Jenis Trafo Keramik Piezoelektrik (1)

Penelitian teoritis dan status penerapan transduser cakram keramik piezo dibahas dan dikomentari secara komprehensif, dan permasalahan yang ada dianalisis. Trafo keramik piezoelektrik adalah jenis perangkat elektronik solid-state baru. Ini memiliki keuntungan dari struktur dan proses yang sederhana, ukuran kecil, ringan, tidak ada kebisingan elektromagnetik, tidak ada belitan elektromagnetik, tidak mudah terbakar, integritas yang baik dan biaya produksi skala besar dapat sangat dikurangi. Hal ini banyak digunakan dalam tabung katoda dingin, tabung lampu neon, tabung laser dan tabung sinar-X, penyemprotan elektrostatik tegangan tinggi, pengelompokan elektrostatik tegangan tinggi dan tabung tampilan radar ada dalam kristal cair. Saat ini, cara tradisional untuk menambah atau mengurangi tegangan bolak-balik adalah dengan menggunakan transformator elektromagnetik. Ini terutama terdiri dari inti besi dan kumparan di sekitar inti besi. Kumparan sekunder mencapai kopling elektromagnetik melalui inti magnetik. Dalam beberapa aplikasi elektronik daya dan daya tinggi, transformator elektromagnetik besar sangat efektif. Namun seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi serta miniaturisasi perangkat elektronik, banyak aplikasi di industri elektronik yang membutuhkan komponen berefisiensi tinggi dengan ukuran kecil, sehingga untuk trafo berukuran kecil dan berefisiensi tinggi. Namun, karena alasan yang melekat (seperti hilangnya efek kulit pada konduktor, kehilangan konduksi pada kabel tipis dan hilangnya relaksasi bahan magnetik meningkat dengan cepat seiring dengan berkurangnya ukuran transformator), sulit bagi transformator elektromagnetik yang ada untuk mencapai efisiensi dan miniaturisasi yang tinggi. Saat ini, trafo elektromagnetik telah menjadi rangkaian. Perangkat elektronik terbesar yang ada di dalamnya merupakan salah satu kendala terbesar dalam miniaturisasi perangkat elektronik. Selain itu, kebocoran magnet yang melekat dan radiasi elektromagnetik pada transformator elektromagnetik akan mencemari lingkungan, sehingga tidak kondusif untuk aplikasi industri. Untuk mengatasi masalah ini dan mewujudkan miniaturisasi perangkat elektronik, diusulkan trafo keramik piezoelektrik. Trafo keramik piezoelektrik pada dasarnya terdiri dari dua resonator keramik piezoelektrik (atau transduser keramik piezoelektrik dan aktuator keramik piezoelektrik) yang bagian mekanisnya digabungkan dan bagian sirkuitnya diisolasi satu sama lain. Ini adalah jenis konverter tegangan atau arus baru. Prinsip kerjanya berbeda dengan trafo elektromagnetik tradisional. Pada trafo keramik, kopling antara primer dan sekunder tidak diwujudkan dengan efek elektromagnetik tradisional, namun dengan kopling mekanis dan efek piezoelektrik dari bahan piezoelektrik.

Perkembangan trafo keramik piezoelektrik erat kaitannya dengan perkembangan
bahan kristal keramik piezo . Pada tahap awal pengembangan trafo keramik piezoelektrik, karena penelitian dan teknologi produksi bahan keramik piezoelektrik belum cukup maju, kinerjanya juga sangat terpengaruh. Teknologi pembuatan keramik piezoelektrik masih dalam tahap awal, dan kinerja materialnya buruk. Kedua, prinsip kerja trafo keramik piezoelektrik didasarkan pada efek piezoelektrik dan kopling getaran mekanis perangkat keramik piezoelektrik. Untuk mencapai penguatan tegangan dan arus yang lebih besar pada trafo keramik piezoelektrik, trafo keramik piezoelektrik harus berada dalam keadaan resonansi mekanis, tetapi pada saat itu berada dalam keadaan resonansi mekanis. Teori penelitian tentang mode getaran resonator keramik piezoelektrik belum matang. Ketiga, penelitian rangkaian penggerak trafo keramik piezoelektrik masih dalam tahap awal. Banyak masalah (seperti pelacakan frekuensi dan stabilitas tegangan keluaran trafo keramik piezoelektrik) yang tidak terselesaikan secara sempurna pada saat itu, sehingga mengakibatkan trafo keramik piezoelektrik. Ketidakstabilan energi dan penerapannya terbatas. Klasifikasi trafo keramik piezoelektrik terutama didasarkan pada cara kerja trafo keramik piezoelektrik. Saat ini terdapat tiga jenis utama trafo keramik piezoelektrik, yaitu trafo keramik piezoelektrik dengan mode getar teleskopik panjang (juga dikenal dengan trafo keramik piezoelektrik tipe Rosen), trafo keramik piezoelektrik dengan mode getar teleskopik tebal dan arah radial. Transformator keramik piezoelektrik mode getar.

Transformator Keramik Piezoelektrik Tipe Rosen

 Trafo keramik piezoelektrik tipe Rosen, mode getaran teleskopik panjang Trafo keramik piezoelektrik terdiri dari strip tipis keramik piezoelektrik yang menghasilkan mode getaran melintang dan strip tipis keramik piezoelektrik yang menghasilkan mode getaran memanjang. Ketika tegangan bolak-balik dengan frekuensi dan rentang tertentu ditambahkan pada ujung primer trafo keramik piezoelektrik, akibat efek piezoelektrik terbalik dari bahan keramik piezoelektrik, maka akan terjadi getaran regangan panjang pada ujung masukan bahan keramik piezoelektrik, yaitu strip tipis keramik piezoelektrik dengan polarisasi ketebalan. Arah getaran tegak lurus terhadap arah polarisasi dan termasuk dalam getaran efek transversal. Ketika frekuensi mendekati frekuensi resonansi osilator, amplitudo perpindahan menjadi yang terbesar. Getaran primer trafo akan diteruskan ke sekunder trafo. Dengan bantuan efek piezoelektrik positif dari bahan keramik piezoelektrik, akan dihasilkan tegangan bolak-balik pada kedua ujung trafo. Besarnya tegangan bolak-balik tergantung pada ukuran geometrik dan mode getaran setiap bagian trafo piezoelektrik. Selain itu terlihat bahwa pada bagian keluaran sekunder trafo keramik piezoelektrik tipe Rosen, arah polarisasi osilator piezoelektrik sesuai dengan arah getarannya, sehingga merupakan mode getaran memanjang, yaitu mode getaran kekakuan. Umumnya panjang memanjang trafo keramik piezoelektrik tipe Rosen jauh lebih panjang dibandingkan trafo keramik piezoelektrik tipe Rosen. Tegangan keluaran transformator piezoelektrik tipe Rosen jauh lebih besar daripada tegangan masukan karena penguatan tegangan yang tinggi. Trafo piezoelektrik tipe Rosen sering disebut trafo piezoelektrik tegangan tinggi. Selain itu, trafo keramik piezoelektrik tipe Rosen termasuk trafo tipe resistansi tinggi. Salah satu aplikasi trafo keramik piezoelektrik tipe Rosen adalah untuk menggerakkan lampu tegangan tinggi, seperti lampu neon katoda dingin untuk LCD, trafo keramik piezoelektrik mode getar.