壓電變壓器是上世紀(jì)70年代后期發(fā)展起來的新型電子變壓器,它利用壓電效應(yīng),通過電能—機(jī)械能—電能的二次能量轉(zhuǎn)換形式,達(dá)到能量的傳遞.與傳統(tǒng)線繞變壓器相比,壓電變壓器具有體積小、重量輕、耐高溫、耐輻射、高可靠性、無短路擊穿,不產(chǎn)生電磁干擾等優(yōu)良特性,逐步得到廣泛應(yīng)用,如:高壓電源、負(fù)離子發(fā)生器、靜電復(fù)印機(jī)、液晶顯示背光電源、小功率激光管電源等中小功率器件.
壓電效應(yīng)
在不具有對(duì)稱中心的晶體中,由于內(nèi)部存在自發(fā)極化,正負(fù)電荷中心不重合而產(chǎn)生偶極距,這樣晶體內(nèi)部就產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng),為平衡內(nèi)部電場(chǎng),晶體表面就產(chǎn)生空間電荷,使整個(gè)晶體對(duì)外顯示電中性,當(dāng)外力變化時(shí),晶體內(nèi)部的偶極距改變而使得內(nèi)部電場(chǎng)發(fā)生變化,這樣晶體表面的空間電荷也就得以釋放,表現(xiàn)出壓電性.反之,在一定的電場(chǎng)作用下,晶體會(huì)產(chǎn)生外形尺寸的變化(即逆壓電效應(yīng)).
壓電變壓器正是利用了這樣的原理,在一個(gè)壓電陶瓷片上,輸入端施加一個(gè)電場(chǎng)使陶瓷片產(chǎn)生諧振(逆壓電效應(yīng))而在輸出端將高應(yīng)變產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化成電荷輸出(壓電效應(yīng)).
   壓電變壓器結(jié)構(gòu)



    

  
     振動(dòng)模式








  壓電變壓器的特性
(1) 固定負(fù)載下,變壓器的輸出電壓與輸入電壓成正比.(圖1)
(2) 負(fù)載越大,壓電變壓器的輸出電壓越高.(空載升壓比高達(dá)8000)(圖2)
(3) 能量轉(zhuǎn)換效率高,可達(dá)97%以上.
(4) 體積小,可實(shí)現(xiàn)片式化.
(5) 輸入阻抗隨負(fù)載阻抗減少而增加,當(dāng)負(fù)載短路或高壓放電時(shí),變壓器輸入阻抗迅速增加而使變壓器及其他外圍元件不致燒毀,因而有短路自保護(hù)功能.