Jenis Pengubah Seramik Piezoelektrik (1)

Status penyelidikan dan aplikasi teori bagi transduser cakera seramik piezo dibincangkan dan diulas secara menyeluruh, dan masalah sedia ada dianalisis. Pengubah seramik piezoelektrik ialah jenis peranti elektronik keadaan pepejal baharu. Ia mempunyai kelebihan struktur dan proses yang mudah, saiz kecil, ringan, tiada bunyi elektromagnet, tiada penggulungan elektromagnet, tidak mudah terbakar, integriti yang baik dan kos pengeluaran berskala besar boleh dikurangkan dengan banyaknya. Ia digunakan secara meluas dalam tiub katod sejuk, tiub lampu neon, tiub laser dan tiub sinar-X, semburan elektrostatik voltan tinggi, tiub elektrostatik voltan tinggi dan tiub paparan radar berada dalam kristal cecair. Pada masa ini, cara tradisional untuk menambah atau mengurangkan voltan berselang-seli adalah dengan menggunakan pengubah elektromagnet. Ia terutamanya terdiri daripada teras besi dan gegelung di sekeliling teras besi. Gegelung sekunder mencapai gandingan elektromagnet melalui teras magnet. Dalam sesetengah aplikasi elektronik kuasa dan berkuasa tinggi, pengubah elektromagnet yang besar sangat berkesan. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan sains dan teknologi dan pengecilan peranti elektronik, banyak aplikasi dalam industri elektronik memerlukan komponen kecekapan tinggi dengan saiz kecil, jadi untuk transformer kecil dan kecekapan tinggi. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh sebab-sebab yang wujud (seperti kehilangan konduktor kesan kulit, kehilangan pengaliran wayar nipis dan kehilangan kelonggaran bahan magnet meningkat dengan cepat dengan penurunan saiz pengubah), adalah sukar bagi pengubah elektromagnet sedia ada untuk mencapai kecekapan tinggi dan pengecilan. Pada masa ini, transformer elektromagnet telah menjadi litar. Peranti elektronik terbesar di atas kapal adalah salah satu halangan terbesar untuk mengecilkan peranti elektronik. Di samping itu, kebocoran magnet yang wujud dan sinaran elektromagnet pengubah elektromagnet akan mencemarkan alam sekitar, yang tidak kondusif untuk aplikasi industri. Untuk mengatasi masalah ini dan merealisasikan pengecilan peranti elektronik, pengubah seramik piezoelektrik dicadangkan. Pengubah seramik piezoelektrik pada asasnya terdiri daripada dua resonator seramik piezoelektrik (atau transduser seramik piezoelektrik dan penggerak seramik piezoelektrik) yang bahagian mekanikalnya digandingkan dan bahagian litar berpenebat antara satu sama lain. Ia adalah jenis penukar voltan atau arus baharu. Prinsip kerjanya berbeza daripada pengubah elektromagnet tradisional. Dalam pengubah seramik, gandingan antara primer dan sekunder tidak direalisasikan oleh kesan elektromagnet tradisional, tetapi oleh gandingan mekanikal dan kesan piezoelektrik bahan piezoelektrik.

Pembangunan pengubah seramik piezoelektrik berkait rapat dengan pembangunan
bahan kristal seramik piezo . Pada peringkat awal pembangunan pengubah seramik piezoelektrik, kerana teknologi penyelidikan dan pengeluaran bahan seramik piezoelektrik tidak cukup maju, prestasinya juga telah banyak terjejas. Teknologi pembuatan seramik piezoelektrik berada di peringkat utama, dan prestasi bahan adalah lemah. Kedua, prinsip kerja pengubah seramik piezoelektrik adalah berdasarkan kesan piezoelektrik dan gandingan getaran mekanikal peranti seramik piezoelektrik. Untuk mencapai keuntungan voltan dan arus yang lebih besar bagi pengubah seramik piezoelektrik, pengubah seramik piezoelektrik harus berada dalam keadaan resonans mekanikal, tetapi pada masa itu, ia berada dalam keadaan resonans mekanikal. Teori penyelidikan mod getaran resonator seramik piezoelektrik masih belum matang. Ketiga, penyelidikan litar pemacu pengubah seramik piezoelektrik masih di peringkat awal. Banyak masalah (seperti pengesanan frekuensi dan kestabilan voltan keluaran pengubah seramik piezoelektrik) tidak diselesaikan dengan sempurna pada masa itu, yang mengakibatkan pengubah seramik piezoelektrik. Ketidakstabilan tenaga dan penggunaannya adalah terhad. Klasifikasi transformer seramik piezoelektrik terutamanya berdasarkan mod kerja transformer seramik piezoelektrik. Pada masa ini, terdapat tiga jenis utama pengubah seramik piezoelektrik, iaitu, pengubah seramik piezoelektrik dengan mod getaran teleskopik panjang (juga dikenali sebagai pengubah seramik piezoelektrik jenis Rosen), pengubah seramik piezoelektrik dengan ketebalan mod getaran teleskopik dan arah jejari. Pengubah seramik piezoelektrik mod getaran.

Pengubah Seramik Piezoelektrik Jenis Rosen

 Pengubah seramik piezoelektrik jenis rosen, mod getaran teleskopik panjang pengubah seramik piezoelektrik terdiri daripada jalur nipis seramik piezoelektrik yang menjana mod getaran melintang dan jalur nipis seramik piezoelektrik yang menghasilkan mod getaran membujur. Apabila voltan ulang-alik frekuensi dan julat tertentu ditambah pada hujung utama pengubah seramik piezoelektrik, disebabkan oleh kesan piezoelektrik songsang bahan seramik piezoelektrik, getaran regangan panjang akan berlaku pada hujung input bahan seramik piezoelektrik, iaitu jalur nipis seramik piezoelektrik dengan ketebalan seramik. Arah getaran adalah berserenjang dengan arah polarisasi dan tergolong dalam getaran kesan melintang. Apabila frekuensi menghampiri frekuensi resonan pengayun, amplitud sesaran adalah yang terbesar. Getaran utama pengubah akan dihantar ke sekunder pengubah.dengan bantuan kesan piezoelektrik positif bahan seramik piezoelektrik, voltan berselang-seli akan dihasilkan pada kedua-dua hujung pengubah. Magnitud voltan ulang-alik bergantung kepada saiz geometri dan mod getaran setiap bahagian pengubah piezoelektrik. Di samping itu, dapat dilihat bahawa dalam bahagian keluaran sekunder pengubah seramik piezoelektrik jenis Rosen, arah polarisasi pengayun piezoelektrik adalah konsisten dengan arah getarannya, jadi ia adalah mod getaran membujur, iaitu mod getaran kekakuan. Secara amnya, panjang membujur pengubah seramik piezoelektrik jenis Rosen adalah lebih panjang daripada pengubah seramik piezoelektrik jenis Rosen. Voltan keluaran pengubah piezoelektrik jenis Rosen jauh lebih besar daripada voltan masukan kerana keuntungan voltan tinggi yang wujud. Pengubah piezoelektrik jenis Rosen sering dipanggil pengubah piezoelektrik voltan tinggi. Di samping itu, pengubah seramik piezoelektrik jenis Rosen tergolong dalam pengubah jenis rintangan tinggi. Salah satu aplikasi pengubah seramik piezoelektrik jenis Rosen adalah untuk memacu lampu voltan tinggi, seperti lampu pendarfluor katod sejuk untuk pengubah seramik piezoelektrik mod getaran.