Пьезоэлектричный трансформатор. Пєзоелектричний трансформатор
 Скачать 56.1 Kb.
|
|
Національний технічний університет «Київський Політехнічний Інститут ім. Ігоря Сікорського» Кафедра мікроелектроніки Реферат на тему : «П’єзоелектричний трансформатор» Виконав Студент гр ДП-61 Абраімов Олексій КИЇВ 2018 Зміст Вступ Принцип дії Застосування Характеристики Класифікація Використана література Вступ П'єзотрансформатор — електричний пристрій, в якому прямий і зворотний п'єзоелектричний ефекти використовуються для перетворення електричної енергії або сигналу. Метою такого перетворення може бути зміна амплітуди напруги або гальванічна розв'язка.  Рис 1. Конструкція п'езотрансформатора для генерації Принцип дії Дія п'єзотрансформатора засноване на використанні як прямого, так і зворотного п'єзоефектів. Електрична напруга, прикладена до вхідних електродів п'єзотрансформатор, в результаті зворотного п'єзоефекту викликає деформацію всього обсягу пьезоелектрика і на вихідних електродах виникає електричне (вторинне) напруга як наслідок прямого п'єзоефекту. У п'єзотрансформатор відбувається як би подвійне перетворення енергії - електричної в механічну, а потім механічної в електричну. Як і електромагнітний трансформатор, п'єзотрансформатор використовують для перетворення електричної напруги. Підбором розмірів електродів і їх розташування можна отримувати різні значення коефіцієнта трансформації. П'єзотрансформатор зазвичай використовують в резонансному режимі, при якому досягаються більші значення коефіцієнта трансформації (порядку декількох сотень). П'єзотрансформатор використовують в високовольтних джерелах вторинного електроживлення. П'єзотрансформатор складається з кристала речовини володіє п'єзоефектом, в який віжки срібні електроди, здатні до оборотним механічних деформацій під впливом на нього електричного поля. До таких речовин відносять титанат барію, кварц, турмалін та інші. П'єзотрансформатор можуть функціонувати у вузькій смузі частот, на якій можна спостерігати резонансні явища. Кріплення п'єзотрансформатор здійснюють м'якими кронштейнами або скобами в тих місцях, в яких амплітуда вигину п'єзопластин мінімальна. Найбільша потужність п'єзотрансформатор зазвичай не велика і часто становить всього від 5Вт до 30Вт. Застосування П’єзотрансформатори мають деякі переваги, з-за чого їх використання має деякий сенс. Переваги : малі значення шумів; забезпечення високої гальванічної ізоляції; можливість роботи на високих частотах (понад 500 кГц); нечутливість до магнітних полів. П'езотрансформатори досить широко використовуються в генераторах високої напруги (перетворювачах) для живлення газорозрядних ламх (підсвічування LCD-екранів ноутбуків, моніторів). П'езотрансформатори знаходять широке застосування в сучасній світлотехнічній апаратурі та приладах. Вони дозволяють мінімізувати габарити пристроїв запалення і живлення різного класу газорозрядних ламп, створювати високоефективні високочастотні джерела живлення з ККД до 95%, які забезпечують підвищення довговічності ламп в 5-10 разів і світловіддачу більш ніж в 1,4 рази. Характеристики п’єзоелектричних трансформаторів За особливостями застосування і конструктивного використання розрізняють п’єзоелектричні трансформатори напруги і струму. Найбільш загальна характеристика п’єзотрансформаторів — значення п’єзодобротності, що визначає їх ККД: G31 = k31Qм, де k31 – коефіцієнт поперечного електромеханічного зв’язку; Qм — механічна добротність для поперечних коливань п’єзоелемента. Як робочий матеріал у п’єзотрансформаторах використовують різні види п’єзоелектричної кераміки, оскільки саме п’єзокераміка дозволяє конструктивно поєднувати в одній пластинці (диску, стрижні) обидва елементи п’єзотрансформатора — збудник і генератор. Це зумовлено технологічною можливістю диференційованого завдання орієнтації вектора п’єзоелектричної поляризації у процесі виготовлення компонентів відповідних моноблокових керамічних п’єзоелементів. Класифікація п’єзотрансформаторів Класифікація п’єзотрансформаторів за робочою частотою така: 1. Низькочастотні п’єзотрансформатори, розраховані на резонансну частоту fр < 10 кГц, зокрема на промислові частоти 1000, 400 і 50 Гц. Використовувані в них низькочастотні п’єзоелементи працюють на коливаннях вигину. Розрізняють біморфні та багатошарові прилади, механічно вільні або механічно навантажені (для зменшення робочої частоти). 2. Середньочастотні п’єзотрансформатори на діапазон fр = = 10…500 кГц з одношаровими або багатошаровими п’єзоелементами, що працюють на поздовжніх акустичних коливаннях основної моди або на вищих модах коливань. 3. Високочастотні п’єзотрансформатори на діапазон fр > 500 кГц. У них використовуються тонкі п’єзопластинки на вищих модах поздовжніх акустичних коливань за шириною, або ж багатошарові конструкції, що працюють на коливаннях за товщиною п’єзоелемента. За потужністю, переданою на навантаження, виокремлюють такі конструкції п’єзотрансформаторів: 1) малопотужні (до 1 Вт); у них зазвичай використовуються одношарові п’єзоелементи з власною масою менше одного грама; 2) середньої потужності (1…50 Вт); це однокасетні п’єзотранстформатори, що містять 1…6 п’єзоелементів; 3) великої потужності (понад 50 Вт); являють собою складені разом багатокасетні п’єзотрансформатори. Використана література 1. https://uk.wikipedia.org/wiki/п’єзотрансформатор 2.«П’єзоелектрики» Ю. М. Поплавко Ю. І. Якименко 3. http://um.co.ua/1/1-4/1-4933.html |