Типи п'єзоелектричних керамічних трансформаторів (1)

Теоретичні дослідження та прикладний стан П'єзокерамічний дисковий перетворювач всебічно обговорено та прокоментовано, а також проаналізовано існуючі проблеми. П'єзоелектричний керамічний трансформатор - це новий тип твердотільного електронного пристрою. Він має такі переваги, як проста конструкція та процес, невеликий розмір, легка вага, відсутність електромагнітного шуму, відсутність електромагнітної обмотки, негорючість, хороша цілісність і вартість великомасштабного виробництва може бути значно знижена. Він широко використовується в трубці з холодним катодом, трубці неонової лампи, лазерній трубці та рентгенівській трубці, високовольтному електростатичному розпиленні, високовольтному електростатичному флокуванні та радіолокаційній трубці в рідкокристалічному вигляді. В даний час традиційним способом збільшення або зниження змінної напруги є використання електромагнітного трансформатора. В основному він складається із залізного сердечника та котушок навколо залізного сердечника. Вторинні котушки досягають електромагнітного зв’язку через магнітні сердечники. У деяких енергетичних і високопотужних електронних додатках великі електромагнітні трансформатори є дуже ефективними. Однак із розвитком науки і техніки та мініатюризацією електронних пристроїв багато застосувань в електронній промисловості потребують високоефективних компонентів невеликого розміру, наприклад, для малих і високоефективних трансформаторів. Однак через властиві йому причини (такі як втрата провідників через скін-ефект, втрата провідності тонких дротів і втрата релаксації магнітних матеріалів швидко зростають із зменшенням розміру трансформатора), існуючим електромагнітним трансформаторам важко досягти високої ефективності та мініатюрності. В даний час електромагнітні трансформатори стали схемами. Найбільший електронний пристрій на борту є однією з найбільших перешкод для мініатюризації електронних пристроїв. Крім того, внутрішній магнітний витік і електромагнітне випромінювання електромагнітного трансформатора забруднюють навколишнє середовище, що не сприяє промисловому застосуванню. Щоб подолати цю проблему та реалізувати мініатюризацію електронних пристроїв, пропонується п’єзоелектричний керамічний трансформатор. П'єзоелектричний керамічний трансформатор в основному складається з двох п'єзоелектричних керамічних резонаторів (або п'єзоелектричних керамічних перетворювачів і п'єзоелектричних керамічних приводів), механічні частини яких з'єднані, а частини схеми ізольовані одна від одної. Це новий тип перетворювача напруги або струму. Його принцип роботи відрізняється від принципу роботи традиційних електромагнітних трансформаторів. У керамічному трансформаторі зв’язок між первинною та вторинною обмотками здійснюється не традиційним електромагнітним ефектом, а механічним зв’язком і п’єзоелектричним ефектом п’єзоелектричного матеріалу.

Розробка п'єзоелектричного керамічного трансформатора тісно пов'язана з розвитком
п'єзокерамічні кристалічні матеріали. На ранній стадії розробки п’єзоелектричного керамічного трансформатора, оскільки технології дослідження та виробництва п’єзоелектричних керамічних матеріалів недостатньо просунуті, його продуктивність також сильно постраждала. Технологія виробництва п'єзоелектричної кераміки знаходиться на початковій стадії, і продуктивність матеріалу є поганою. По-друге, принцип роботи п'єзоелектричного керамічного трансформатора заснований на п'єзоелектричному ефекті та механічному вібраційному зв'язку п'єзоелектричних керамічних пристроїв. Щоб досягти більшої напруги та посилення струму п’єзоелектричного керамічного трансформатора, п’єзоелектричний керамічний трансформатор повинен перебувати в стані механічного резонансу, але в цей час він знаходиться в стані механічного резонансу. Теорія дослідження режиму коливань п'єзоелектричного керамічного резонатора ще не зріла. По-третє, дослідження схеми керування п’єзоелектричним керамічним трансформатором все ще знаходяться на початковій стадії. Багато проблем (наприклад, відстеження частоти та стабільність вихідної напруги п’єзоелектричного керамічного трансформатора) не були вирішені ідеально в той час, що призвело до появи п’єзоелектричного керамічного трансформатора. Нестабільність енергії та її застосування обмежені. Класифікація п'єзоелектричних керамічних трансформаторів в основному базується на режимі роботи п'єзоелектричних керамічних трансформаторів. В даний час існує три основних типи п'єзоелектричних керамічних трансформаторів, а саме: п'єзоелектричні керамічні трансформатори з довжиною телескопічного режиму вібрації (також відомі як п'єзоелектричні керамічні трансформатори типу Розена), п'єзоелектричні керамічні трансформатори з товщиною телескопічного режиму вібрації та радіального напрямку. П'єзоелектричний керамічний трансформатор вібраційного режиму.

П'єзоелектричний керамічний трансформатор типу Розена

 П'єзоелектричний керамічний трансформатор типу Розена, довжина телескопічного режиму вібрації. П'єзоелектричний керамічний трансформатор складається з п'єзоелектричної керамічної тонкої смужки, яка генерує поперечний режим вібрації, і п'єзоелектричної керамічної тонкої смужки, яка генерує поздовжній режим вібрації. Коли змінна напруга частоти та певного діапазону додається до первинного кінця п’єзоелектричного керамічного трансформатора, завдяки зворотному п’єзоелектричному ефекту п’єзоелектричного керамічного матеріалу, вібрація розтягування довжини виникне на вхідному кінці п’єзоелектричного керамічного матеріалу, тобто тонкої смужки п’єзоелектричної кераміки з поляризацією товщини. Напрямок вібрації перпендикулярний напрямку поляризації і відноситься до вібрації з поперечним ефектом. Коли частота наближається до резонансної частоти осцилятора, амплітуда зміщення найбільша. Первинна вібрація трансформатора буде передаватись на вторинну обмотку трансформатора. За допомогою позитивного п’єзоелектричного ефекту п’єзоелектричного керамічного матеріалу на обох кінцях трансформатора буде генеруватися змінна напруга. Величина змінної напруги залежить від геометричних розмірів і режиму коливань кожної частини п'єзоелектричного трансформатора. Крім того, можна побачити, що у вторинній вихідній частині п’єзоелектричного керамічного трансформатора Розена напрямок поляризації п’єзоелектричного осцилятора узгоджується з напрямком його вібрації, тому це повздовжній режим вібрації, тобто режим вібрації жорсткості. Як правило, поздовжня довжина п'єзоелектричного керамічного трансформатора типу Розена набагато довша, ніж у п'єзоелектричного керамічного трансформатора типу Розена. Вихідна напруга п'єзоелектричного трансформатора типу Розена набагато більша, ніж вхідна напруга через властиве йому високе посилення напруги. П'єзоелектричний трансформатор типу Розена часто називають п'єзоелектричним трансформатором високої напруги. Крім того, п'єзоелектричний керамічний трансформатор типу Розена належить до трансформатора типу високого опору. Одним із застосувань п’єзоелектричного керамічного трансформатора типу Розена є керування високовольтними лампами, такими як люмінесцентні лампи з холодним катодом для РК-дисплеїв, п’єзоелектричні керамічні трансформатори в режимі вібрації.