压电变压器是利用某种陶瓷元件(电介质)的压电效应和电致伸缩效应来转换电力的变压器。与传统的绕线电磁变压器相比,具有结构简单、易于小型化、薄型化、轻量化、升压比高、效率高、不产生磁噪声等特点。因此,它们已成为电气和电子设备中节省空间和降低功耗的 组件。
压电变压器用作电气和电子设备的电源。特别是随着笔记本电脑和移动设备的小型化、薄型化,对电源也要求其小型化、薄型化,压电变压器正在逐渐取代传统的绕线式电磁变压器。例如,它们被用作笔记本电脑和液晶电视中液晶显示器背光的电源。这些磁线圈不仅结构紧凑、厚度薄,而且效率高,不会产生磁噪声,因此预计未来将被用于各种用途。
压电变压器由矩形电介质组成,其中一半是初级侧,另一半是次级侧。在厚度方向的一次侧施加电压,通过电致伸缩效应将电能转化为机械振动。电致伸缩效应是当对电介质材料施加电场时发生机械变形的现象。在次级侧,机械振动通过压电效应转换为电能,并沿长度方向输出为输出电压。压电效应与电致伸缩效应相反,当对电介质材料施加压力时就会产生电压。具有这种效应的电介质材料称为压电元件。
压电变压器以其电介质长度决定的固有谐振频率运行。有以全波长工作的λ模式类型,也有以相对于电介质长度的一半波长工作的λ/2模式类型。另外,压电变压器的输入电压(V1)与输出电压(V2)的变压比(V2/V1)是初级侧电容(C1)与次级侧电容(C2)之比的平方根(√(C1/C2))。由于C1和C2分别由电介质的厚度和长度决定,因此也可以说变压比由长度/厚度比决定。
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