Ştiri

Sunteți aici: Acasă / Ştiri / Informații despre traductorul cu ultrasunete / Principiul și aplicarea transformatorului ceramic piezoelectric

Principiul și aplicarea transformatorului ceramic piezoelectric

Vizualizări: 12 Autor: Editor site Ora publicării: 2020-06-18 Origine: Site

Întreba

Principiul transformatorului ceramic piezoelectric

Transformatorul ceramic piezoelectric este un nou tip de dispozitiv cu cip care realizează intrare de joasă tensiune și ieșire de înaltă tensiune prin conversia energiei secundare a energiei electrice --- energie mecanică --- energie electrică. Structura sa de bază are multe forme în funcție de formă, electrod și direcția de polarizare, dintre care transformatorul piezoelectric cu o structură de foaie lungă este cel mai frecvent utilizat. Are o structură simplă, este ușor de fabricat și are un raport ridicat de creștere.

În comparație cu transformatorul electromagnetic tradițional, materialele, structura produsului, tehnologia procesului și principiul de funcționare al transformatorului ceramic piezoelectric sunt diferite. Principalele materiale utilizate în transformatoarele electromagnetice sunt materialele magnetice și materialele conductoare, care sunt utilizate ca miez și, respectiv, ca înfășurare a structurii, iar forma de conversie a energiei este electric-magnet-electric. Principalele materiale utilizate în transformatoarele ceramice piezoelectrice sunt materiale ceramice piezoelectrice binare (PZT), cum ar fi titanat de zirconat de plumb, materiale ceramice piezoelectrice ternare (PCM, PSM) - adică adăugați alte elemente și patru pe baza PZT Materiale ceramice piezoelectrice pe bază de elemente (PMMN), etc. s-a văzut că conversia de energie a transformatorului electromagnetic trebuie să fie finalizată într-un spațiu tridimensional ortogonal în funcție de forma sa structurală, iar transformatorul ceramic piezoelectric poate efectua conversia de energie într-un plan. Prin urmare, transformatorul ceramic piezoelectric este ușor de proiectat într-o structură de tip cip.

Principiul de funcționare al transformatorului ceramic piezoelectric este de a utiliza caracteristicile materialului ceramic piezoelectric - efect piezoelectric pozitiv și efect piezoelectric invers. Așa-numitul efect piezoelectric pozitiv este că acest material PZT generează sarcină sau tensiune sub acțiunea (sau deformarea) forței, iar efectul piezoelectric invers este că materialul se deformează sau vibrează atunci când se aplică o tensiune. Principiul de funcționare al transformatorului ceramic piezoelectric este de a utiliza caracteristicile de efect piezoelectric pozitiv și invers ale materialului ceramic piezoelectric prin proiectarea caracteristicilor de orientare ale electrodului și direcția de polarizare a corpului ceramic piezoelectric și folosind efectul piezoelectric invers pentru a face faza cu terminalul de intrare. Corpul ceramic piezoelectric conectat generează vibrații mecanice sub acțiunea tensiunii, iar apoi efectul piezoelectric pozitiv face ca corpul ceramic piezoelectric conectat la borna de ieșire să genereze o tensiune. Când impedanța terminalului de intrare și a terminalului de ieșire nu sunt egale, tensiunea și curentul la ambele capete nu sunt, de asemenea, egale, realizând astfel funcția de modificare a mărimii tensiunii și a curentului între terminalul de intrare și terminalul de ieșire.

Structura transformatorului ceramic piezoelectric
Transformatorul ceramic piezoelectric utilizează materiale piezoelectrice, care utilizează caracteristicile de conversie electromecanice și cooperează cu partea de vibrație a componentei și motorul părții de generare a energiei pentru a realiza proiectarea de polarizare. Tensiunea de intrare face piesa piezoelectrică în stare de rezonanță, iar apoi efectul piezoelectric pozitiv va schimba tensiunea mare convertită în tensiune de ieșire, astfel încât să se obțină efectul transformării tensiunii.

6QIYI5FK5)NJ0Z02LL7VXA

Figura 1 este o diagramă schematică a structurii integrate de tip bucată lungă, folosind materiale ceramice piezoelectrice speciale (cum ar fi titanat de zirconat de plumb modificat sau titanat de zirconat de plumb niobiu magneziu), după turnare la presiune înaltă, sinterizare la temperatură înaltă și polarizare a câmpului electric de înaltă tensiune etc.

Transformatoarele ceramice piezoelectrice se bazează pe efectul piezoelectric înainte și invers. În timpul conversiei secundare a energiei electromecanice, acestea sunt stimulate de transformarea impedanței în interiorul corpului. Când o tensiune alternativă de o anumită frecvență
Transformatorul universal de 200Khz este adăugat la capătul de intrare (partea de conducere) a transformatorului piezoelectric, transformatorul piezoelectric generează vibrații de întindere pe direcția lungimii datorită efectului piezoelectric invers, iar energia electrică de la capătul de intrare este convertită în energie mecanică. În partea de generare a energiei, datorită prezenței vibrațiilor longitudinale, energia mecanică este convertită în energie electrică prin efectul piezoelectric pozitiv, astfel încât terminalul de ieșire să aibă o ieșire de înaltă tensiune.

Deoarece impedanța reflectată a transformatorului ceramic piezoelectric crește pe măsură ce impedanța de sarcină scade, această caracteristică este extrem de importantă în aplicațiile de înaltă tensiune. Când sarcina este scurtcircuitată sau descărcată de înaltă tensiune, impedanța de intrare a transformatorului ceramic crește rapid pentru a se asigura că transformatorul și circuitele periferice nu vor fi arse. Prin urmare, utilizarea transformatoarelor ceramice piezoelectrice nu necesită un circuit de protecție la scurtcircuit.

Utilizarea transformatoarelor ceramice piezoelectrice
Produse mici, subțiri și ușoare: Deoarece transformatoarele ceramice piezoelectrice au unele dintre caracteristicile descrise mai sus, acestea sunt potrivite pentru produse electronice de larg consum alimentate de baterii, cum ar fi telefoane mobile, computere notebook, computere pliabile și sisteme video integrate și de înregistrare VTR, PAD și alte produse.

Echipamente speciale care trebuie alimentate cu o tensiune extrem de mare și un curent mic, cum ar fi radar, copiator electrostatic, precipitator electrostatic și alte sisteme de alimentare.

Folosit în sistemele autoalimentate în care performanța, dimensiunea și greutatea bateriei sunt strict restricționate, cum ar fi Transductor cu ultrasunete Transductor piezoelectric sisteme de acţionare a frânei utilizate în automobile, elicoptere, vehicule aerospaţiale, sateliţi, sonar, echipamente medicale etc. Alimentarea acestor dispozitive necesită în general 100V~1000V, care este foarte diferită de sursa de alimentare de 9V~24V a bateriilor obişnuite, iar transformatorul ceramic piezoelectric poate atinge acest indice.