[发明专利]低压驱动的压电陶瓷振动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动器，特别涉及一种低压驱动的压电陶瓷振动器。

背景技术

传统的电磁感应振动器，一般包含转子和定子。振动器启动或停止时，转子在静止状态与高速旋转状态之间转换，这一转换过程通常耗时50-100mS，这一时间即振动器的响应时间。随着智能电子设备中电子游戏的普及，这一响应时间较长的缺陷慢慢凸显出来。以压电陶瓷制作的振动器，很好地解决了这一问题。在压电陶瓷振动器中，压电陶瓷仅产生微小的机械振动，通过共振放大和摩擦耦合变换成振动器的振动。由于压电陶瓷的变形小，响应速度非常快，仅需50-100μS，因此压电陶瓷振动器完全克服了传统电磁感应振动器响应滞后的缺点，有望在智能电子设备中得到广泛应用。

CN 202435352 U中公开了一种压电振动器,并提供了一种特殊的机械共振放大结构设计。这种振动器具备快捷的响应时间和较大的输出力，但驱动电压很高。众所周知，驱动压电材料靠的是电场，压电陶瓷的驱动电压与材料厚度密切相关。例如，对于驱动电场是1kV/mm的压电陶瓷，当材料厚度是1mm时，其驱动电压高达1000V。对于一般的压电陶瓷体材料，其厚度通常为0.5mm左右，为了使其产生变形所需施加的电压高达500V。采用这种体材料制作的压电陶瓷振动器，其应用的电子电路中必须辅助一个升压芯片，而这一升压芯片的成本极其高昂，因此这种压电振动器，难以真正得到应用。

为了使压电陶瓷振动器得到普及，必须降低其驱动电压，从而降低其使用成本。

 

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种使用压电陶瓷作为振动元件的振动器，其驱动电压低于50V的低压驱动的压电陶瓷振动器。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低压驱动的压电陶瓷振动器，包括上盖、振动片、质量块和壳体，所述振动片由压电陶瓷片和金属梁组成，所述压电陶瓷片固定在金属梁上表面，所述金属梁的两端与上盖固定连接，所述质量块悬挂固定在金属梁的下方，所述振动片与质量块固定后置于壳体内，且所述压电陶瓷片为多层陶瓷压电薄膜组成。

作为本发明的进一步改进，所述压电陶瓷片胶粘在金属梁上表面，所述金属梁的两端与上盖焊接固定，所述质量块胶粘在金属梁的下方。

作为本发明的进一步改进，所述金属梁的两端与上盖通过激光焊接固定。

作为本发明的进一步改进，所述上盖的两侧连接设有若干个锁环，对应壳体的上表面设有若干螺孔，通过螺栓穿过锁环和螺孔将上盖固定在壳体中。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上设有一凹槽，所述振动片与质量块固定后置于凹槽内，且凹槽的深度大于振动片和质量块叠加后的厚度。

本发明的有益效果是：本发明通过采用多层薄膜压电陶瓷结构以及机械结构的振动器内部设计，使得振动器的驱动电压大大降低，将压电陶瓷片的振动有效转化成振动器整体的振动，最终成为了响应速度快，驱动电压低于其他的振动器。

 

附图说明

图1为本发明结构拆解示意图；

图2为本发明结构示意图；

图中标示：1-上盖；2-振动片；3-质量块；4-壳体；5-锁环；6-螺孔；7-螺栓；8-凹槽；21-压电陶瓷片；22-金属梁。

 

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

图1示出了本发明一种低压驱动的压电陶瓷振动器的一种实施方式，包括上盖1、振动片2、质量块3和壳体4，所述振动片2由压电陶瓷片21和金属梁22组成，所述振动片2与质量块3固定后置于壳体4内，且所述压电陶瓷片21为多层陶瓷压电薄膜组成，所述压电陶瓷片21胶粘或其他方式固定在金属梁22上表面，所述金属梁22的两端与上盖1通过激光焊接或其他方式固定，所述质量块3胶粘或其他方式在金属梁22的下方；压电陶瓷片21和和金属梁22组成振动片2结构，作用于压电陶瓷片21上的电压导致振动片2产生弯曲变形，振动器工作时振动片处于其第一阶弯曲共振状态，所述上盖1的两侧连接设有若干个锁环5，对应壳体4的上表面设有若干螺孔6，通过螺栓7穿过锁环5和螺孔6将上盖固定在壳体中，所述壳体4上设有一凹槽8，所述振动片2与质量块3固定后置于凹槽8内，且凹槽8的深度大于振动片2和质量块3叠加后的厚度。

普通振动器中的压电陶瓷片厚度为0.4mm，如果是单层结构，使其产生变形所需施加的电压达400V，必须辅助升压芯片，本实施例中的压电陶瓷片21由多层单片层组成，每个单片层的厚度为40μm，将10片单层陶瓷片通过叠压、共烧工艺制作而成，芯片所需施加的电压为40V，从而大大降低了驱动电压。