压电变压器的原理及其应用中的关键问题.pdf

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1、文章编号：!"""#$%$"（&""$）"!#""’(#"$压电变压器的原理及其应用中的关键问题黄以华，周康源，陈昕，胡耀辉（中国科学技术大学电子工程与信息科学系，合肥&$""&)）摘要：文章简要介绍了压电变压器的工作原理，着重对压电变压器在应用过程中的关键技术问题做了研究与探讨，并根据压电变压器的特性设计制作出两种实用的电子线路。关键词：压电变压器；冷阴极管驱动器；直流变换器中图分类号：*+’%’文献标识码：,!"#$%#&’()*&#(+)(’(%,"#%,"-$.*)"/-$01(2#..3(.#$-&&’#%-,#)$.

2、-.,/012#345，6-7.859:#;459，<-=/>29，-.15?#342（@AB5CDEA9D?F=GAHDC?92H=9:29AAC29:59IJ9F?CE5D2?9KH2A9HA，.92LACM2D;?FKH2A9HA59I*AH39?G?:;?F<3295，-AFA2&$""&)，<3295）45.,"-%,：*3ABC29H2BGA?FB2AN?AGAHDC2HDC59MF?CE2MOC2AFG;29DC?I4HAIP*3AQA;DAH392R4AM29L?GLAI29D3A5BBG2H5D2?9M?FB2

3、AN?AGAHDC2HDC59MF?CEM5CAMD4I2AIP@AM2:959IH?9MDC4HD2?9?FDS?BC5HD2H5GH2CH42DMO5MAI4B?9B2AN?AGAHDC2HDC59MF?CEM5CAIAMHC2OAIP6(27)"0.：B2AN?AGAHDC2HDC59MF?CEAC；<

4、超音频范围内司（*J）均对压电变压器的材料制备、新型结构设计的声学电子器件，在结构、原理和所用的材料上与传及器件性能进行深入研究。统的电磁式变压器完全不同。压电变压器最早由［!］&基本原理及特性

5、分：左半部为输入端，其上下表是W"年代以前，由于压电陶瓷材料在功率和可靠性面有烧渗的银极，沿厚度方向极化；右半部为输出等方面的原因，压电变压器的发展曾一度停滞不前。端，沿长度方向极化，右端面有烧渗的银极。当输入近年来，信息处理设备和通讯设备日益小型化的发端施加交变的电压时，通过横向逆压电效应，使压电展，对微型化开关电源的需求越来越高，而微型化的变压器产生纵向伸缩振动，如果输入的交变电压的频率同压电变压器的谐振频率相同，则压电变压器主要方法就是提高电源的开关频率，这样一方面可内部形成驻波，产生较大幅度的应力和应变，二者的有效减小变

6、压器的重量和体积，另一方面也可有效分布如图&。在压电变压器的右端（即输出部分），减小整流电路元件的尺寸。但是电磁变压器在高频出现最大的应变，此应变经由正压电效应转换为电下应用有很多缺点，如高频下磁性材料的磁滞损耗、压输出。由于压电变压器的长度大于厚度，故输入涡流损耗和导体趋肤效应产生的损耗急剧增加，所端为低阻抗，输出端为高阻抗，以此达到升压的目以电磁变压器很难微型化。但是压电变压器在高频的。目前的X?MA9型变压器输入几伏到几十伏的交范围仍具有高能量密度、无铜损、无电磁干扰等优变电压就可得到几千伏以上的高压。空载情况下，点，加之

7、功能陶瓷材料的迅猛发展，压电变压器重新压电变压器在谐振频率上的升压比为：得以重视，国际上的许多大公司和研究机构如Y?#!"V(收稿日期：&""!#"&#&&；修回日期：&""!#"V#!%!$&%&’$!’$$（!）#")基金项目：国家自然科学基金资助项目（’W())"&$）作者简介：黄以华（!W)$#），男，福建省福清市人，博士研究生，主要从式中!"为空载时的升压比，%为材料的机械品质&事超声固态电子器件的研究。!#—’(万方数据—&&卷!期（&""$）因数，!、!为材料的机电耦合系数，"为压电变!"!!压器的全长，#为压电变

8、压器的厚度。由（"）式可知，适当改变压电变压器的长厚比及选择高!、!!"!!和$的材料可提高压电变压器的升压比。%图"#$%&’型压电变压器（(）负载特性（(）半波模式（)）全波模式图*振动模式为了能够正确合理地使用压电变压器，必须了解其主要特性，其中负载特性及