压电变压器

一种仪器

压电变压器是基于压电效应和逆压电效应的第三代电子变压器，相比传统的电磁变压器，具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、转换效率高等优点。已被应用到笔记本和手机等手持设备的背光电源、ac-dc转换器、dc-dc转换器等领域。

分类

根据升压比的不同可以分为：　升压变压器和降压变压器　根据机械振动方式的不同可以分为：　沿长度振动型、沿厚度振动型、轮廓扩张振动型和弯曲振动　根据结构不同压电变压器又可以分为：　纵纵式、横纵式、横横式和环状式

结构

现有的压电变压器根据输入和输出部分压电陶瓷的工作方式大致可以分成三种类型：长条形结构的rosen型、厚度振动模式型、辐射振动模式型。

工作原理

压电变压器正是利用极化后的压电体的压电效应来实现电压输出的。在压电变压器的输入部分用一个正弦波电压信号驱动，通过逆压电效应使输入部分产生振动，振动波通过输入和输出部分的机械结构耦合到输出部分，输出部分再通过正压电效应产生电荷，实现压电体的电能一机械能一电能的机电能量的二次变换，在压电变压器的谐振频率下获得最高输出电压。

优点

（1）压电变压器有很高的转换效率。空载变压器效率可达90%以上，即使在应用中，平均转换效率也比电磁变压器高出十个百分点以上。这一优势使压电变压器在产品开发设计中有着相当大的吸引力。　（2）工艺性好，结构简单，制作简便，易批量生产，能节约有色金属，不用磁芯。　（3）升压比高。空载升压比可以高达800以上。调整升压比对变压器外形影响不大。　（4）耐高压，不怕潮湿，不怕燃烧，抗电磁干扰，因而稳定性，可靠性较好。　（5）不怕短路，使用时不会击穿。　（6）输出波形好。非常有利于延长负载的寿命和工作稳定性，而且有利于提高负载的能量转换效率。　（7）体积小，重量轻，符合电子产品小型化、轻薄化的发展趋势。　（8）适用于电子集成领域。在与集成电路工艺兼容方面有着相当好的发展前景。

发展趋势

1956年，rosen利用压电陶瓷材料首次研制出压电变压器。从20世纪70年代起，压电变压器开始发展，但受到压电材料缺少的限制，研究进展比较缓慢。随着工业自动化的发展，压电材料的发展和应用要求的提高，压电变压器的研究越来越受关注。 rosen型压电变压器已经市场化，应用在静电复印机高压电源、负离子发生器、小功率激光管电源、警用电击器高压电源、液晶显示背景光源等场合。随着电子工业的不断发展，电子器件越来越小型化，国内外研究人员开始研究多层变压器、薄膜型变压器以及压电变压器与半导体芯片的集成技术。压电变压器将是未来的电路系统中一个很重要的应用部件。

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