压电变压器与传统变压器之比较.

压电陶瓷变压器基本工作原理及特点.

独石（多层）压电陶瓷变压器基本工作原理及特点 在现代，压电陶瓷 制品对我们并不陌 生。 正压电效应的应用主要用于燃气点火器，如燃气灶．燃气打火机等的点火系统。基本工作原理为：由外力压缩一个弹簧，压到顶点后释放，弹簧力推动一个重锤打击压电陶瓷柱产生一数千伏的高压火花，点燃可燃气体。 逆压电效应的应用主要用于压电蜂鸣器，例如音乐贺卡、门铃．寻呼机．移动电话机振铃等。基本工作原理为：当在压电陶瓷片上施加一交变电场时，压电陶瓷片产生一相对应的形变即振动，当振动频率在音频波段内时就会发出对应的音响。 应用此特性配合机械谐振原理还大量用于制造谐振器、选频器、延迟线、滤波器等电子组件。 压电陶瓷变压器的基本构成则是将一压电蜂鸣器的应用与一压电点火器的应用组合起来，组成压电谐振子。在蜂鸣器的一端（称为驱动端）输入一个与压电变压器谐振频率一致的正弦交变电压，压电谐

振子产生振动，传导至点火器的一端（称为发电端），产生连续的正弦波电压，视乎于压电变压器的结构特征，可以是输入低电压、输出高电压（升压型），也可以是输入高电压、输出低电压（降压型）。若在高频驱动电压上通过调制解调器加入低频调制，则可实现信号传输。 压电陶瓷变压器的基本结构形式如图（一）所示 压电陶瓷是一种脆性材料，为保障其机械强度，压电变压器必须有一定的厚度，上述变压器的驱动电压就受到了相当的限制。为此独石（多层）压电陶瓷变压器项目应运而生。独石（多层）压电陶瓷变压器的基本结构形式如图（二）所示。

采用了独石（多层）结构后每一单层厚度和层数均可调，驱动电压不再受到限制，因而可以使压电变压器无论处在何种驱动电压下都能工作在最佳状态。 此项目的核心技术为亚微米低温烧结压电陶瓷材料、内电极共烧技术，极化处理技术及结构设计。 独石（多层）压电陶瓷变压器制备的工艺流程为

国内外变压器的现状及发展

国内外变压器的现状及发展 沈阳变压器研究所贺以燕 从1885年匈牙利三位工程师发明了变压器以来，一个多世纪里，变压器有了长足的发展，电压已达到百万伏级，使输电距离超过1000km。 变压器的发展现状 1. 电力变压器一个世纪以来，电力变压器原理未曾改变，随着年代的推进，先进生产设备日臻完善，因而各项技术参数愈来愈先进。 （1）国外在世界范围内形成了几大集团：乌克兰扎布洛斯变压器厂，年生产能力100GV A；俄罗斯陶里亚第变压器厂，年生产能力40GV A，ABB公司29个电力变压器厂年生产能力80～100GV A，英法GEC-Alshtom年生产能力40GV A，日本各厂总和（三菱、东芝、日立、富士）年生产能力65GV A，德国TU集团年生产能力40GV A。全世界1986年共生产522GV A（缺南美与非洲）。 这些公司生产的已在系统运行的代表性产品：1150kV、1200MV A，735～765kV、800MV A，400～500kV、3φ750MV A或1φ550MV A，220kV、3φ1300MV A电力变压器；直流输电±500kV、400MV A换流变压器。 电力变压器主要为油浸式，产品结构有两类：心式和壳式。心式生产量占95%，壳式只占5%。 心式与壳式互无压倒性的优点，只是心式工艺简单一些，因而为大多数厂家采用，而壳式结构与工艺都要复杂一些，只有传统性工厂采用，而壳式结构与工艺都要复杂一些，只有传统性工厂采用。壳式特别适用于高电压、大容量，其绝缘、机械及散热都有优点且适宜于山区水电站的运输，因而仍有其生命力。 （2）国内解放前我国只能生产配电变压器，最高电压、最大容量为33kV、2000kV A。随着国家几个五年计划，建设了沈阳变压器厂为主的专业生产厂，到“八五”末，建立了一批大中小型骨干工厂，形成了我国自己的变压器行业。我国沈阳变压器厂、西安变压器厂、保定变压器厂均已成批生产500kV级电力变压器，在500kV系统内运行，最长的已超过17年，经过十几年的不断改进，其运行指标与进口变压器完全相当，总产量达150GVA。 （3）组件 ①套管。国外原全苏电瓷厂（现在乌克兰境内）已生产供应1150kV电容式套管，日本NGK已生产供应1100kV电容式套管。 我国南京电瓷厂、西安电瓷厂可成批量供应500kV电容式套管，南京电瓷厂20世纪70年代（以下年代均指20世纪）末已试制成功750kV套管。

压电陶瓷变压器及其应用

压电陶瓷变压器及其应用 压电陶瓷变压器是用铁电陶瓷材料经烧结和高压极化等工艺制成的一种新型电子变压器，其结构和工作原理与电磁绕线式等传统变压器是截然不同的。 人们对压电陶瓷变压器的研究始于20世纪50年代中后期。美国的Rosen于1956年阐述了压电陶瓷变压器的基本原理，并制备出长条形单片压电陶瓷变压器。由于当时的这种变压器采用的是压电性能差和居里温度低的钛酸钡（BaTiO3）材料，功率太小，成本也太高，并且工艺不成熟，因而未能引起人们的重视。在20世纪60年代到70年代初，关于压电陶瓷材料的研究取得了一些进展，在70年代压电陶瓷变压器发展成为一种新型的电子陶瓷变压器，并在80年代被推广应用到电视机、雷达终端显示器等的高压电源领域。这一时期，人们对与压电陶瓷变压器相关的最熟悉的产品就是压电陶瓷蜂鸣器和点火棒。进入90年代中期后，随着信息产业的迅猛发展及电子产品朝轻、薄、短、小方向发展的趋势，使得压电陶瓷变压器技术与产业得到长足进步和发展。 1、压电陶瓷变压器的结构与工作原理 压电变压器的工作原理基于压电材料的压电效应。压电效应是法国的P?Curie和J?Curie兄弟在1880年研究铁电性和晶体对称性的关系时发现的一种物理现象。除了单晶体外，压电陶瓷多晶体和某些非晶固体等也具有压电效应。 压电效应分正和逆两种类型。 正压电效应是指在压电体上加一个机械应力时，会使压电体极化并在一定的表面形成电荷的效应。压电陶瓷棒就是利用正压电效应工作的，给压电棒加上机械压力，在点火棒两端即有高压产生。 逆压电效应是指在压电体上有一个外加电场时，晶体会发生形变和振动，这一现象就是逆压电效应。压电陶瓷蜂鸣器就是利用逆压电效应工作的，给压电陶瓷片加上电压信号，将会使陶瓷片振动并发出声音。 压电陶瓷变压器是利用同一压电陶瓷并同时利用正压电效应和逆压电效应来工作的，即完成电能——机械能和机械能——电能的两次能量转换。 压电陶瓷变压器所使用的压电陶瓷材料除了BaTiO3外，还有PZT系压电陶瓷、三元系压电陶瓷（如铌镁钴钛酸铅系、铌锌锆钛酸铅系、碲锰锆钛酸铅系、锑锰锆钛铅酸系等）及四元系压电陶瓷[如Pb(Sn1/3 Nb2/3)A (Zn1/3 Nb2/3)B TiCZrdO3）等]。 最简单同时也是最为常用的压电陶瓷变压器是长条形单片压电陶瓷变压器（即Rosen型压电变压器），其结构如图1所示。

压电陶瓷综合实验

信息功能陶瓷材料综合实验 高春华黄新友 江苏大学材料科学与工程学院

序言 “信息功能陶瓷材料综合实验”是为大学生“陶瓷工艺学”、“无机材料物理性能”、“电子元器件概论”和“无机材料研究方法”等课程及实验编写的。 本实验是由十个综合实验所组成的系列实验，包括材料工艺实验：配料与混合、可塑法成型工艺、主晶相的固相法合成、硅碳棒电炉的使用、陶瓷的金属化与封接、压电陶瓷的极化等；材料性能评价实验：差热分析、陶瓷介电性能的测定、陶瓷压电性能的测定、PTC热敏陶瓷阻温特性测定等，以及进行信息功能陶瓷材料研究所需的基本技术实验。通过此系列实验，能使学生全面掌握信息功能陶瓷材料的研究和生产的整套生产工艺过程。 一实验目的 信息功能陶瓷材料综合实验，起着验证和巩固基本理论的作用，并可培养学生掌握有关材料的基本研究方法，是加强理论联系实际的重要环节之一。而且，也能够训练实验操作技能，培养分析、综合与处理实验数据的能力，能对提高学生的综合素质、动手能力、创新能力越到重要的促进作用。 二实验要求 实验前应该作好充分准备，弄清实验原理、实验目的、要求以及实验条件和可能产生偏差的因素等。 实验过程中应该操作准确、观察细心、正确地记录有关实验数据，并将实验过程中的异常现象及时记录下来。 实验数据的可靠性是分析与阐明实验结果，并作出必要结论的关键所在，所以在整个实验过程中，都应注意将实验误差限制在尽可能小的范围内，因此，对每一实验的操作、读数、记录都应认真对待，一丝不苟。 三注意事项 1．自觉遵守实验室规则。 2．实验前应根据实验讲义进得充分准备，实验前经老师提问合格后，方可开始实验。 3．实验过程中，严肃认真，保持实验室安静。严格按操作规程进行，注意安全，爱护仪器。 4．实验时，每个学生都应了解、掌握整个实验过程。 5．实验完毕，必须将实验记录交教师检查，合格者方可结束实验，不合格者重新进行实验。 6．每人必须认真填写一份实验报告，实验报告除包括必要的实验目的及原理以外，还应包括原始数据、计算方法、必要的数据表格与图形，主要的实验过程等。另外，还应对实验结果作必要的讨论，分析引起偏差的原因。书写应清楚整洁。7．实验时应保持实验台整洁，实验结束后应整理仪器，作好室内清洁卫生。

压电陶瓷变压器的工作模式和结构研究进展

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/eb14373465.html, 压电陶瓷变压器的工作模式和结构研究进展作者：吴静 来源：《教育教学论坛》2017年第48期 摘要：本文概述了压电陶瓷变压器的各种振动模式。着重介绍了每种振动模式压电变压器的基本结构和新结构的研究进展，并对压电陶瓷变压器未来的发展方向作了展望。 关键词：压电陶瓷变压器；振动模式；结构；研究进展 中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）48-0060-04 压电陶瓷变压器是利用压电陶瓷材料的压电效应来实现机电能量转换的第三代固体电子变压器。结构上基本是由相互耦合的两个机械部分以及相互绝缘的输入和输出电路部分的两个压电陶瓷换能器组成。传统的铁芯线绕式电磁变压器是通过电磁效应实现初级与次级之间的耦合，所以相比传统的电磁变压器，压电陶瓷变压器具有体积小、重量轻、使用时不怕击穿、变压器本身不怕燃烧、耐高温，转换效率高、抗电磁干扰等优点，而且结构简单，能批量生产，可以与其他器件集成实现设备的小型化。已被应用在警用电击器高压电源、液晶显示背景光源、静电复印机高压电源、负离子发生器、小功率激光管电源等场合以及AC-DC转换器、DC-DC转换器等领域。 按照不同的特征可以对压电陶瓷变压器进行分类，一般根据压电陶瓷变压器工作时的机械振动模式分为长度伸缩振动型压电陶瓷变压器、厚度伸缩振动型压电陶瓷变压器、径向振动型压电陶瓷变压器、剪切振动型压电陶瓷变压器、弯曲振动型压电陶瓷变压器以及上述几种振动模式组合而成的复合振动模式压电陶瓷变压器[1]。多年来，研究工作者基于这些工作模式设 计研发出多种结构。本文综述了这几种振动模式压电变压器的基本结构及其新结构的研究进展。 一、长度伸缩振动型压电陶瓷变压器 长度伸缩振动型压电陶瓷变压器（又称为Rosen型压电陶瓷变压器）的典型结构几何示意图如图1所示。整个陶瓷片分成输入和输出部分，输入部分上下面被覆金属电极，按照厚度方向极化；输出部分端面被覆金属电极，按照长度方向极化。 Rosen型压电陶瓷变压器的输入端是驱动部分，输出端是发电部分。当输入端加上交变电压时，驱动部分的压电陶瓷片由于逆压电效应而产生沿长度方向伸缩振动，将输入的电能转化成机械能；当激励电压的频率接近振子共振频率时，位移振幅最大，驱动部分的振动将传输到发电部分，在发电部分由于正压电效应把机械能转化成电能而输出电压。因为发电部分陶瓷片长度远远大于驱动部分陶瓷片的厚度，根据阻抗和尺寸的关系可以得到输出阻抗远远大于输入阻抗，所以输出电压远远大于输入电压。输出交变电压的大小取决于压电变压器各部分的几何

电子工程师必备知识

电子工程师的设计经验笔记(经典) 关键字：电子工程师设计经验 电子工程师必备基础知识(一) 运算放大器通过简单的外围元件，在模拟电路和数字电路中得到非常广泛的应用。运算放大器有好些个型号，在详细的性能参数上有几个差别，但原理和应用方法一样。 运算放大器通常有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，有且只有一个输出端。部分运算放大器除了两个输入和一个输出外，还有几个改善性能的补偿引脚。 光敏电阻的阻值随着光线强弱的变化而明显的变化。所以，能够用来制作智能窗帘、路灯自动开关、照相机快门时间自动调节器等。 干簧管是能够通过磁场来控制电路通断的电子元件。干簧管内部由软磁金属簧片组成，在有磁场的情况，金属簧片能够聚集磁力线并使受到力的作用，从而达到接通或断开的作用。 更多阅读：电容性负载的稳定性—具有双通道反馈的RISO(1) 电子工程师必备基础知识(二) 电容的作用用三个字来说：“充放电。”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断直流电;通高频交流电，阻碍低频交流电。 电容的作用如果用八个字来说那就：“隔直通交，通高阻低。”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关系，先死记硬背住。 能够根据直流电源输出电流的大小和后级(电路或产品)对电源的要求来先择滤波电容，通常情况下，每1安培电流对应1000UF-4700UF是比较合适的。 电子工程师必备基础知识(三) 电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能够隔断交流电，通过直流电;通低频交流电，阻碍高频交流电。电感的作用再用八个字来说那就：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。

基于压电变压器的高压发生器的研究

收稿日期：２０１１－０５－ ３０ 作者简介：龚旭（１９８６－），男，四川成都人，硕士生，主要从事电磁伺服驱动及控制技术的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌａｚｙｌｏｌｉｌｙ ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 文章编号：１００４－２４７４（２０１２）０３－０４１１－ ０３基于压电变压器的高压发生器的研究 龚　旭，王丛岭，常　波 （电子科技大学电力电子系，四川成都６１１１７３１ ） 摘　要： 该文提出了一种用于离子风枪的基于压电变压器实现高压发生器的设计方法，此法有利于高压发生器的小型化。描述了压电变压器相关特性，并给出了压电变压器外围电路（输入驱动电路、输出倍压电路、反馈电路）相关设计的理论基础和设计方法。利用软件仿真验证此法的可行性。 关键词：高压发生器；压电变压器；驱动电路；反馈控制电路；脉宽调制和锁相环控制联合控制中图分类号：ＴＭ５１ 文献标识码：Ａ Ｓｔｕｄｙ　 ｏｎ　ＨＶ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＧＯＮＧ　Ｘｕ，ＷＡＮＧ　Ｃｏｎｇｌｉｎｇ ，ＣＨＡＮＧ　Ｂｏ（Ｄｅｐｔ．ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　 ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｄｕ　６１１７３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ＨＶ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｉｏｎｉｚｅｒ　ｇｕｎ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓｗｏｒｋ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｆａｖｏｒａｂｌｅ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＨＶ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ，ｏｕｔｐｕｔ　ｄｏｕｂｌｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎｄ　ｆｅｅｄ－ｂａｃｋ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｂｙｕｓｉｎｇ　 ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＨＶ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｄｒｉｖｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ；ｆｅｅｄ－ｂａｃｋ　ｃｉｒｃｕｉｔ；ｃｏｍｂｉｎ　ＰＷＭ　ａｎｄ　ＰＬＬｃｏｎｔｒｏｌ　 ０　引言 一直以来，人们在各种高压发生器中大量采用传统的电磁变压器。随着电子系统的小型化和集成化发展，高压发生器也面临着小型化的要求，而传统变压器的体积大，笨重，易受干扰等缺点开始限制其在此领域的发展。压电变压器的出现为高压发生器的小型化提供了条件。 压电变压器是一种利用压电材料的正逆压电效应实现电能到机械能再到电能的转换的固体电子器件。现传统的铁芯线绕电磁变压器相比，压电变压器具有体积小，质量轻，使用时不击穿，变压器本身耐高温，不怕燃烧，无电磁干扰且结构简单，制作工 艺简便，易批量生产等优点［１－ ２］。目前，压电变压器 已在冷阴极萤光灯管（ＣＣＦＬ）、负离子发生器、小功率激光管电源等领域得到应用。本文将提供一种在离子风枪中利用压电变压器实现高压发生器的方法。 １　压电变压器特性［３ ］ 压电变压器与传统变压器不同，它一般工作频 率范围在１０４～１ ０７　 Ｈｚ。其等效电路图如图１（ａ）所示。图中，Ｃ０和Ｃｉｎ为等效输入输出电容，Ｌｒ和Ｃｒ为等效串联电感和电容，Ｒｍ为机械等效电阻，Ｒ０为负载电阻，ｎ为变比，Ｔ为等效输出变压器。若将二次侧电路等效转换到一次侧，如图１（ｂ）所示；进一步简化，如图１（ｃ ）所示 。图１　压电变压器等效电路图 第３４卷第３期压　电　与　声　光 Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．３２０１２年０ ６月ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣＳ　＆ＡＣＯＵＳＴＯＯＰＴＩＣＳ　 Ｊｕｎｅ　 ２０１２

压电陶瓷测量基本知识

压电陶瓷及其测量原理 近年来，压电陶瓷的研究发展迅速，取得一系列重大成果，应用范围不断扩大，已深入到国民经济和尖端技术的各个方面中，成为不可或缺的现代化工业材料之一。由于压电材料的各向异性，每一项性能参数在不同的方向所表现出的数值不同，这就使得压电陶瓷材料的性能参数比一般各向同性的介质材料多得多。同时，压电陶瓷的众多的性能参数也是它广泛应用的重要基础。 （一）压电陶瓷的主要性能及参数 （1）压电效应与压电陶瓷 在没有对称中心的晶体上施加压力、张力或切向力时，则发生与应力成比例的介质极化，同时在晶体两端将出现正负电荷，这一现象称为正压电效应；反之，在晶体上施加电场时，则将产生与电场强度成比例的变形或机械应力，这一现象称为逆压电效应。这两种正、逆压电效应统称为压电效应。晶体是否出现压电效应由构成晶体的原子和离子的排列方式，即晶体的对称性所决定。在声波测井仪器中，发射探头利用的是正压电效应，接收探头利用的是逆压电效应。 （2）压电陶瓷的主要参数 1 、介质损耗 介质损耗是包括压电陶瓷在内的任何电介质的重要品质指标之一。在交变电场下，电介质所积蓄的电荷有两种分量：一种是有功部分（同相），由电导过程所引起；另一种为无功部分（异相），由介质弛豫过程所引起。介质损耗是异相分量与同相分量的比值，如图 1 所示，I C为同相分量，I R为异相分量，I C与总电流I的夹角为，其正切值为

2、机械品质因数 机械品质因数是描述压电陶瓷在机械振动时， 材料内部能量消耗程度的一个参数， 它也是衡 量压电陶瓷材料性能的一个重要参数。 机械品质因数越大， 能量的损耗越小。产生能量损耗 的原因在于材料的内部摩擦。机械品质因数 Q m 的定义为: 谐振时振子储存的机械能 c Qm 谐振时振子每周所 损失的机械能 2 兀 机械品质因数可根据等效电路计算而得 式中 R 1为等效电阻 （Q ） , s 为串联谐振角频率（Hz ）, C 1为振子谐振时的等效电容 （F ），L 1为振子谐振时的等效电感。 Q m 与其它参数之间的关系将在后续详细推导。 不同的压电器件对压电陶瓷材料的 Q m 值的要求不同，在大多数的场合下（包括声波 测井的压电陶瓷探头），压电陶瓷器件要求压电陶瓷的 Q m 值要高。 3、压电常数 压电陶瓷具有压电性， 即在其外部施加应力时能产生额外的电荷。 其产生的电荷与施加 tan 1 CR 其中3为交变电场的角频率, R 为损耗电阻，C 为介质电容。 s R 1C 1 s L 1 图1交流电路中电压-电流矢量图（有损耗时）

压电陶瓷变压器

压电变压器直流高压电源设计 摘要 压电陶瓷变压器是一种新型的压电换能器件，具有尺寸小，结构简单，不可燃，耐辐射，高可靠等优点。压电变压器在电视显像管、雷达显示管、静电复印机、静电除尘、小功率激光管、离子发生器、高压极化等设备中得到广泛的应用。 本课题是研究压电变压器设计出10kV的直流高压电源。当在压电陶瓷变压器输入端（驱动部份）加入交变电压时，通过逆压电效应，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换为电能从而输出电压因瓷片的长度远大于厚度，故输出端阻抗远大于输入端阻抗，输出端电压远大于输入端电压．一般输入几伏到几十伏的交变电压，可以获得几千伏以上的高压输出． 关键词：压电陶瓷变压器直流高压阻抗

Design of Piezoelectric Transformer DC high voltage power supply ABSTRACT Piezoelectric ceramic transformer is a new type of piezoelectric transducer device, the size is small, simple structure, non-combustible, resistance to radiation, high reliability. Piezoelectric Transformers in a television picture tube, radar showed tube, electrostatic copier, electrostatic dust, small power laser diodes, ion generator, high voltage polarization, and other equipment was widely used. The topic is the study piezoelectric transformer design of the 10 kV DC high voltage power supply. When the piezoelectric ceramic transformer input (some drivers) by adding alternating voltage, reverse piezoelectric effect. have artifacts along the length direction of the stretching vibration, the input energy into mechanical energy; and some power is through piezoelectric effect of converting mechanical energy to electrical energy so the output voltage for artifacts than the length of thickness, Therefore, the output impedance than input impedance, the output voltage than input voltage. General Fu few to a few tens of volts of alternating voltage, available thousands of volts above the high pressure output. Keywords:Piezoelectric Ceramic Transformer DC high voltage Impedance

压电陶瓷的特性及应用举例

压电陶瓷的特性及应用举例 芯明天压电陶瓷以PZT锆钛酸铅材料为主，主要利用压电陶瓷的逆压电效应，即通过对压电陶瓷施加电场，压电陶瓷产生纳米级精度的致动位移。 芯明天压电陶瓷 Δ压电效应 压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指压电陶瓷受到特定方向外力的作用时，在压电陶瓷的正负极上产生相反的电荷，当外力撤去后，又缓慢恢复到不带电的状态；逆压电效应是指在对压电陶瓷的极化方向上施加电压，压电陶瓷会随之发生形变位移，电场撤去后，形变会随之消失。

Δ纳米级分辨率 压电陶瓷的形变量非常小，一般都小于1%，虽然形变量非常小，但可通过改变电场强度非常精确地控制形变量。 压电陶瓷是高精度致动器，它的分辨率可达原子尺度。在实际使用中，压电陶瓷的分辨 率通常受到产生电场的驱动控制器的噪声和稳定性的限制。 Δ大出力 压电陶瓷产生的最大出力大小取决于压电陶瓷的截面积，对于小尺寸的压电陶瓷，出力 通常达到数百牛顿的范围，而对于大尺寸的压电陶瓷，出力可达几万牛顿。

Δ响应时间快

基于压电陶瓷变压器高压直流电源设计___毕业论文

编号淮安信息职业技术学院毕业论文 学生姓名朱贤德 学号42911113 系部电气工程系 专业机电一体化技术班级429111 指导教师李瑞年 顾问教师宋指宏 二〇一三年十月

摘要 摘要 压电陶瓷变压器是一种新型的压电换能器件，具有尺寸小，结构简单，不可燃，耐辐射，高可靠等优点。压电变压器在电视显像管、雷达显示管、静电复印机、静电除尘、小功率激光管、离子发生器、高压极化等设备中得到广泛的应用。 本课题是研究压电变压器设计出10kV的直流高压电源。当在压电陶瓷变压器输入端（驱动部份）加入交变电压时，通过逆压电效应，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换为电能从而输出电压因瓷片的长度远大于厚度，故输出端阻抗远大于输入端阻抗，输出端电压远大于输入端电压．一般输入几伏到几十伏的交变电压，可以获得几千伏以上的高压输出。 关键词：压电陶瓷变压器直流高压阻抗

ABSTRACT ABSTRACT Piezoelectric ceramic transformer is a new type of piezoelectric transducer device, the size is small, simple structure, non-combustible, resistance to radiation, high reliability. Piezoelectric Transformers in a television picture tube, radar showed tube, electrostatic copier, electrostatic dust, small power laser diodes, ion generator, high voltage polarization, and other equipment was widely used. The topic is the study piezoelectric transformer design of the 10 kV DC high voltage power supply. When the piezoelectric ceramic transformer input (some drivers) by adding alternating voltage, reverse piezoelectric effect. have artifacts along the length direction of the stretching vibration, the input energy into mechanical energy; and some power is through piezoelectric effect of converting mechanical energy to electrical energy so the output voltage for artifacts than the length of thickness, Therefore, the output impedance than input impedance, the output voltage than input voltage. General Fu few to a few tens of volts of alternating voltage, available thousands of volts above the high pressure output. Keywords:Piezoelectric Ceramic Transformer DC high voltage Impedance

田村TAMURA压电陶瓷变压器 产品规格书

(Output) Stress Displacement Nodal point Piezoelectric transformer (SOLIDFORMER?) can generate a high voltage by a low voltage input through the utilization of a resonance phenomenon of the piezoelectric transducer. The applications include high voltage power supplies,such as inverters for liquid crystal display back-lighting, dust collectors, copy machines, facsimile machines, ionaizer, and ozonizers. Reliability Evaluation for Piezoelectric Transformer Features ? High efficiency (above 95%). ? Inflammability. ? Thin thickness. ? No flux leakage. ? High reliability. ? Self control function of output current. ? Low harmonic current noise. PIEZOELECTRIC CERAMICS The piezoelectric transformer has primary and secondary electrodes on the piezoelectric ceramic. The primary side is polarized in the thickness direction and the secondary side in the length direction. (Arrow mark shows polarization direction). When a voltage having a resonance frequency (Fr), determined by the length dimension, is input on the primary side, a strong mechanical oscillation is generated by inverse piezoelectric effect, and a high voltage (Vo) is output from the secondary side, matching its oscillation by direct piezoelectric effect. The unit may be damaged if a load is open when it starts driving. Characteristics will deteriorate when the unit is driven over the maximum rated. Cautions

压电陶瓷的特性及应用举例

. 压电陶瓷的特性及应用举例 芯明天压电陶瓷以PZT锆钛酸铅材料为主，主要利用压电陶瓷的逆压电效应，即通过对压电陶瓷施加电场，压电陶瓷产生纳米级精度的致动位移。 芯明天压电陶瓷 Δ压电效应正压电效应是指压电陶瓷受到特定方向外力压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。又缓慢恢复到不带电的的作用时，在压电陶瓷的正负极上产生相反的电荷，当外力撤去后，压电陶瓷会随之发生形变位移，逆压电效应是指在对压电陶瓷的极化方向上施加电压，状态；电场撤去后，形变会随之消失。'. .

Δ纳米级分辨率，虽然形变量非常小，但可通过改变电场强1%压电陶瓷的形变量非常小，一般都小于度非常精确地控制形变量。压电陶瓷的分辨它的分辨率可达原子尺度。压电陶瓷是高精度致动器，在实际使用中，率通常受到产生电场的驱动控制器的噪声和稳定性的限制。 Δ大出力出力对于小尺寸的压电陶瓷，压电陶瓷产生的最大出力大小取决于压电陶瓷的截面积，通常达到数百牛顿的范围，而对于大尺寸的压电陶瓷，出力可达几万牛顿。'. . Δ响应时间快

电的时间，。达毫秒至亚毫秒量级。最快响应时间取决于压电陶瓷的谐振频率，一般为谐振时间的1/3 压电陶瓷被广泛应用于阀门与快门技术中。 Δ迟滞即压电陶瓷升压曲线和降尽管压电陶瓷具有非常高的分辨率，但它也表现出迟滞现象，上升曲线和下降曲线上的位移值有明显的位移在同一个电压值下，压曲线之间存在位移差。驱动电压越小则位移差也会相应越小，差，且这个位移差会随着电压变化范围的改变而改变，15%10%压电陶瓷的迟滞一般在给定电压对应位移值的-左右。'. . Δ蠕变而是位移值不是稳定在一固定值上，蠕变是指当施加在压电陶瓷的电压值不再变化时，内蠕变量约为10s随着时间缓慢变化，在一定时间之后才会达到稳定值，如右图所示。一般 1%~2%。伸长量的

PicoCube压电陶瓷控制器-PICeramic

在多达三轴内具有高动态和高分辨率 两种变体中的PicoCube 控制器 E-536PicoCube 控制器具有三个超低噪声放大器通道，用于高压切变促动器。控制器特别设计用于满足超快速和高分辨率PicoCubeXY(Z)压电陶瓷扫描器的要求。E-536提供两种变体，用于-250至+250伏的电压范围，允许在静态和动态应用中使用。E-536.3x 具有最优性能，适用于特别动态的应用，可在仅10千赫兹的小信号带宽内输出200毫安的峰值电流。E-536.3xH 型号变体的分辨率已经过优化，在高达50瓦的峰值功率时可实现PicoCube 低于0.03纳米的位置分辨率。两种变体均可用于闭环和开环操作。 高动态和最高分辨率 开环操作特别适用于响应时间短、分辨率特别高的应用。绝对值形式的位置反馈规格要么不重要，要么是通过外部传感器实现，如同原子力显微镜中的情况。P-363PicoCube 可实现0.05纳米或更佳的分辨率。 电容式传感器带来更高精度 E-536.3C 版本具有集成式传感器/伺服控制器，用于闭环操作。位置是通过配备电容式传感器的PicoCube 纳米定位系统等来实现的，传感器可达到0.1纳米的分辨率。 计算机控制 供选配的E-518接口模块可通过数字PC 接口实现控制和位置控制。 E-536 PicoCube 压电陶瓷控制器 ? 用于P-363PicoCube 系统 ? 峰值功率3×100瓦 ? 噪声特别小 ? 变体：高动态和高分辨率 ? 输出电压±250伏

应用领域 ?扫描探针显微镜 ?原子力显微镜 ?扫描和筛选 规格

*仅带电容传感器的E-536.3Cx **通信接口：RS-232、TCP/IP和USB（可选配E-518计算机接口模块）询问定制版本。

压电变压器

压电陶瓷变压器研究 现状综述 学院：材料学院 专业：材料学无机硕 课程: 压电陶瓷 教师: 孙清池教授 学号：2012208052 姓名：孟雪原

压电陶瓷变压器研究现状综述 摘要：概述了压电陶瓷变压器的工作原理、应用、性能参数、等效电路，以及目前国内外的研究现状，并指出了存在的问题与今后的发展方向。在分类上做了细致的阐述。 关键词：压电变压器；性能参数；等效电路 Abstract: The principle, application, performance parameters and equivalent circuit of piezoelectric ceramic transformer are briefly introduced, as well as an overview of current research status at home and abroad, and points out the existing problems and the future development. Focus on exposition the classification of piezoelectric ceramic transformer Keywords: piezoelectric transformer, performance parameter, equivalent circuit 1引言 自发现压电陶瓷以来，其研究与应用就一直方兴未艾，目前已经被广泛应用于驱动器、传感器以及变压器等的制作。 压电陶瓷变压器是用压电陶瓷材料经烧结，高压极化等工艺制造而成的新型电子变压器。它从50年代后期开始研制，并于70年代发展起来。与传统的铁芯线绕电磁变压器相比，具有以下优势：（1）体积小、重量轻；（2）负载短路保护；（3）无电磁干扰及高频下具有更高的能量密度；（4）结构简单，制作工艺简便，易批量生产；（5）适用于电子集成领域[1]。 随着研究的逐渐深入，利用压电材料的各种振动模式而设计出的各种压电陶瓷变压器应用到各个领域。近些年来，许多外形简单但电极设计精巧的压电陶瓷变压器也逐渐开始发展。 随着复合组分体系的功能陶瓷材料的研究开发，电子陶瓷材料与半导体集成电路工艺相结合成为压电陶瓷变压器的又一个发展趋势。随之而来的是如何确保微型功能化的问题。 2主要内容 2.1工作原理

变压器产业及技术现状和发展趋势

变压器产业及技术现状和发展趋势 随着新增发电装机的不断增长，我国对各类变压器的需求也持续增长。近年来，国内变压器行业通过引进国外先进技术，使变压器产品品种、水平及高电压变压器容量都有了大幅提高。国内企业生产的变压器品种包括超高压变压器、换流变压器、全密封式变压器、环氧树脂干式变压器、卷铁心变压器、组合式变压器等。此外，随着新材料、新工艺的不断应用，国内各变压器制造企业还不断研制和开发出各种结构形式的变压器，以适应市场发展。 1 变压器行业规模和市场结构分析 目前，我国注册的变压器生产企业1000多家（包括电力变压器、电子变压器、互感器和整流器等相关企业），有能力生产500kV变压器的企业不超过10家，其中包括特变电工的沈阳变压器厂、衡阳变压器厂、西安变压器厂、保定天威保变电气股份有限公司、常州东芝变压器有限公司、重庆ABB变压器有限公司、上海阿尔斯通变压器有限公司等；能生产220kV变压器的企业不超过30家，生产110kV级的企业则有100家左右，其中年产超过百台的企业有特变电工衡变、沈变，保变、青岛青波、华鹏等厂家；生产干式配电变压器的企业约有100家，生产能力在100万kV?A以上的企业有顺德、金乡、许继、华鹏等厂家；生产箱式变压器的企业有600~700家。 我国变压器行业规模庞大，但中小企业居多。根据截止2008年11月的统计，我国变压器行业内共有企业1589个，工业总产值超过1亿的只有130多家，员工人数超过2000人的只有16家。根据统计，销售收入最高的保定天威达到了107.9亿元，占全行业的5.86%，前10名企业的累计份额为20.6%。近年来，通过技术改造、兼并重组和扩张等方式，我国变压器类产品的生产能力大幅度提升。例如，特变电工拥有沈阳、衡阳、新疆、天津生产厂，西电公司拥有西安、常州生产厂，保定天威拥有保定、秦皇岛、合肥等生产厂。三个集团变压器类产品的生产能力均接近或超过80000MV?A。与此同时，以华鹏、达驰、青岛、钱江等企业为代表的生产企业也在逐步地扩大自己的生产规模，提高自己的生产能力，年生产能力均在千万千瓦时以上。 中国电力事业的蓬勃发展吸引了国际上的电工装备跨国公司在中国投资，近年来在我国建立的变压器合资生产企业，如ABB、西门子、阿海珐、东芝、晓星等，在中国变压器市场上尤其是在高电压等级产品上占有一定的份额。 目前，在中国境内生产变压器的企业主要分为四大阵营：ABB、阿海珐、西门子、东芝等几大跨国集团公司以绝对优势形成了第一阵营，占据20%～30%的市场份额，且市场份额仍在不断扩大；保变、西变、特变等国内大型企业通过提升产品的技术水平和等级，占有30%～40%的市场份额；以江苏华鹏变压器有限公司、顺特电气有限公司、青岛青波变压器股份有限公司、常州变压器厂、山东达驰电气股份有限公司、杭州钱江电气集团有限公司等为代表的制造厂商形成了第三阵营；不少民营企业由于经营机制灵活，没有非生产性的负担，也形成了一定的市场份额，形成第四阵营。 随着行业的竞争越来越激烈，我国变压器企业一方面面临研发设计、品牌塑造、高新技术专业人才引进、跨国营销体系的建立等方面的挑战，这些都需要有创新的眼光和创新的能力作支撑；另一方面，面对外资企业进入本土市场，国内变压器大企业竞相兼并重组，小企业则陷入价格战中，生存状况不佳。因此，我国变压器企业必须严格规范企业管理，满足国际化经营对企业的新要求；同时，尽快突破高端技术，拓展新市场。 2 我国变压器产品发展现状 （1）电力变压器。目前，已在系统运行的代表性产品包括：1150 k V、1200MV?A，735～765kV、800MV?A，400～500kV、3φ750MV?A或1φ550MV?A，220kV、3φ1300MV?A电力变压器；

电子工程师必备基础知识

电子工程师必备基础知识（一） 运算放大器通过简单的外围元件，在模拟电路和数字电路中得到非常广泛的应用。运算放大器有好些个型号，在详细的性能参数上有几个差别，但原理和应用方法一样。 运算放大器通常有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，有且只有一个输出端。部分运算放大器除了两个输入和一个输出外，还有几个改善性能的补偿引脚。 光敏电阻的阻值随着光线强弱的变化而明显的变化。所以，能够用来制作智能窗帘、路灯自动开关、照相机快门时间自动调节器等。 干簧管是能够通过磁场来控制电路通断的电子元件。干簧管内部由软磁金属簧片组成，在有磁场的情况，金属簧片能够聚集磁力线并使受到力的作用，从而达到接通或断开的作用。 电子工程师必备基础知识（二） 电容的作用用三个字来说：“充放电。”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断直流电；通高频交流电，阻碍低频交流电。 电容的作用如果用八个字来说那就：“隔直通交，通高阻低。”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关系，先死记硬背住。 能够根据直流电源输出电流的大小和后级（电路或产品）对电源的要求来先择滤波电容，通常情况下，每1安培电流对应 1000UF-4700UF是比较合适的。 电子工程师必备基础知识（三） 电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能够隔断交流电，通过直流电；通低频交流电，阻碍高频交流电。电感的作用再用八个字来说那就：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。 电感是电容的死对头。另外，电感还有这样一个特点：电流和磁场必需同时存在。电流要消失，磁场会消失；磁场要消失，电流会消失；磁场南北极变化，电流正负极也会变化。 电感内部的电流和磁场一直在“打内战”，电流想变化，磁场偏不让变化；磁场想变化，电流偏不让变化。但，由于外界原因，电流和磁场都可能一定要发生变化。给电感线圈加上电压，电流想从零变大，可是磁场会反对，因此电流只好慢慢的变大；给电感去掉电压，电流想从大变成零，可是磁场又要反对，可是电流回路都没啦，电流已经被强迫为零，磁场就会发怒，立即在电感两端产生很高的电压，企图产生电流并维持电流不变。这个电压很高很高，甚至会损坏电子元件，这就是线圈的自感现象。