecně je podélná délka piezoelektrického keramického transformátoru Rosenova typu mnohem delší než délka piezoelektrického keramického transformátoru Rosenova typu. Výstupní napětí piezoelektrického transformátoru Rosenova typu je mnohem větší než vstupní napětí kvůli jeho inherentnímu vysokému napěťovému zesílení. Piezoelektrický transformátor Rosenova typu se často nazývá vysokonapěťový piezoelektrický transformátor. Piezoelektrický keramický transformátor Rosenova typu navíc patří k transformátorům s vysokým odporem. Jednou z aplikací piezoelektrického keramického transformátoru typu Rosen je pohon vysokonapěťových výbojek, jako jsou zářivky se studenou katodou pro LCD piezoelektrický keramický transformátor s vibračním režimem.