Syftet med piezoelektriska keramiska transformatorer

                            Principen för piezoelektrisk keramisk transformator
Piezoelektrisk keramisk transformator är en ny typ av chipenhet som realiserar lågspänningsingång och högspänningsutgång genom sekundär energiomvandling av elektrisk energi --- mekanisk energi --- elektrisk energi. Dess grundläggande struktur har många former beroende på form, elektrod och polarisationsriktning, vilken den piezoelektriska transformatorn med en lång arkstruktur är den vanligaste. Dess enkla struktur, lätt att tillverka och har ett högt uppstegsförhållande.

Jämfört med den traditionella elektromagnetiska transformatorn är materialen, strukturen, processtekniken och arbetsprincipen för den piezoelektriska keramiska transformatorn annorlunda. De huvudsakliga materialen som används i elektromagnetiska transformatorer är magnetiska material och ledande material, som används som kärna respektive lindning av strukturen, och energiomvandlingsformen är elektrisk-magnet-elektrisk. De huvudsakliga materialen som används i piezoelektriska keramiska transformatorer är binära piezoelektriska keramiska material (PZT) såsom blyzirkonattitanat, ternära piezoelektriska keramiska material Pzt piezokeramisk ring (PCM, PSM)-det vill säga att lägga till andra piezoelement och fyra på basis av PZT piezoelektriska keramiska material (PMMN), etc. Produkten är gjord av högtemperatursintring och högtryckspolarisering, och dess energiomvandlingsläge är elektromekanisk-elektrisk. Det kan ses att energiomvandlingen av den elektromagnetiska transformatorn måste slutföras i ett ortogonalt tredimensionellt utrymme enligt dess strukturella form, och den piezoelektriska keramiska transformatorn kan utföra energiomvandling i ett plan. Därför är den piezoelektriska keramiska transformatorn lätt utformad i en struktur av chiptyp.

Piezoelektrisk keramisk transformatorstruktur
Den piezoelektriska keramiska transformatorn antar piezoelektriska material, som använder de elektromekaniska omvandlingsegenskaperna, och samarbetar med vibrationsdelen av komponenten och motorn i kraftgenereringsdelen för att utföra polarisationsdesign. Ingångsspänningen gör den piezoelektriska keramen i resonanstillstånd, och då kommer den positiva piezoelektriska effekten att ändra den höga spänningen som omvandlas till spänningsutgång, för att uppnå effekten av spänningsomvandling. Speciella piezoelektriska keramiska material (såsom modifierat blyzirkonattitanat eller blyniobmagnesiumzirkonattitanat) tillverkas genom en rad processer såsom högtrycksformning, högtemperatursintring och högspänningselektriskt fältpolarisering.

Piezoelektriska keramiska transformatorer är baserade på positiva och omvända piezoelektriska effekter. Under den sekundära omvandlingen av elektromekanisk energi förstärks de av impedanstransformation i kroppen. När en växelspänning med en viss frekvens läggs till ingångsänden (drivdelen) av den piezoelektriska transformatorn, genererar den piezoelektriska transformatorn sträckande vibrationer längs längdriktningen på grund av den omvända piezoelektriska effekten, och den elektriska energin vid ingångsänden omvandlas till mekanisk energi. I kraftgenereringssektionen, på grund av närvaron av längsgående vibrationer, omvandlas den mekaniska energin till elektrisk energi genom den positiva piezoelektriska effekten, så att utgångsterminalen har en högspänningsutgång.

Eftersom den reflekterade impedansen hos den piezoelektriska keramiska transformatorn ökar när lastimpedansen minskar, är denna egenskap extremt viktig i högspänningstillämpningar. När belastningen är kortsluten eller högspänningsurladdad ökar ingångsimpedansen för den piezokeramiska transformatorn snabbt för att säkerställa att transformatorn och perifera kretsar inte kommer att brännas. Därför kräver användningen av piezoelektriska keramiska transformatorer ingen kortslutningsskyddskrets.

Användning av piezoelektriska keramiska transformatorer
De är små, tunna och lätta produkter. Eftersom piezoelektriska keramiska transformatorer har några av de egenskaper som beskrivs är de lämpliga för batteridrivna hemelektronikprodukter, såsom mobiltelefoner, bärbara datorer, hopfällbara datorer och integrerade video- och inspelningsprodukter för VTR , PAD och andra strömsystem. Specialutrustning som radar, elektrostatisk kopiator, elektrofilter och andra kraftsystem som behöver drivas av extremt höga spänningar och små strömmar.
Liquid crystal display (LCD) (inklusive LCD-belysning) Piezo-inverter för bakgrundsbelysning. Eftersom LCD kräver hög uteffekt och överföringseffektivitet, och kräver låg höjd och lätt vikt i strukturen. Samtidigt, på grund av egenskaperna hos det bakbelysta kallkatodlysröret: impedansen före belysning är stor, och en hög spänning måste tillföras. Efter belysningen blir impedansen mindre och spänningen sjunker. Egenskaperna hos den piezoelektriska keramiska transformatorinverteraren kan matchas med detta.

Används i självförsörjande system där batteriprestanda, storlek och vikt är strikt begränsade, såsom piezoelektriska bromsdrivsystem som används i bilar, helikoptrar, flygfordon, satelliter, ekolod, medicinsk utrustning, etc. Strömförsörjningen av dessa enheter kräver i allmänhet 100V ~ 1000V, vilket skiljer sig mycket från 4V-batteriströmförsörjningen och 4V ~ 2 pielect. keramisk transformator kan uppnå detta index.

Kort sagt, användningsområdena för piezoelektriska keramiska transformatorer är mycket breda.

Principen för piezoelektrisk keramisk transformator
Piezoelektrisk keramisk transformator är en ny typ av chipenhet som realiserar lågspänningsingång och högspänningsutgång genom sekundär energiomvandling av elektrisk energi --- mekanisk energi --- elektrisk energi. Dess grundläggande struktur har många former beroende på form, elektrod och polarisationsriktning, bland vilka den piezoelektriska transformatorn med en lång arkstruktur är den vanligaste. Dess enkla struktur, lätt att tillverka och har ett högt uppstegsförhållande.

Jämfört med den traditionella elektromagnetiska transformatorn är materialen, produktstrukturen, processtekniken och arbetsprincipen för den piezoelektriska keramiska transformatorn annorlunda. De huvudsakliga materialen som används i elektromagnetiska transformatorer är magnetiska material och ledande material, som används som kärna respektive lindning av strukturen, och energiomvandlingsformen är elektrisk-magnet-elektrisk. De huvudsakliga materialen som används i piezoelektriska keramiska transformatorer är binära piezoelektriska keramiska material (PZT) såsom blyzirkonattitanat, ternära piezoelektriska keramiska material (PCM, PSM) - det vill säga att lägga till andra element och fyra på basis av PZT-elementbaserade piezoelektriska keramiska material (PMMN är gjorda av högtrycks- och keramiska material), etc. polarisering, och dess energiomvandlingsläge är elektromekaniskt-elektriskt. Det kan ses att energiomvandlingen av den elektromagnetiska transformatorn måste slutföras i ett ortogonalt tredimensionellt utrymme enligt dess strukturella form, och den piezoelektriska keramiska transformatorn kan utföra energiomvandling i ett plan. Därför är den piezoelektriska keramiska transformatorn lätt utformad i en struktur av chiptyp.

Arbetsprincipen för piezoelektrisk keramisk transformator är att använda egenskaperna hos piezoelektrisk keramiskt material positiv piezoelektrisk effekt och omvänd piezoelektrisk effekt. Den så kallade positiva piezoelektriska effekten är att detta material genererar laddning eller spänning under inverkan (eller deformation) av kraften, och den omvända piezoelektriska effekten är att materialet deformeras eller vibrerar när en spänning appliceras. Arbetsprincipen för den piezoelektriska keramiska transformatorn är att använda de positiva och omvända piezoelektriska effektegenskaperna hos det piezoelektriska keramiska materialet, genom att designa orienteringsegenskaperna för elektroden och polarisationsriktningen för den piezoelektriska keramiska kroppen och använda den omvända piezoelektriska effekten för att göra fasen med ingångsterminalen. Den anslutna piezoelektriska keramiska kroppen genererar mekanisk vibration under inverkan av spänning, och sedan genererar den piezoelektriska keramiska kroppen ansluten till utgångsterminalen en spänning genom den positiva piezoelektriska effekten. När impedansen för ingångsterminalen och utgångsterminalen inte är lika, är spänningen och strömmen i båda ändarna inte lika, vilket förverkligar funktionen av spännings- och strömomvandlingen mellan ingångsterminalen och utgångsterminalen.

Piezoelektrisk keramisk transformatorstruktur
Den piezoelektriska keramiska transformatorn använder piezoelektriska material piezokeramiska element ring , som använder de elektromekaniska omvandlingsegenskaperna och samarbetar med vibrationsdelen av komponenten och motorn i kraftgenereringsdelen för att utföra polarisationsdesign. Ingångsspänningen gör den piezoelektriska keramen i resonanstillstånd, och då kommer den positiva piezoelektriska effekten att ändra den höga spänningen som omvandlas till spänningsutgång, för att uppnå effekten av spänningsomvandling. Det integrerade strukturdiagrammet, med användning av speciella piezoelektriska keramiska material (såsom modifierat blyzirkonattitanat eller blyniobmagnesiumzirkonattitanat), tillverkat av en serie processer som högtrycksformning, högtemperatursintring och högspänningselektriskt fältpolarisering. Piezoelektriska keramiska transformatorer är baserade på positiva och omvända piezoelektriska effekter. Under den sekundära omvandlingen av elektromekanisk energi förstärks de av impedanstransformation i kroppen. När en växelspänning med en viss frekvens läggs till ingångsänden (drivdelen) av den piezoelektriska transformatorn, genererar den piezoelektriska transformatorn sträckande vibrationer längs längdriktningen på grund av den omvända piezoelektriska effekten, och den elektriska energin vid ingångsänden omvandlas till mekanisk energi. I kraftgenereringssektionen, på grund av närvaron av längsgående vibrationer, omvandlas den mekaniska energin till elektrisk energi genom den positiva piezoelektriska effekten, så att utgångsterminalen har en högspänningsutgång. Eftersom den reflekterade impedansen hos den piezoelektriska keramiska transformatorn ökar när lastimpedansen minskar, är denna egenskap extremt viktig i högspänningstillämpningar. När lasten är kortsluten eller högspänningsurladdad ökar ingångsimpedansen för den keramiska transformatorn snabbt för att säkerställa att transformatorn och perifera kretsar inte kommer att brännas. Därför kräver användningen av piezoelektriska keramiska transformatorer ingen kortslutningsskyddskrets.

Användning av piezoelektriska keramiska transformatorer
Små, tunna och lätta produkter: Eftersom piezoelektriska keramiska transformatorer har några av egenskaperna hos piezokeramiska ringsensorer , de är lämpliga för batteridrivna konsumentelektronikprodukter, såsom mobiltelefoner, bärbara datorer, hopfällbara datorer och integrerade video- och inspelnings VTR , PAD och andra produkters kraftsystem.
Speciell kraftutrustning som behöver drivas av extremt hög spänning och liten ström, såsom radar, elektrostatisk kopiator, elektrofilter och andra kraftsystem.
Liquid crystal display (LCD) (inklusive LCD-belysning) Piezo-inverter för bakgrundsbelysning. Eftersom LCD kräver hög uteffekt och överföringseffektivitet, och kräver låg höjd och lätt vikt i strukturen. Samtidigt, på grund av egenskaperna hos det bakbelysta kallkatodlysröret, är impedansen före belysning stor, och en hög spänning måste tillföras. Efter belysningen blir impedansen mindre och spänningen sjunker. Egenskaperna hos den piezoelektriska keramiska transformatorinverteraren kan matchas med detta.

Används i självförsörjande system där batteriprestanda, storlek och vikt är strikt begränsade, såsom piezoelektriska bromsdrivsystem som används i bilar, helikoptrar, flygfordon, satelliter, ekolod, medicinsk utrustning, etc. Strömförsörjningen av dessa enheter kräver i allmänhet 100V ~ 1000V, vilket skiljer sig mycket från 4V-batteriströmförsörjningen och 4V ~ 2 pielect. keramisk transformator kan uppnå detta index.
Kort sagt, användningsområdena för piezoelektriska keramiska transformatorer är mycket breda.