Obecnie piezoelektryczny transformator ceramiczny jest szeroko stosowany w wielu dziedzinach, w tym w sprzęcie gospodarstwa domowego i zaawansowanych technologicznie produktach wojskowych. Jednym z najbardziej typowych zastosowań jest zasilanie świetlówek z zimną katodą. Dzieje się tak, ponieważ charakterystyka napięcia i prądu wejściowego i wyjściowego piezoelektrycznego transformatora ceramicznego jest bardzo odpowiednia dla zimnej ujemnej lampy fluorescencyjnej. Charakterystyka urządzenia obejmuje wysoką impedancję wyjściową, niski prąd wyjściowy i duże wahania napięcia wyjściowego wraz z impedancją. Podczas gdy zimna lampa fluorescencyjna potrzebuje napięcia rozruchowego 1 000 V w momencie uruchomienia, potrzebuje znacznie niższego napięcia podczas Ceramika piezoelektryczna Pzt znajduje się w stabilnym stanie pracy, wynoszącym około połowy napięcia rozruchowego, a jej impedancja jest znacznie niższa niż w momencie uruchomienia. Ponadto zimna świetlówka potrzebuje znacznie niższego prądu. Te właściwości zimnych świetlówek są bardzo podobne do właściwości piezoelektrycznych transformatorów ceramicznych. Innym ważnym obszarem zastosowań piezoelektrycznych transformatorów ceramicznych są przetwornice DC i DC. Poza tym istnieje wiele zastosowań piezoelektrycznych transformatorów ceramicznych, np. stosowanych w bezpiecznych systemach przeciwwybuchowych. Pałki elektryczne, siatki przeciwkradzieżowe, kasetki na banknoty i sejfy, kineskopy, lampy z zimną katodą w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych, lampy neonowe, lampy laserowe lub lampy rentgenowskie, natryskiwanie elektrostatyczne wysokiego napięcia, flokowanie elektrostatyczne wysokiego napięcia i lampy radarowe, zapalniki impulsowe wysokiego napięcia w układach zapłonowych i kserokopiarki, drukarki laserowe, faksy i wyciszacze, generatory elektryczne, kopiarki elektrostatyczne, sprzęt medyczny, odświeżacze powietrza, szafkę do dezynfekcji ozonem, sprzęt wojskowy, lotniczy itp. warto zaznaczyć, że próbując wymienić tradycyjny uzwojony transformator elektromagnetyczny na piezoelektryczny transformator ceramiczny, nie powinniśmy go wymieniać na ślepo, ponieważ piezoelektryczny transformator ceramiczny ma rygorystyczne wymagania dotyczące swojego obwodu peryferyjnego. Obecnie producenci zwykle sprzedają transformator jako kompletny zestaw i rzadko sprzedają osobno izolowany piezoelektryczny transformator ceramiczny.
Badania materiałowe piezoelektrycznego transformatora ceramicznego
Piezoelektryczne materiały ceramiczne są szeroko stosowane w filtrach, przetwornikach ultradźwiękowych, siłownikach piezoelektrycznych i czujnikach. Różne urządzenia wymagają różnych parametrów użytkowych piezoelektrycznych materiałów ceramicznych. Zasada działania piezoelektrycznych transformatorów ceramicznych realizowana jest poprzez wykorzystanie dodatnich i ujemnych efektów piezoelektrycznych materiałów piezoelektrycznych. W piezoelektrycznym transformatorze ceramicznym przetworniki piezoceramiczne . Jako transformatory stosowane są Na wejściu urządzenia energia przemienna wejściowego piezoelektrycznego transformatora ceramicznego jest przekształcana w energię drgań mechanicznych poprzez odwrotny efekt piezoelektryczny. Na końcu wyjściowym piezoelektrycznego transformatora ceramicznego wibracje mechaniczne są przekształcane w zmienną energię elektryczną poprzez dodatni efekt piezoelektryczny, a impedancja jest przekształcana w dwóch przemianach energii, w ten sposób realizowana jest częstotliwość rezonansowa piezoelektrycznego transformatora ceramicznego. Aby uzyskać jak najwyższą sprawność konwersji energii, należy wybrać ceramikę piezoelektryczną o określonych właściwościach. W przypadku ceramiki piezoelektrycznej stosowanej w piezoelektrycznych transformatorach ceramicznych wymagany jest wyższy współczynnik sprzężenia elektromechanicznego, wyższy współczynnik jakości mechanicznej i współczynnik jakości elektrycznej, a także najniższy możliwy. Rozwój piezoelektrycznego transformatora ceramicznego jest nierozerwalnie związany z rozwojem piezoelektrycznego materiału ceramicznego ze względu na jego współczynnik temperaturowy. Na wczesnym etapie badań nad piezoelektrycznym transformatorem ceramicznym piezoelektryczny materiał ceramiczny ma charakter głównie monolityczny, a jego ważnym przedstawicielem jest ceramika z tytanianu baru. Chociaż ten rodzaj piezoelektrycznego materiału ceramicznego ma wysoką stałą dielektryczną, jego temperatura jest stabilna. Te cechy ceramiki piezoelektrycznej z tytanianu baru nie sprzyjają rozwojowi i zastosowaniu piezoelektrycznych transformatorów ceramicznych dużej mocy.
Tytanian cyrkonianu ołowiu jest binarnym piezoelektrycznym materiałem ceramicznym, który ma bardzo mocne i bardzo stabilne właściwości piezoelektryczne. W porównaniu z ceramiką piezoelektryczną z tytanianu baru, ceramika piezoelektryczna z tytanianem i cyrkonianem ołowiu składa się z wielu rodzajów materiałów. Materiał PZT-4 jest rodzajem emisji. Materiał PZT-8 jest rodzajem ceramiki piezoelektrycznej o niskich stratach mechanicznych i dielektrycznych, dużym polu depolaryzacji prądu przemiennego, dużej stałej dielektrycznej, współczynniku sprzężenia elektromechanicznego i stałej piezoelektrycznej. Szczególnie nadaje się do wzbudzania silnego pola elektrycznego i dużej amplitudy mechanicznej, dlatego często jest stosowany w przetwornikach nadawczych i transformatorach piezoelektrycznych. Stała dielektryczna, współczynnik sprzężenia elektromechanicznego i stała piezoelektryczna ceramiki piezoelektrycznej materiału PZT-4 są nieco niższe niż ceramiki piezoelektrycznej PZT-4, ale ich wytrzymałość na rozciąganie i stabilność są lepsze niż materiału PZT-4. Mają także wyższy współczynnik jakości mechanicznej i są bardziej odpowiednie do wzbudzenia mechanicznego o dużej amplitudzie. Dlatego są szeroko stosowane w piezoelektrycznych transformatorach ceramicznych. Aby sprostać potrzebom rozwojowym piezoelektrycznych przetworników ceramicznych dużej mocy i piezoelektrycznych transformatorów ceramicznych, opracowano trójskładnikową ceramikę piezoelektryczną na bazie binarnego tytanianu cyrkonianu ołowiu piezoceramiczny kryształ kwarcowy . Trójskładnikową ceramikę piezoelektryczną wykonano z materiałów drobnoziarnistych, które charakteryzowały się dobrą wydajnością spiekania, niską temperaturą spiekania, niską porowatością i wysoką jakością. Trójskładnikowa ceramika piezoelektryczna jest powszechnie stosowana jako tytanian cyrkonianu ołowiowo-niobowo-magnezowego, tytanian cyrkonianu ołowiowo-niobowo-cynkowego i tytanian ołowiowo-telurowo-manganowo-cyrkonowy. W celu dalszej poprawy wydajności piezoelektrycznych transformatorów ceramicznych, na bazie trójskładnikowej ceramiki piezoelektrycznej opracowano czwartorzędową ceramikę piezoelektryczną. Ich główne cechy są podobne do trójskładnikowej ceramiki piezoelektrycznej, ale ich współczynnik sprzężenia elektromechanicznego, współczynnik jakości mechanicznej i współczynnik jakości elektrycznej są wyższe. Jest bardziej odpowiedni do wymagań piezoelektrycznego transformatora ceramicznego dużej mocy.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd jest profesjonalnym producentem ceramiki piezoelektrycznej i przetworników ultradźwiękowych, zajmującym się technologią ultradźwiękową i zastosowaniami przemysłowymi.
