[发明专利]一种压电变压器散热装置及压电变压器

说明书

技术领域

本发明涉及压电变压器技术领域，特别涉及一种压电变压器散热装置及压电变压器。

背景技术

压电变压器与电磁变压器相比，具有体积小、重量轻、结构简单等优点，因此应用越来越广泛。

压电变压器的工作原理是利用压电陶瓷的正压电效应将输入部分施加的固有频率的电压，转换成机械振动，然后根据逆压电效应在输出部分重新转换为电能。

现有的压电变压器根据压电陶瓷的工作方式主要可以分成三种类型：径向振动模式型、厚度振动模式型以及辐射振动模式型。其中径向振动模式型的压电变压器主要为长条形，振动方向沿着长度方向；厚度振动模式型的振动方向沿着厚度方向；辐射振动模式型在压电陶瓷表面振动。

理论上，在应力极限下，压电变压器的功率密度可以达到300W/cm³-600W/cm³，但是现在使用的压电变压器的功率密度低于30W/cm³，一般功率密度在15W/cm³左右。目前压电变压器的功率密度距离潜在的功率密度还有很大上升空间。现在的功率密度较低主要是受限于内耗造成的温度升高。因为当压电陶瓷处于高于150℃的情况下时，工作极其不稳定，而且带来电损耗和机械损耗，最后导致压电变压器退极化，无法使用。

目前，国内外给压电变压器散热主要利用压电变压器自身的散热能力，例如，提高材料的品质因数Q值以及改善压电常数d₃₃或者d₃₁，尽量减少其工作时的内耗，提高压电变压器的工作效率。但是，压电变压器自身的散热能力非常有限，仍然导致其功率密度很低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种压电变压器散热装置及压电变压器，能够给压电变压器散热，提高其功率密度。

本发明提供一种压电变压器散热装置，该压电变压器散热装置设置在压电变压器的上表面和下表面的至少一侧；压电变压器的上表面是输入电极和输出电极；下表面是地电极，所述地电极包括输入地电极和输出地电极；

该散热装置包括：散热金属片和导热绝缘垫；

所述散热金属片与压电变压器的上表面和/或下表面接触；

所述散热金属片位于所述导热绝缘垫上方并接触；

所述散热金属片，用于将压电变压器的产生的热量以热传递的形式传递给所述导热绝缘垫；所述导热绝缘垫用于将所述热量传递给外界并与外界绝缘。

优选地，在压电变压器的下表面设置所述散热装置，

压电变压器的地电极与所述散热金属片接触。

优选地，在压电变压器的上表面设置所述散热装置，压电变压器的输入电极和输出电极与所述散热金属片接触。

优选地，还包括预紧力施加模块，用于给压电变压器的上表面和/或下表面施加预定的预紧力。

优选地，还包括预紧力施加介质，所述预紧力施加模块通过预紧力施加介质为压电变压器的上表面施加预紧力，所述预紧力施加介质为硬性材料和软性材料中的至少一种。

优选地，所述预紧力施加介质包括软性材料和硬性材料，所述软性材料位于所述硬性材料的上方，所述硬性材料与所述压电变压器的上表面相接触。

优选地，当所述压电变压器的输入地电极和输出地电极为同一电极时，压电变压器下表面设置的散热装置中的散热金属片为一片；

当所述压电变压器的输入地电极和输出地电极为两个独立的电极时，压电变压器下表面设置的散热装置中的散热金属片为两片，输入地电极和输出地电极分别位于两片散热金属片上。

优选地，所述导热绝缘垫为硅脂导热绝缘垫。

优选地，所述散热金属片的尺寸小于、大于或等于压电变压器的尺寸。

优选地，所述散热金属片的上下表面的粗糙度小于或等于0.05μm。

优选地，所述压电变压器为径向振动模式型或辐射振动模式型；

径向振动模式型的压电变压器的形状为长条形，辐射振动模式型的压电变压器的形状为矩形、圆形或环形。

本发明实施例还提供一种压电变压器，包括输入电极、输出电极，还包括所述的散热装置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的压电变压器的散热装置及压电变压器，在压电变压器上增加了散热金属片和导热绝缘垫，散热金属片与压电变压器的上表面或下表面接触，将压电变压器产生的热量传递给导热绝缘垫，导热绝缘垫再将热量传递到外界，并且与外界绝缘。这样便可以将压电变压器工作过程中产生的热量散发掉，从而降低压电变压器的温度，提高压电变压器的功率密度，进而提高工作效率。

附图说明