压电陶瓷应用之—压电变压器
日期:2013-01-17 09:33:02来源:点击: 次
压电陶瓷应用之——压电变压器
从五十年代就开始研制压电变压器。当时以钛酸钡为主要材料。升压比较低(只有50—60倍)。输出电压3000伏左右。随着锆钛酸铅压电陶瓷材料的出现,升压比提高到300——500倍,逐步推广应用于电视机 、静电复印机、负离子发生器中做为高压电源。
(1)基本原理
输入压电陶瓷片的电振动能量通过逆压电效应转换成机械振动能,再通过正压电效应又换成电能。在这两次能量转换中实现阻抗变换(由低阻抗变成高阻抗),从而在陶瓷片的谐振
频率上获得高的电压输出。现以伸缩振动的横纵向型变压器为例说明变压原理。
整个陶瓷片分成两部分,左部为输入端(又称驱动部分),上、下面都有烧渗的银电极,沿厚度方向极化,右部为输出端(又称发电部分),其右端面有烧渗的银电极。沿长度方向极化。当输入端加上交变电压时,由于逆压电效应,瓷片产生沿长度方向的伸缩振动,将输入电能转变为机械能;而发电部分则通过正压电效应,将机械能转变为电能,从输出端输出电压。无负载时,开路升压比为:
式中 —材料的机械品质因数;、—材料的纵、横向机电耦合系数;L—发电部分的长度;T—变压器厚度。
(2) 压电变压器的应用
压电变压器主要用于高压、低功率和正弦波变换的情况,具有输出电压高,重量轻,体积小,无泄漏磁场、不燃烧等独特优点。为了获得多个电压输出,根据横—纵变压器的输出电压与长度成正比,越靠近发电部分端头,电压越高,我们可在发电部分的不同位置制作电极作为抽头,从而获得不同的电压输出。 |
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