Formål med piezoelektriske keramiske transformere

                            Princippet for piezoelektrisk keramisk transformer
Piezoelektrisk keramisk transformer er en ny type chipenhed, der realiserer lavspændingsindgang og højspændingsoutput gennem sekundær energikonvertering af elektrisk energi --- mekanisk energi --- elektrisk energi. Dens grundlæggende struktur har mange former i henhold til form, elektrode og polarisationsretning, som den piezoelektriske transformer med en lang pladestruktur er den mest almindeligt anvendte. Dens enkle struktur, nem at fremstille og har et højt step-up-forhold.

Sammenlignet med den traditionelle elektromagnetiske transformer er materialerne, strukturen, procesteknologien og arbejdsprincippet for den piezoelektriske keramiske transformer anderledes. De vigtigste materialer, der anvendes i elektromagnetiske transformere, er magnetiske materialer og ledende materialer, der bruges som henholdsvis kerne og vikling af strukturen, og energiomdannelsesformen er elektrisk-magnet-elektrisk. De vigtigste materialer, der bruges i piezoelektriske keramiske transformere er binære piezoelektriske keramiske materialer (PZT) såsom blyzirkonattitanat, ternære piezoelektriske keramiske materialer Pzt piezokeramisk ring (PCM, PSM) - det vil sige tilføjelse af andre piezoelementer og fire på basis af PZT piezoelektriske keramiske materialer (PMMN) osv. Produktet er fremstillet ved højtemperatursintring og højtrykspolarisering, og dets energiomdannelsestilstand er elektromekanisk-elektrisk. Det kan ses, at energiomdannelsen af ​​den elektromagnetiske transformer skal fuldføres i et ortogonalt tredimensionelt rum i henhold til dens strukturelle form, og den piezoelektriske keramiske transformer kan udføre energiomdannelse i et plan. Derfor er den piezoelektriske keramiske transformer let designet til en struktur af chiptypen.

Piezoelektrisk keramisk transformatorstruktur
Den piezoelektriske keramiske transformator anvender piezoelektriske materialer, som bruger de elektromekaniske konverteringskarakteristika, og samarbejder med vibrationsdelen af ​​komponenten og motoren i strømgenereringsdelen for at udføre polariseringsdesign. Indgangsspændingen gør den piezoelektriske keramik i resonanstilstand, og derefter vil den positive piezoelektriske effekt ændre den høje belastning omdannet til spændingsudgang for at opnå effekten af ​​spændingstransformation. Specielle piezoelektriske keramiske materialer (såsom modificeret blyzirkonattitanat eller blyniobiummagnesiumzirkonattitanat) fremstilles ved en række processer såsom højtryksformning, højtemperatursintring og højspændingselektrisk feltpolarisering.

Piezoelektriske keramiske transformere er baseret på positive og omvendte piezoelektriske effekter. Under den sekundære omdannelse af elektromekanisk energi forstærkes de af in-body impedans transformation. Når en vekselspænding af en bestemt frekvens tilføjes til input-enden (drivende del) af den piezoelektriske transformer, genererer den piezoelektriske transformer strækkevibrationer langs længderetningen på grund af den omvendte piezoelektriske effekt, og den elektriske energi ved input-enden omdannes til mekanisk energi. I strømgenereringssektionen, på grund af tilstedeværelsen af ​​langsgående vibration, omdannes den mekaniske energi til elektrisk energi gennem den positive piezoelektriske effekt, så udgangsterminalen har en højspændingsudgang.

Da den reflekterede impedans af den piezoelektriske keramiske transformer stiger, når belastningsimpedansen falder, er denne karakteristik ekstremt vigtig i højspændingsapplikationer. Når belastningen er kortsluttet eller højspænding afladet, øges indgangsimpedansen for den piezokeramiske transformer hurtigt for at sikre, at transformeren og de perifere kredsløb ikke bliver brændt. Derfor kræver brugen af ​​piezoelektriske keramiske transformere ikke et kortslutningsbeskyttelseskredsløb.

Anvendelser af piezoelektriske keramiske transformere
De er små, tynde og lette produkter. Da piezoelektriske keramiske transformere har nogle af de skitserede egenskaber, er de velegnede til batteridrevne forbrugerelektronikprodukter, såsom mobiltelefoner, notebook-computere, foldecomputere og integreret video- og optagelses-VTR , PAD og andre produkter til strømforsyning. Specielt udstyr som radar, elektrostatisk kopimaskine, elektrofilter og andre strømsystemer, der skal drives af ekstremt høje spændinger og små strømme.
Liquid crystal display (LCD) (inklusive LCD-belysning) Piezo-inverter til baggrundsbelysning. Fordi LCD kræver høj udgangseffekt og transmissionseffektivitet og kræver lav højde og let vægt i strukturen. På samme tid, på grund af egenskaberne ved den bagbelyste kold katode fluorescerende lampe: impedansen før belysning er stor, og der skal tilføres en høj spænding. Efter belysningen bliver impedansen mindre, og spændingen falder. Egenskaberne for den piezoelektriske keramiske transformer-omformer kan matches med dette.

Anvendes i selvdrevne systemer, hvor batteriydelse, størrelse og vægt er strengt begrænset, såsom piezoelektriske bremsedrivsystemer, der anvendes i biler, helikoptere, rumfartskøretøjer, satellitter, ekkolod, medicinsk udstyr osv. Strømforsyningen til disse enheder kræver generelt 100V ~ 1000V, hvilket er meget forskelligt fra 4V batteristrømforsyningen, og 2V batteristrømforsyningen, keramisk transformer kan opnå dette indeks.

Kort sagt er anvendelsesområderne for piezoelektriske keramiske transformere meget brede.

Princippet for piezoelektrisk keramisk transformer
Piezoelektrisk keramisk transformer er en ny type chipenhed, der realiserer lavspændingsindgang og højspændingsoutput gennem sekundær energikonvertering af elektrisk energi --- mekanisk energi --- elektrisk energi. Dens grundlæggende struktur har mange former i henhold til form, elektrode og polarisationsretning, blandt hvilke den piezoelektriske transformer med en lang pladestruktur er den mest almindeligt anvendte. Dens enkle struktur, nem at fremstille og har et højt step-up-forhold.

Sammenlignet med den traditionelle elektromagnetiske transformer er materialerne, produktstrukturen, procesteknologien og arbejdsprincippet for den piezoelektriske keramiske transformer anderledes. De vigtigste materialer, der anvendes i elektromagnetiske transformere, er magnetiske materialer og ledende materialer, der bruges som henholdsvis kerne og vikling af strukturen, og energiomdannelsesformen er elektrisk-magnet-elektrisk. De vigtigste materialer, der bruges i piezoelektriske keramiske transformere, er binære piezoelektriske keramiske materialer (PZT) såsom blyzirkonattitanat, ternære piezoelektriske keramiske materialer (PCM, PSM) - det vil sige tilføjelse af andre elementer og fire på basis af PZT-elementbaseret piezoelektrisk produkt (PMMN er fremstillet af højtryks-keramiske materialer), osv. polarisering, og dens energiomdannelsestilstand er elektro-mekanisk-elektrisk. Det kan ses, at energiomdannelsen af ​​den elektromagnetiske transformer skal fuldføres i et ortogonalt tredimensionelt rum i henhold til dens strukturelle form, og den piezoelektriske keramiske transformer kan udføre energiomdannelse i et plan. Derfor er den piezoelektriske keramiske transformer let designet til en struktur af chiptypen.

Arbejdsprincippet for piezoelektrisk keramisk transformer er at bruge egenskaberne ved piezoelektrisk keramisk materiale-positiv piezoelektrisk effekt og omvendt piezoelektrisk effekt. Den såkaldte positive piezoelektriske effekt er, at dette materiale genererer ladning eller spænding under påvirkning (eller deformation) af kraften, og den omvendte piezoelektriske effekt er, at materialet deformeres eller vibrerer, når en spænding påføres. Arbejdsprincippet for den piezoelektriske keramiske transformer er at bruge de positive og omvendte piezoelektriske effektkarakteristika for det piezoelektriske keramiske materiale ved at designe orienteringsegenskaberne for elektroden og polariseringsretningen af ​​det piezoelektriske keramiske legeme og bruge den omvendte piezoelektriske effekt til at lave fasen med indgangsterminalen. Det tilsluttede piezoelektriske keramiske legeme genererer mekanisk vibration under påvirkning af spænding, og derefter genererer det piezoelektriske keramiske legeme forbundet til udgangsterminalen en spænding gennem den positive piezoelektriske effekt. Når impedansen af ​​indgangsterminalen og udgangsterminalen ikke er ens, er spændingen og strømmen i begge ender heller ikke ens, hvorved funktionen af ​​spændings- og strømkonverteringen mellem indgangsterminalen og udgangsterminalen realiseres.

Piezoelektrisk keramisk transformerstruktur
Den piezoelektriske keramiske transformer anvender piezoelektriske materialer piezokeramiske elementer ring , som bruger de elektromekaniske konverteringskarakteristika og samarbejder med vibrationsdelen af ​​komponenten og motoren i strømgenereringsdelen for at udføre polarisationsdesign. Indgangsspændingen gør den piezoelektriske keramik i resonanstilstand, og derefter vil den positive piezoelektriske effekt ændre den høje belastning omdannet til spændingsudgang for at opnå effekten af ​​spændingstransformation. Den integrerede struktur diagram, ved hjælp af specielle piezoelektriske keramiske materialer (såsom modificeret bly zirconate titanat eller bly niobium magnesium zirconate titanat), lavet af en række processer såsom højtryksformning, høj temperatur sintring og højspænding elektrisk felt polarisering at gøre. Piezoelektriske keramiske transformere er baseret på positive og omvendte piezoelektriske effekter. Under den sekundære omdannelse af elektromekanisk energi forstærkes de af in-body impedans transformation. Når en vekselspænding af en bestemt frekvens tilføjes til input-enden (drivende del) af den piezoelektriske transformer, genererer den piezoelektriske transformer strækkevibrationer langs længderetningen på grund af den omvendte piezoelektriske effekt, og den elektriske energi ved input-enden omdannes til mekanisk energi. I strømgenereringssektionen, på grund af tilstedeværelsen af ​​langsgående vibration, omdannes den mekaniske energi til elektrisk energi gennem den positive piezoelektriske effekt, så udgangsterminalen har en højspændingsudgang. Da den reflekterede impedans af den piezoelektriske keramiske transformer stiger, når belastningsimpedansen falder, er denne karakteristik ekstremt vigtig i højspændingsapplikationer. Når belastningen er kortsluttet eller højspænding afladet, øges indgangsimpedansen for den keramiske transformer hurtigt for at sikre, at transformeren og de perifere kredsløb ikke bliver brændt. Derfor kræver brugen af ​​piezoelektriske keramiske transformere ikke et kortslutningsbeskyttelseskredsløb.

Anvendelse af piezoelektriske keramiske transformere
Små, tynde og lette produkter: Da piezoelektriske keramiske transformere har nogle af egenskaberne ved piezokeramisk ringsensor , de er velegnede til batteridrevne forbrugerelektronikprodukter, såsom mobiltelefoner, notebook-computere, foldecomputere og integreret video- og optagelses-VTR, PAD og andre produkters strømsystem.
Specielt strømudstyr, der skal drives af ekstrem høj spænding og lille strøm, såsom radar, elektrostatisk kopimaskine, elektrostatisk udskiller og andre strømsystemer.
Liquid crystal display (LCD) (inklusive LCD-belysning) Piezo-inverter til baggrundsbelysning. Fordi LCD kræver høj udgangseffekt og transmissionseffektivitet og kræver lav højde og let vægt i strukturen. På samme tid er impedansen før belysning stor på grund af egenskaberne ved den bagbelyste kold katode fluorescerende lampe, og der skal tilføres en høj spænding. Efter belysningen bliver impedansen mindre, og spændingen falder. Egenskaberne for den piezoelektriske keramiske transformer-omformer kan matches med dette.

Anvendes i selvdrevne systemer, hvor batteriydelse, størrelse og vægt er strengt begrænset, såsom piezoelektriske bremsedrivsystemer, der anvendes i biler, helikoptere, rumfartskøretøjer, satellitter, ekkolod, medicinsk udstyr osv. Strømforsyningen til disse enheder kræver generelt 100V ~ 1000V, hvilket er meget forskelligt fra 4V batteristrømforsyningen, og 2V batteristrømforsyningen, keramisk transformer kan opnå dette indeks.
Kort sagt er anvendelsesområderne for piezoelektriske keramiske transformere meget brede.