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圧電セラミックトランスの原理 圧電
セラミックトランスは、電気エネルギー→機械エネルギー→電気エネルギーの二次エネルギー変換により、低電圧入力と高電圧出力を実現する新しいタイプのチップデバイスです。基本的な構造は形状、電極、分極方向などにより様々な形状があり、長尺シート構造の圧電トランスが最もよく使われています。シンプルな構造で製造が容易であり、昇圧比も高い。
従来の電磁トランスと比較して、圧電セラミックトランスの材料、構造、プロセス技術、動作原理は異なります。電磁変圧器に使用される主な材料は、構造のコアとして使用される磁性材料と巻線として使用される導電性材料であり、エネルギー変換形式は電気-磁石-電気です。圧電セラミックトランスに使用される主な材料は、チタン酸ジルコン酸鉛などの二元圧電セラミック材料（PZT）、三元圧電セラミック材料です。 Pzt圧電セラミックリング（PCM、PSM）-つまり、PZT圧電セラミック材料（PMMN）などをベースに他の圧電素子と4つを追加したものです。製品は高温焼結と高圧分極によって作られ、そのエネルギー変換モードは電気-機械-電気です。電磁トランスのエネルギー変換はその構造形態に応じて直交する三次元空間内で完了する必要があるが、圧電セラミックトランスは平面内でエネルギー変換を行うことができることが分かる。したがって、圧電セラミックトランスのチップ型構造の設計が容易となる。
圧電セラミックトランスの構造
圧電セラミックトランスは、電気機械変換特性を利用した圧電材料を採用し、部品の振動部や発電部のモーターと連携して分極設計を行っています。入力電圧により圧電セラミックが共振状態になり、正の圧電効果により高い歪みが電圧出力に変換され、電圧変換の効果が得られます。特殊な圧電セラミック材料（変性チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸ニオブマグネシウムジルコン酸鉛など）は、高圧成形、高温焼結、高電圧電界分極などの一連のプロセスによって製造されます。
圧電セラミックトランスは、正および逆の圧電効果に基づいています。電気機械エネルギーの二次変換中に、体内のインピーダンス変換によってブーストされます。圧電トランスの入力端（駆動部）に一定周波数の交流電圧が加わると、逆圧電効果により圧電トランスは長さ方向に沿った伸縮振動を発生し、入力端の電気エネルギーが機械エネルギーに変換されます。発電部では縦振動により、正の圧電効果により機械エネルギーが電気エネルギーに変換され、出力端子から高電圧が出力されます。
圧電セラミックトランスの反射インピーダンスは負荷インピーダンスが低下すると増加するため、この特性は高電圧アプリケーションでは非常に重要です。負荷が短絡したり、高電圧が放電したりした場合、ピエゾセラミックトランスの入力インピーダンスが急激に上昇し、トランスや周辺回路の焼損を防ぎます。したがって、圧電セラミックトランスを使用する場合、短絡保護回路は必要ありません。
圧電セラミックトランスの用途
小型、薄型、軽量の製品です。圧電セラミックトランスは上記のような特性を備えているため、携帯電話、ノートパソコン、折りたたみパソコンなどの電池駆動の家電製品やビデオ・録画一体型VTR、PADなどの電源システムに適しています。レーダー、静電複写機、電気集塵機、および非常に高い電圧と小さな電流で電力を供給する必要があるその他の電源システムなどの特殊な機器。
液晶ディスプレイ (LCD) (LCD 照明を含む) バック照明用のピエゾ インバーター。液晶ディスプレイは高い出力と伝送効率が要求され、構造的には低背かつ軽量であることが求められるためです。同時に、裏面照射型冷陰極蛍光ランプの特性上、点灯前のインピーダンスが大きく、高電圧を供給する必要があります。点灯後はインピーダンスが小さくなり、電圧が低下します。これに圧電セラミックトランスインバータの特性を合わせることができます。
自動車、ヘリコプター、航空宇宙機、人工衛星、ソナー、医療機器などに使用される圧電ブレーキ駆動システムなど、バッテリーの性能、サイズ、重量が厳しく制限されるセルフパワーシステムに使用されます。これらの機器の電源は一般に100V～1000Vが必要で、通常のバッテリーの9V～24Vの電源とは大きく異なりますが、圧電セラミックトランスはこの指標を達成できます。
つまり、圧電セラミックトランスの応用分野は非常に広いのです。
圧電セラミックトランスの原理 圧電
セラミックトランスは、電気エネルギー→機械エネルギー→電気エネルギーの二次エネルギー変換により、低電圧入力と高電圧出力を実現する新しいタイプのチップデバイスです。その基本構造は形状、電極、分極方向などにより様々な形態があり、その中でも長尺シート構造の圧電トランスが最もよく使われています。シンプルな構造で製造が容易であり、昇圧比も高い。
従来の電磁トランスと比較して、圧電セラミックトランスの材料、製品構造、プロセス技術、動作原理は異なります。電磁変圧器に使用される主な材料は、構造のコアとして使用される磁性材料と巻線として使用される導電性材料であり、エネルギー変換形式は電気-磁石-電気です。圧電セラミックトランスに使用される主な材料は、チタン酸ジルコン酸鉛などの二元系圧電セラミックス（PZT）、PZT元素をベースに他の元素や4種を加えた三元系圧電セラミックス（PCM、PSM）などです。製品は高温焼結、高圧分極によって作られており、そのエネルギー変換モードは電気機械電気。電磁トランスのエネルギー変換はその構造形態に応じて直交する三次元空間内で完了する必要があるが、圧電セラミックトランスは平面内でエネルギー変換を行うことができることが分かる。したがって、圧電セラミックトランスのチップ型構造の設計が容易となる。
圧電セラミックトランスの動作原理は、圧電セラミック材料の特性である正の圧電効果と逆の圧電効果を利用することです。いわゆる正の圧電効果は、力の作用 (または変形) によってこの材料が電荷または電圧を生成することであり、逆圧電効果は、電圧が印加されると材料が変形または振動することです。圧電セラミックトランスの動作原理は、圧電セラミックスの電極の配向特性と圧電セラミック体の分極方向を設計し、逆圧電効果を利用して入力端子との位相を合わせることで、圧電セラミックスの正および逆の圧電効果特性を利用するものです。接続された圧電セラミックスは電圧の作用により機械振動を発生し、出力端子に接続された圧電セラミックスは正の圧電効果により電圧を発生します。入力端子と出力端子のインピーダンスが等しくない場合、両端の電圧と電流も等しくなくなり、入力端子と出力端子間の電圧と電流の変換機能が実現されます。
圧電セラミックトランスの構造
圧電セラミックトランスには圧電材料を採用 圧電セラミック素子リングは電気機械変換特性を利用し、部品の振動部や発電部のモーターと連携して分極設計を行います。入力電圧により圧電セラミックが共振状態になり、正の圧電効果により高い歪みが電圧出力に変換され、電圧変換の効果が得られます。特殊な圧電セラミックス材料（変性チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸ニオブマグネシウムジルコン酸鉛など）を使用し、高圧成形、高温焼結、高電圧電界分極などの一連の工程で作製した一体構造図です。圧電セラミックトランスは、正および逆の圧電効果に基づいています。電気機械エネルギーの二次変換中に、体内のインピーダンス変換によってブーストされます。圧電トランスの入力端（駆動部）に一定周波数の交流電圧が加わると、逆圧電効果により圧電トランスは長さ方向に沿った伸縮振動を発生し、入力端の電気エネルギーが機械エネルギーに変換されます。発電部では縦振動により、正の圧電効果により機械エネルギーが電気エネルギーに変換され、出力端子から高電圧が出力されます。圧電セラミックトランスの反射インピーダンスは負荷インピーダンスが低下すると増加するため、この特性は高電圧アプリケーションでは非常に重要です。セラミックトランスの入力インピーダンスは負荷短絡や高電圧放電時に急激に上昇し、トランスや周辺回路の焼損を防止します。したがって、圧電セラミックトランスを使用する場合、短絡保護回路は必要ありません。
圧電セラミックトランスの応用
小型・薄型・軽量製品：圧電セラミックトランスには次のような特徴がありますので、 圧電セラミック リング センサーは、携帯電話、ノートブック コンピューター、折りたたみ式コンピューター、統合ビデオおよび録画用 VTR、PAD、およびその他の製品の電源システムなどのバッテリー駆動の家電製品に適しています。
レーダー、静電複写機、電気集塵機、その他の電力システムなど、非常に高い電圧と小さな電流で電力を供給する必要がある特殊な電力機器。
液晶ディスプレイ (LCD) (LCD 照明を含む) バック照明用のピエゾ インバーター。液晶ディスプレイは高い出力と伝送効率が要求され、構造的には低背かつ軽量であることが求められるためです。同時に、裏面照射型冷陰極蛍光ランプの特性上、点灯前のインピーダンスが大きく、高電圧を供給する必要がある。点灯後はインピーダンスが小さくなり、電圧が低下します。これに圧電セラミックトランスインバータの特性を合わせることができます。
自動車、ヘリコプター、航空宇宙機、人工衛星、ソナー、医療機器などに使用される圧電ブレーキ駆動システムなど、バッテリーの性能、サイズ、重量が厳しく制限されるセルフパワーシステムに使用されます。これらの機器の電源は一般に100V～1000Vが必要で、通常のバッテリーの9V～24Vの電源とは大きく異なりますが、圧電セラミックトランスはこの指標を達成できます。
つまり、圧電セラミックトランスの応用分野は非常に広いのです。
