Призначення п'єзоелектричних керамічних трансформаторів

                            Принцип п’єзоелектричного керамічного трансформатора
П’єзоелектричний керамічний трансформатор — це новий тип чіп-пристрою, який реалізує низьку вхідну напругу та високу напругу на виході за допомогою вторинного перетворення енергії електричної енергії --- механічної енергії --- електричної енергії. Його базова структура має багато форм відповідно до форми, електрода та напрямку поляризації, серед яких найчастіше використовується п’єзоелектричний трансформатор із довгою листовою структурою. Його проста структура, проста у виготовленні та має високий коефіцієнт підвищення.

У порівнянні з традиційним електромагнітним трансформатором матеріали, структура, технологія процесу та принцип роботи п’єзоелектричного керамічного трансформатора відрізняються. Основними матеріалами, що використовуються в електромагнітних трансформаторах, є магнітні матеріали та провідні матеріали, які використовуються як серцевина та обмотка конструкції відповідно, а форма перетворення енергії — електричний магніт-електричний. Основними матеріалами, що використовуються в п’єзоелектричних керамічних трансформаторах, є бінарні п’єзоелектричні керамічні матеріали (PZT), такі як цирконат титанат свинцю, потрійні п’єзоелектричні керамічні матеріали. П'єзокерамічне кільце Pzt (PCM, PSM) - тобто додавання інших п'єзоелементів і чотирьох на основі п'єзоелектричних керамічних матеріалів PZT (PMMN) тощо. Продукт виготовляється шляхом високотемпературного спікання та поляризації високого тиску, а його режим перетворення енергії є електромеханічно-електричним. Можна побачити, що перетворення енергії електромагнітного трансформатора має бути завершено в ортогональному тривимірному просторі відповідно до його структурної форми, а п’єзоелектричний керамічний трансформатор може виконувати перетворення енергії в площині. Таким чином, п'єзоелектричний керамічний трансформатор легко проектується в структуру типу мікросхеми.

Структура п’єзоелектричного керамічного трансформатора
П’єзоелектричний керамічний трансформатор використовує п’єзоелектричні матеріали, які використовують характеристики електромеханічного перетворення, і співпрацюють з вібраційною частиною компонента та двигуном частини генерації електроенергії для виконання поляризаційного дизайну. Вхідна напруга перетворює п'єзоелектричну кераміку в стан резонансу, а потім позитивний п'єзоелектричний ефект змінить високу деформацію, перетворену на вихідну напругу, щоб досягти ефекту трансформації напруги. Спеціальні п’єзоелектричні керамічні матеріали (такі як модифікований титанат цирконат свинцю або титанат цирконат свинцю, ніобію, магнію) виготовляються за допомогою серії процесів, таких як формування під високим тиском, високотемпературне спікання та поляризація електричного поля високої напруги.

П'єзоелектричні керамічні трансформатори засновані на позитивному і зворотному п'єзоефектах. Під час вторинного перетворення електромеханічної енергії вони підсилюються шляхом перетворення імпедансу в організмі. Коли змінна напруга певної частоти додається до вхідного кінця (привідної частини) п’єзоелектричного трансформатора, п’єзоелектричний трансформатор генерує вібрацію розтягування вздовж напрямку довжини через зворотний п’єзоелектричний ефект, і електрична енергія на вхідному кінці перетворюється на механічну енергію. У секції генерації електроенергії завдяки наявності поздовжньої вібрації механічна енергія перетворюється в електричну через позитивний п’єзоелектричний ефект, так що вихідна клема має високу вихідну напругу.

Оскільки відбитий опір п'єзоелектричного керамічного трансформатора збільшується зі зменшенням опору навантаження, ця характеристика надзвичайно важлива у застосуваннях високої напруги. У разі короткого замикання навантаження або розряду високої напруги вхідний опір п’єзокерамічного трансформатора швидко зростає, щоб гарантувати, що трансформатор і периферійні схеми не згорять. Тому використання п'єзоелектричних керамічних трансформаторів не потребує схеми захисту від короткого замикання.

Застосування п’єзоелектричних керамічних трансформаторів.
Це невеликі, тонкі та легкі вироби. Оскільки п’єзоелектричні керамічні трансформатори мають деякі з описаних характеристик, вони підходять для споживчої електроніки з живленням від батареї, наприклад стільникових телефонів, ноутбуків, складних комп’ютерів, інтегрованих відеомагнітофонів і систем запису відеомагнітофонів, PAD та інших систем живлення продуктів. Спеціальне обладнання, таке як радар, електростатичний копіювальний апарат, електростатичний фільтр та інші системи живлення, які потребують живлення надзвичайно високою напругою та малими струмами.
Рідкокристалічний дисплей (РК) (включаючи РК-підсвічування) П'єзоінвертор для підсвічування. Оскільки РК-екран потребує високої вихідної потужності та ефективності передачі, а також потребує невеликої висоти та легкої конструкції. У той же час через характеристики люмінесцентної лампи з холодним катодом із заднім підсвічуванням: опір перед освітленням великий, і потрібно подати високу напругу. Після освітлення імпеданс стає меншим і напруга падає. Характеристики інвертора п’єзоелектричного керамічного трансформатора можна порівняти з цим.

Використовується в системах з автономним живленням, де продуктивність, розмір і вага батареї суворо обмежені, наприклад п’єзоелектричні гальмівні системи, що використовуються в автомобілях, гелікоптерах, аерокосмічних апаратах, супутниках, сонарах, медичному обладнанні тощо. Для живлення цих пристроїв зазвичай потрібно 100 В ~ 1000 В, що дуже відрізняється від джерела живлення 9 В ~ 24 В звичайних батарей і п’єзоелектричних батарей. керамічний трансформатор може досягти цього показника.

Одним словом, області застосування п'єзоелектричних керамічних трансформаторів дуже широкі.

Принцип п’єзоелектричного керамічного трансформатора
П’єзоелектричний керамічний трансформатор — це новий тип чіп-пристрою, який реалізує низьку вхідну напругу та високу напругу на виході за допомогою вторинного перетворення енергії електричної енергії --- механічної енергії --- електричної енергії. Його базова структура має багато форм відповідно до форми, електрода та напрямку поляризації, серед яких найчастіше використовується п’єзоелектричний трансформатор з довгою листовою структурою. Його проста структура, проста у виготовленні та має високий коефіцієнт підвищення.

У порівнянні з традиційним електромагнітним трансформатором матеріали, структура продукту, технологія процесу та принцип роботи п’єзоелектричного керамічного трансформатора відрізняються. Основними матеріалами, що використовуються в електромагнітних трансформаторах, є магнітні матеріали та провідні матеріали, які використовуються як серцевина та обмотка конструкції відповідно, а форма перетворення енергії — електричний магніт-електричний. Основними матеріалами, що використовуються в п’єзоелектричних керамічних трансформаторах, є бінарні п’єзоелектричні керамічні матеріали (PZT), такі як цирконат титанат свинцю, потрійні п’єзоелектричні керамічні матеріали (PCM, PSM), тобто додавання інших елементів і чотири на основі п’єзоелектричних керамічних матеріалів на основі елементів PZT (PMMN) тощо. Продукт виготовляється шляхом високотемпературного спікання та високого тиску. поляризації, а його режим перетворення енергії електромеханічно-електричний. Можна побачити, що перетворення енергії електромагнітного трансформатора має бути завершено в ортогональному тривимірному просторі відповідно до його структурної форми, а п’єзоелектричний керамічний трансформатор може виконувати перетворення енергії в площині. Таким чином, п'єзоелектричний керамічний трансформатор легко проектується в структуру типу мікросхеми.

Принцип роботи п'єзоелектричного керамічного трансформатора полягає у використанні характеристик п'єзоелектричного керамічного матеріалу - позитивного п'єзоелектричного ефекту та зворотного п'єзоелектричного ефекту. Так званий позитивний п’єзоелектричний ефект полягає в тому, що цей матеріал генерує заряд або напругу під дією (або деформацією) сили, а зворотний п’єзоелектричний ефект полягає в тому, що матеріал деформується або вібрує під час застосування напруги. Принцип роботи п’єзоелектричного керамічного трансформатора полягає у використанні характеристик позитивного та зворотного п’єзоелектричного ефекту п’єзоелектричного керамічного матеріалу шляхом розробки характеристик орієнтації електрода та напрямку поляризації п’єзоелектричного керамічного корпусу та використання зворотного п’єзоелектричного ефекту для створення фази з вхідним терміналом. Підключене п’єзоелектричне керамічне тіло генерує механічну вібрацію під дією напруги, а потім п’єзоелектричне керамічне тіло, під’єднане до вихідної клеми, генерує напругу через позитивний п’єзоелектричний ефект. Коли імпеданс вхідної клеми та вихідної клеми нерівний, напруга та струм на обох кінцях також не рівні, таким чином реалізуючи функцію перетворення напруги та струму між вхідною клемою та вихідною клемою.

Структура п'єзоелектричного керамічного трансформатора
П'єзоелектричний керамічний трансформатор використовує п'єзоелектричні матеріали кільце п’єзокерамічних елементів , яке використовує характеристики електромеханічного перетворення та співпрацює з вібраційною частиною компонента та двигуном частини генерації електроенергії для виконання поляризаційного дизайну. Вхідна напруга перетворює п'єзоелектричну кераміку в стан резонансу, а потім позитивний п'єзоелектричний ефект змінить високу деформацію, перетворену на вихідну напругу, щоб досягти ефекту трансформації напруги. Інтегрована структурна схема з використанням спеціальних п’єзоелектричних керамічних матеріалів (таких як модифікований титанат цирконат свинцю або титанат цирконат свинцю, ніобію, магнію), виготовлена ​​за допомогою ряду процесів, таких як формування під високим тиском, високотемпературне спікання та поляризація електричного поля високої напруги. П'єзоелектричні керамічні трансформатори засновані на позитивному і зворотному п'єзоефектах. Під час вторинного перетворення електромеханічної енергії вони підсилюються шляхом перетворення імпедансу в організмі. Коли змінна напруга певної частоти додається до вхідного кінця (привідної частини) п’єзоелектричного трансформатора, п’єзоелектричний трансформатор генерує вібрацію розтягування вздовж напрямку довжини через зворотний п’єзоелектричний ефект, і електрична енергія на вхідному кінці перетворюється на механічну енергію. У секції генерації електроенергії завдяки наявності поздовжньої вібрації механічна енергія перетворюється в електричну через позитивний п’єзоелектричний ефект, так що вихідна клема має високу вихідну напругу. Оскільки відбитий опір п'єзоелектричного керамічного трансформатора збільшується зі зменшенням опору навантаження, ця характеристика надзвичайно важлива у застосуваннях високої напруги. При короткому замиканні навантаження або розрядженні високої напруги вхідний опір керамічного трансформатора швидко зростає, щоб гарантувати, що трансформатор і периферійні схеми не згорять. Тому використання п'єзоелектричних керамічних трансформаторів не потребує схеми захисту від короткого замикання.

Застосування п’єзоелектричного керамічного трансформатора
Невеликі, тонкі та легкі вироби: оскільки п’єзоелектричні керамічні трансформатори мають деякі характеристики п’єзокерамічний кільцевий датчик , вони підходять для споживчої електроніки з живленням від батареї, такої як стільникові телефони, ноутбуки, складні комп’ютери, інтегровані відеомагнітофони та системи запису відеомагнітофонів, PAD та інших систем живлення продуктів.
Спеціальне енергетичне обладнання, яке потребує живлення надзвичайно високою напругою та малим струмом, таке як радар, електростатичний копіювальний апарат, електростатичний фільтр та інші системи живлення.
Рідкокристалічний дисплей (РК) (включаючи РК-підсвічування) П'єзоінвертор для підсвічування. Оскільки РК-екран потребує високої вихідної потужності та ефективності передачі, а також потребує невеликої висоти та легкої конструкції. У той же час, через характеристики люмінесцентної лампи з холодним катодом із заднім підсвічуванням, опір перед освітленням великий, і потрібно подавати високу напругу. Після освітлення імпеданс стає меншим і напруга падає. Характеристики інвертора п’єзоелектричного керамічного трансформатора можна порівняти з цим.

Використовується в системах з автономним живленням, де продуктивність, розмір і вага батареї суворо обмежені, наприклад п’єзоелектричні гальмівні системи, що використовуються в автомобілях, гелікоптерах, аерокосмічних апаратах, супутниках, сонарах, медичному обладнанні тощо. Для живлення цих пристроїв зазвичай потрібно 100 В ~ 1000 В, що дуже відрізняється від джерела живлення 9 В ~ 24 В звичайних батарей і п’єзоелектричних батарей. керамічний трансформатор може досягти цього показника.
Одним словом, області застосування п'єзоелектричних керамічних трансформаторів дуже широкі.