Nieuws

U bevindt zich hier: Thuis / Nieuws / Informatie over ultrasone transducers / Principe en toepassing van piëzo-elektrische keramische transformator

Principe en toepassing van piëzo-elektrische keramische transformator

Aantal keren bekeken: 12 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 18-06-2020 Herkomst: Locatie

Informeer

Principe van piëzo-elektrische keramische transformator

Piëzo-elektrische keramische transformator is een nieuw type chipapparaat dat een lage spanningsingang en een hoge spanningsuitgang realiseert door de secundaire energieconversie van elektrische energie --- mechanische energie --- elektrische energie. De basisstructuur ervan heeft vele vormen afhankelijk van de vorm, de elektrode en de polarisatierichting, waarvan de piëzo-elektrische transformator met een lange plaatstructuur de meest gebruikte is. Het heeft een eenvoudige structuur, is gemakkelijk te vervaardigen en heeft een hoge opstapverhouding.

Vergeleken met de traditionele elektromagnetische transformator zijn de materialen, productstructuur, procestechnologie en werkingsprincipe van de piëzo-elektrische keramische transformator anders. De belangrijkste materialen die worden gebruikt in elektromagnetische transformatoren zijn magnetische materialen en geleidende materialen, die respectievelijk worden gebruikt als de kern en de wikkeling van de structuur, en de energieconversievorm is elektrisch-magneet-elektrisch. De belangrijkste materialen die worden gebruikt in piëzo-elektrische keramische transformatoren zijn binaire piëzo-elektrische keramische materialen (PZT) zoals loodzirkonaattitanaat, ternaire piëzo-elektrische keramische materialen (PCM, PSM) - dat wil zeggen, voeg andere elementen toe en vier op basis van op PZT-elementen gebaseerde piëzo-elektrische keramische materialen (PMMN), enz. Het product wordt gemaakt door sinteren op hoge temperatuur en hogedrukpolarisatie, en de energieconversiemodus is elektromechanisch-elektrisch. Het is duidelijk dat de energieconversie van de elektromagnetische transformator moet worden voltooid in een orthogonale driedimensionale ruimte volgens zijn structurele vorm, en de piëzo-elektrische keramische transformator kan energieconversie in een vlak uitvoeren. Daarom is de piëzo-elektrische keramische transformator eenvoudig te ontwerpen in een chip-achtige structuur.

Het werkingsprincipe van een piëzo-elektrische keramische transformator is het gebruik van de kenmerken van piëzo-elektrisch keramisch materiaal: positief piëzo-elektrisch effect en omgekeerd piëzo-elektrisch effect. Het zogenaamde positieve piëzo-elektrische effect is dat dit PZT-materiaal lading of spanning genereert onder de werking (of vervorming) van de kracht, en het omgekeerde piëzo-elektrische effect is dat het materiaal vervormt of trilt wanneer er spanning wordt aangelegd. Het werkingsprincipe van de piëzo-elektrische keramische transformator is om de positieve en omgekeerde piëzo-elektrische effectkarakteristieken van het piëzo-elektrische keramische materiaal te gebruiken door de oriëntatiekarakteristieken van de elektrode en de polarisatierichting van het piëzo-elektrische keramische lichaam te ontwerpen, en het omgekeerde piëzo-elektrische effect te gebruiken om de fase met de ingangsterminal te maken. Het aangesloten piëzo-elektrische keramische lichaam genereert mechanische trillingen onder invloed van spanning, en vervolgens zorgt het positieve piëzo-elektrische effect ervoor dat het piëzo-elektrische keramische lichaam dat is aangesloten op de uitgangsterminal een spanning genereert. Wanneer de impedantie van de ingangsterminal en de uitgangsterminal niet gelijk zijn, zijn de spanning en stroom aan beide uiteinden ook niet gelijk, waardoor de functie wordt gerealiseerd van het veranderen van de grootte van de spanning en stroom tussen de ingangsterminal en de uitgangsterminal.

Piëzo-elektrische keramische transformatorstructuur
De piëzo-elektrische keramische transformator maakt gebruik van piëzo-elektrische materialen, die de elektromechanische conversie-eigenschappen gebruiken, en werkt samen met het trillingsgedeelte van de component en de motor van het stroomopwekkingsgedeelte om het polarisatieontwerp uit te voeren. De ingangsspanning zorgt ervoor dat het piëzo-elektrische stuk in resonantietoestand verkeert, en vervolgens zal het positieve piëzo-elektrische effect de hoge spanning veranderen die wordt omgezet in spanningsuitgang, om het effect van spanningstransformatie te bereiken.

6QIYI5FK5)NJ0Z02LL7VXA

Figuur 1 is een schematisch diagram van de geïntegreerde structuur van het lange stuk, waarbij gebruik wordt gemaakt van speciale piëzo-elektrische keramische materialen (zoals gemodificeerd loodzirkonaattitanaat of loodniobiummagnesiumzirkonaattitanaat), na gieten onder hoge druk, sinteren bij hoge temperatuur en polarisatie van het elektrische veld met hoge spanning, enz.

Piëzo-elektrische keramische transformatoren zijn gebaseerd op het voorwaartse en omgekeerde piëzo-elektrische effect. Tijdens de secundaire conversie van elektromechanische energie worden ze versterkt door impedantietransformatie in het lichaam. Bij een wisselspanning van een bepaalde frequentie
Er wordt een universele transformator van 200 Khz toegevoegd aan het ingangsuiteinde (aandrijvend deel) van de piëzo-elektrische transformator, de piëzo-elektrische transformator genereert rektrillingen in de lengterichting als gevolg van het omgekeerde piëzo-elektrische effect, en de elektrische energie aan het ingangsuiteinde wordt omgezet in mechanische energie. In het energieopwekkingsgedeelte wordt, vanwege de aanwezigheid van longitudinale trillingen, de mechanische energie omgezet in elektrische energie door het positieve piëzo-elektrische effect, zodat de uitgangsterminal een hoge uitgangsspanning heeft.

Omdat de gereflecteerde impedantie van de piëzo-elektrische keramische transformator toeneemt naarmate de belastingsimpedantie afneemt, is deze eigenschap uiterst belangrijk bij hoogspanningstoepassingen. Wanneer de belasting wordt kortgesloten of een hoge spanning wordt ontladen, neemt de ingangsimpedantie van de keramische transformator snel toe om ervoor te zorgen dat de transformator en de randcircuits niet worden verbrand. Daarom vereist het gebruik van piëzo-elektrische keramische transformatoren geen kortsluitbeveiligingscircuit.

Gebruik van piëzo-elektrische keramische transformatoren
Kleine, dunne en lichtgewicht producten: Omdat piëzo-elektrische keramische transformatoren enkele van de hierboven beschreven kenmerken hebben, zijn ze geschikt voor op batterijen werkende consumentenelektronica, zoals mobiele telefoons, notebookcomputers, opvouwbare computers en geïntegreerde video- en opname-VTR-, PAD- en andere voedingssystemen.

Speciale apparatuur die moet worden gevoed door extreem hoge spanning en kleine stroom, zoals radar, elektrostatisch kopieerapparaat, elektrostatische stofvanger en andere voedingssystemen.

Gebruikt in zelfaangedreven systemen waarbij de prestaties, de grootte en het gewicht van de batterij strikt beperkt zijn, zoals ultrasone transducertransformator piëzo-elektrische remaandrijfsystemen die worden gebruikt in auto's, helikopters, ruimtevaartvoertuigen, satellieten, sonar, medische apparatuur, enz. De voeding van deze apparaten vereist over het algemeen 100V ~ 1000V, wat heel anders is dan de 9V ~ 24V-voeding van gewone batterijen, en de piëzo-elektrische keramische transformator kan deze index bereiken.