[实用新型]圆形压电变压器

说明书

技术领域

本实用新型属于能源技术领域，涉及一种压电器件，具体是一种压电变压器。

背景技术

压电变压器作为一种新型电子器件，与传统的电磁变压器相比，具有体积小、重量轻、高升压比、高转换效率、使用时不会击穿、耐高温、不怕燃烧和不引起电磁干扰等优点，特别适用于电子集成领域。压电变压器分驱动部分和发电部分。工作时，在驱动部分的输入电极加上一交变的输入电压，使压电陶瓷片振动，振动传播到发电部分，在发电部分输出电极上产生交变的输出电压。

目前的压电变压器一般在升压比较大时，输出功率较小，或者升压比较小时，输出功率较大。在实际照明系统等应用中常常需要在高升压比的情况下实现大功率输出。现有的压电变压器多为长方形，基于k₃₁和k33的耦合方式，被称为Rosen型。此类压电变压器一般输入几伏到几十伏的交变电压，就可以获得几千伏以上的高压输出，但输出功率不大，仅有几瓦。

发明内容

本实用新型的目的就是克服现有技术的不足，提供一种在高升压比下实现大功率输出的压电变压器，适合在CRT、液晶显示器、等离子发生器、打印机等产品中使用。

本实用新型的压电变压器包括通过叠层共烧在一起的n个完全相同的单层压电变压器，2≤n≤20；每个单层压电变压器包括圆环形的压电陶瓷片，圆环形压电陶瓷片的外侧壁固定设置有输出电极，压电陶瓷片的上下两面分别固定设置有输入电极。

所述的输出电极为圆环形，其内径与圆环形的压电陶瓷片的外径相同，其高度与压电陶瓷片边沿的厚度相同，输出电极与压电陶瓷片的外侧壁紧密配合。

所述的输入电极为圆环形，其中心孔的直径与压电陶瓷片中心孔的直径相同，且中心孔与压电陶瓷片中心孔位置对应。

由压电陶瓷片、输入电极和输出电极构成的单层压电变压器为等厚的片状环形结构；叠在一起的n个单层压电变压器的中心孔对应，整体压电变压器为圆筒形。

所述的压电变压器中每个单层压电变压器的输出电极依次相互接触，相邻的两个单层压电变压器对应的输入电极相互接触。

本实用新型在充分考虑Rosen型压电变压器工作机理、升压比等特性的基础上，提出了利用k15、kp耦合能量的圆形压电变压器，在提高升压比的同时，增大输出功率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中一个单层压电变压器的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，圆形压电变压器包括叠层结构的n(2≤n≤20)个完全相同的单层压电变压器，层数根据使用需要决定。多个单层压电变压器采用叠层共烧工艺制备，是典型的独石结构。

每个单层压电变压器包括圆环形的压电陶瓷片2，压电陶瓷片2的外侧壁固定设置有输出电极3，压电陶瓷片2的上下两面分别固定设置有输入电极1。输出电极3为圆环形，其内径与圆环形的压电陶瓷片2的外径相同，其高度与压电陶瓷片2边沿的厚度相同。输入电极1为圆环形，其中心孔的直径与压电陶瓷片2的中心孔4的直径相同，且中心孔与压电陶瓷片中心孔4位置对应。输入电极和输出电极均采用Cu和Ni合金。

叠在一起的n个单层压电变压器的中心孔对应，整体压电变压器为圆筒形，每个单层压电变压器的输出电极依次相互接触，相邻的两个单层压电变压器对应的输入电极相互接触。

图中的横向箭头和纵向箭头为压电陶瓷片2的极化方向。

工作时，压电变压器驱动部分输入电极几伏特的电压，压电陶瓷片产生振动，振动传播到发电部分，在输出电极上产生上千伏的输出电压。

压电变压器的效率可以表达为：