圧電セラミックトランスの応用
ビュー: 7 著者: サイト編集者 公開時間: 2019-09-27 起源: サイト
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現在、圧電セラミックトランスは、家電製品やハイテク軍事製品を含む一連の分野で広く使用されています。最も典型的な用途の 1 つは、冷陰極蛍光ランプの駆動です。これは、圧電セラミックトランスの入出力の電圧・電流特性がコールドマイナス蛍光灯に非常に適しているためです。このデバイスの特徴は、出力インピーダンスが高く、出力電流が低く、インピーダンスに対する出力電圧の変化が大きいことです。冷蛍光灯は始動時に 1,000 V の始動電圧を必要としますが、始動時にははるかに低い電圧が必要です。 Pzt ピエゾ セラミックス は、起動電圧の約半分の安定した動作状態にあり、そのインピーダンスは起動時よりもはるかに低くなります。さらに、冷蛍光灯ははるかに低い電流を必要とします。冷蛍光灯のこれらの特性は、圧電セラミックトランスの特性と非常によく似ています。圧電セラミックトランスのもう 1 つの重要な応用分野は、DC および DC コンバータです。その他にも、圧電セラミックトランスは安全な防爆システムに使用されるなど、多くの用途に使用されています。電気警棒、盗難防止ネット、引き出しボックス、現金輸送機および金庫、イメージ管、液晶ディスプレイの冷陰極管、ネオンランプ、レーザー管または X 線管、高電圧静電スプレー、高電圧静電植毛管およびレーダー表示管、点火システムの高電圧パルス点火装置、コピー機、レーザー プリンター、ファックス機、および静音器発電機、静電気コピー機、医療機器、芳香剤、オゾン消毒キャビネット、軍事および航空宇宙機器など。圧電セラミックトランスには周辺回路に厳しい要件があるため、従来の巻線電磁トランスを圧電セラミックトランスに置き換えようとする場合、やみくもに置き換えるべきではないことを指摘する価値があります。現在、メーカーは通常、トランスを完全なセットとして販売し、絶縁型圧電セラミックトランスを個別に販売することはほとんどありません。
圧電セラミックトランスの材料研究
圧電セラミック材料は、フィルター、超音波トランスデューサー、圧電アクチュエーター、センサーなどに広く使用されています。デバイスが異なれば、圧電セラミック材料の異なる性能パラメータが必要になります。圧電セラミックトランスの動作原理は、圧電材料の正と負の圧電効果を利用して実現されます。圧電セラミックトランスでは、 圧電セラミックディスクトランスデューサー がトランスとして使用されます。デバイスの入力端では、入力圧電セラミックトランスの交流エネルギーが逆圧電効果によって機械振動エネルギーに変換されます。圧電セラミックトランスの出力端では、機械振動が正の圧電効果によって交流電気エネルギーに変換され、エネルギーの2つの変換でインピーダンスが変換され、圧電セラミックトランスの共振周波数が実現されます。最高のエネルギー変換効率を達成するには、特定の特性を備えた圧電セラミックスを選択する必要があります。圧電セラミックトランスに使用される圧電セラミックスには、できるだけ低い電気機械結合係数、高い機械的品質係数、電気的品質係数が要求されます。圧電セラミックトランスの開発は、その温度係数の関係で圧電セラミック材料の開発と切り離すことができません。圧電セラミックトランスの研究の初期段階では、圧電セラミック材料は主にモノリシックであり、その重要な代表はチタン酸バリウムセラミックです。この種の圧電セラミック材料は、誘電率が高いにもかかわらず、温度が安定しています。チタン酸バリウム圧電セラミックのこれらの特性は、高出力圧電セラミック変圧器の開発および応用には役立たない。
チタン酸ジルコン酸鉛は二成分の圧電セラミック材料であり、非常に強力で非常に安定した圧電特性を持っています。チタン酸ジルコン酸鉛圧電セラミックスは、チタン酸バリウム系の圧電セラミックスに比べて材料の種類が豊富です。 PZT-4素材は発光の一種です。 PZT-8 材料は、機械損失と誘電損失が低く、AC 脱分極場が大きく、誘電率、電気機械結合係数、圧電定数が大きい圧電セラミックの一種です。特に強い電界や大きな機械的振幅の励振に適しているため、送信用トランスデューサや圧電トランスによく使用されます。 PZT-4 材料の圧電セラミックスの誘電率、電気機械結合係数、圧電定数は PZT-4 よりもわずかに低くなりますが、引張強度と安定性は PZT-4 材料よりも優れています。また、機械的品質係数も高く、高い機械的振幅の励起により適しています。そのため、圧電磁器トランスとして広く使用されています。高出力圧電セラミックトランスデューサおよび圧電セラミックトランスの開発ニーズを満たすために、二元チタン酸ジルコン酸鉛をベースとした三元圧電セラミックが開発されました。 ピエゾセラミッククリスタルクォーツ。三元圧電セラミックスは、良好な焼結性能、低い焼結温度、低い気孔率、および高品質を特徴とする、微細な粒子サイズの材料で作られていました。三元圧電セラミックスは、チタン酸ニオブマグネシウムジルコン酸鉛、チタン酸ニオブ亜鉛ジルコン酸鉛、チタン酸テルルマンガンジルコン酸鉛として一般的に使用されます。圧電セラミックトランスの性能をさらに向上させるために、三元圧電セラミックスをベースに四元圧電セラミックスが開発されました。その主な特性は三元圧電セラミックスと似ていますが、電気機械結合係数、機械的品質係数、および電気的品質係数がより高くなります。高出力圧電セラミックトランスの要件により適しています。
