Zasada i zastosowanie piezoelektrycznego transformatora ceramicznego

Zasada działania piezoelektrycznego transformatora ceramicznego

Piezoelektryczny transformator ceramiczny to nowy typ urządzenia chipowego, które realizuje niskie napięcie wejściowe i wysokie napięcie wyjściowe poprzez konwersję energii wtórnej na energię elektryczną --- energię mechaniczną --- energię elektryczną. Jego podstawowa konstrukcja ma wiele postaci ze względu na kształt, elektrodę i kierunek polaryzacji, wśród których najczęściej stosowany jest transformator piezoelektryczny o długiej konstrukcji arkuszowej. Ma prostą konstrukcję, jest łatwy w produkcji i ma wysoki współczynnik przyrostu.

W porównaniu z tradycyjnym transformatorem elektromagnetycznym materiały, struktura produktu, technologia procesu i zasada działania piezoelektrycznego transformatora ceramicznego są różne. Głównymi materiałami stosowanymi w transformatorach elektromagnetycznych są materiały magnetyczne i materiały przewodzące, które służą odpowiednio jako rdzeń i uzwojenie konstrukcji, a formą konwersji energii jest elektro-magnes-elektryczny. Głównymi materiałami stosowanymi w piezoelektrycznych transformatorach ceramicznych są binarne piezoelektryczne materiały ceramiczne (PZT), takie jak tytanian cyrkonu ołowiu, trójskładnikowe piezoelektryczne materiały ceramiczne (PCM, PSM) - to znaczy dodają inne elementy i cztery na bazie piezoelektrycznych materiałów ceramicznych na bazie PZT (PMMN) itp. Produkt wytwarzany jest przez spiekanie w wysokiej temperaturze i polaryzację pod wysokim ciśnieniem, a jego tryb konwersji energii jest elektromechaniczno-elektryczny. Można zauważyć, że konwersja energii transformatora elektromagnetycznego musi zostać zakończona w ortogonalnej przestrzeni trójwymiarowej zgodnie z jej formą strukturalną, a piezoelektryczny transformator ceramiczny może przeprowadzić konwersję energii w płaszczyźnie. Dlatego piezoelektryczny transformator ceramiczny można łatwo zaprojektować w strukturze typu chipowego.

Zasada działania piezoelektrycznego transformatora ceramicznego polega na wykorzystaniu właściwości piezoelektrycznego materiału ceramicznego - dodatniego efektu piezoelektrycznego i odwrotnego efektu piezoelektrycznego. Tak zwany dodatni efekt piezoelektryczny polega na tym, że materiał PZT generuje ładunek lub napięcie pod działaniem (lub odkształceniu) siły, natomiast odwrotny efekt piezoelektryczny polega na tym, że materiał odkształca się lub wibruje po przyłożeniu napięcia. Zasada działania piezoelektrycznego transformatora ceramicznego polega na wykorzystaniu dodatniej i odwrotnej charakterystyki efektu piezoelektrycznego piezoelektrycznego materiału ceramicznego poprzez zaprojektowanie charakterystyki orientacji elektrody i kierunku polaryzacji piezoelektrycznego korpusu ceramicznego oraz wykorzystanie odwrotnego efektu piezoelektrycznego do utworzenia fazy z zaciskiem wejściowym. Podłączony piezoelektryczny korpus ceramiczny pod wpływem napięcia wytwarza drgania mechaniczne, a następnie dodatni efekt piezoelektryczny powoduje, że piezoelektryczny korpus ceramiczny podłączony do zacisku wyjściowego generuje napięcie. Gdy impedancja zacisku wejściowego i zacisku wyjściowego nie jest równa, napięcie i prąd na obu końcach również nie są równe, realizując w ten sposób funkcję zmiany wielkości napięcia i prądu między zaciskiem wejściowym a zaciskiem wyjściowym.

Piezoelektryczna konstrukcja transformatora ceramicznego
Piezoelektryczny transformator ceramiczny wykorzystuje materiały piezoelektryczne, które wykorzystują charakterystykę konwersji elektromechanicznej i współpracują z częścią wibracyjną elementu i silnikiem części wytwarzającej energię w celu przeprowadzenia projektu polaryzacji. Napięcie wejściowe wprowadza element piezoelektryczny w stan rezonansu, a następnie dodatni efekt piezoelektryczny zmieni wysokie odkształcenie przekształcone w napięcie wyjściowe, aby uzyskać efekt transformacji napięcia.