[发明专利]一种阵列式压电变压器

说明书

本发明公开了一种阵列式压电变压器，宽度方向上平行排列的若干窄板状压电体通过侧面连接体相互连接，构成压电体阵列；压电体厚度方向上的外表面形成有输入电极和输出电极，分别通过连接体外表面的连接电极相互连接并引出外接电极；通过设置相邻压电体输入电极或输出电极的连接方式，可实现压电体阵列输入电极或输出电极的并联和串联。本发明采用阵列式压电变压器设计，制作工艺简单，在扩展压电变压器尺寸的情况下，保持压电体能量转换特性，降低电极布局复杂度，同时利用电极并/串联方式实现升/降压比可调，并增大压电变压器表面积有利于散热。

技术领域

本发明涉及压电变压器领域，具体是一种阵列式压电变压器。

背景技术

当今世界，人类社会己迈进移动互联网络的信息时代，电子产品以前所未有的速度向小型化、轻量化和集成化方向发展，这就要求构成电子产品的基本元器件具有体积小、重量轻、高效节能、安全可靠、易于集成等特点。

变压器是电子产品中广泛使用的基本元器件，传统的电磁变压器由于结构、材料等方面的原因，使得现有产品很难满足高效小型化的设计需求，已经成为制约电子产品小型化的最大障碍之一。压电变压器以机械振动为媒介，通过两个机械部分相互耦合而电路部分相互绝缘的压电陶瓷谐振体之间的机电耦合作用，实现输入、输出电压或电流之间的隔离和变换，具有体积小、效率高、无电磁干扰等优点。自从1954年美国的Rosen提出压电变压器概念以来，不同材料、振型和尺寸的压电变压器相继得到发展，在电子产品中有着越来越广泛的应用前景。

压电变压器的能量转换功率与材料性能、结构尺寸、工作频率等诸多因素有关。在材料性能确定的情况下，压电变压器尺寸越大，特定振型的谐振频率越低，影响能量转换功率，而要提高工作频率，往往需要选择高阶的振型，这对电极布局、器件散热等提出更高的要求。结构尺寸与工作频率之间的相互制约关系，影响了压电变压器材料性能的发挥。

发明内容

本发明的目的是提供一种阵列式压电变压器，以解决现有技术压电变压器技术中因结构尺寸与工作频率之间的相互制约关系而存在的诸多问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种阵列式压电变压器，其特征在于：包括至少两个窄板状的压电体，每个压电体左、右侧边为长边即长度方向为前后方向，每个压电体的前、后侧边为宽边即宽度方向为左右方向，多个压电体沿宽度方向依次平行排列形成阵列，按从前至后方向，相邻两个压电体之间通过位于长边四分之一和四分之三长度处的内部连接体相互连接，最左方的压电体其左侧长边四分之一和四分之三长度处，以及最右方的压电体其右侧长边四分之一和四分之三长度处分别连接有外部连接体，从而构成压电体阵列，每个压电体的上、下表面前半部分别镀有输入电极，每个压电体的上、下表面后半部分别镀有输出电极，输入电极与输出电极之间具有足以实现绝缘的空隙，内部连接体和外部连接体的上、下表面有选择地镀有连接电极，每个外部连接体的外侧分别镀有外接电极。

位于长边四分之一长度处的多个内部连接体上、下表面分别镀有连接电极，相邻压电体上表面的输入电极之间通过长边四分之一长度位置的内部连接体上表面镀设的连接电极依次连接，相邻压电体下表面的输入电极之间通过长边四分之一长度位置的内部连接体下表面镀设的连接电极依次连接，长边四分之一长度位置的外部连接体中，其中一个外部连接体上表面镀有连接电极，且该外部连接体上的外接电极通过外部连接体上表面的连接电极与对应侧压电体上表面的输入电极连接；另一个外部连接体下表面镀有连接电极，且该外部连接体上的外接电极通过外部连接体下表面的连接电极与对应侧压电体下表面的输入电极连接，构成压电体阵列的并联输入。