[发明专利]降压压电变压器及降压方法

说明书

本发明公开了一种降压压电变压器及降压方法，该降压压电变压器包括上支架、压电陶瓷片和下支架，压电陶瓷片通过上下支架对压电陶瓷片施加压力；压电陶瓷片包括4个区域，由内而外依次为空心区域、内圈区域、隔离带区域、外圈区域；空心区域为上下支架连接的安装区域；内圈区域和外圈区域各镀有两个银电极；内圈区域的上、下两面各镀有一个输出电极，外圈区域的上、下两面各镀有一个输入电极，每个输入电极、每个输出电极均分别引出一条电极线。本发明的降压压电变压器结构简单，加工制备容易；本发明利用上下支架对压电陶瓷片施加约束，通过在不同位置镀电极在输出端获得不同电压值，而经整流电路整流后可输出不同直流电压。

技术领域

本发明属于功能陶瓷材料领域，具体涉及一种降压压电变压器及降压方法。

背景技术

目前，电磁变压器为市场上应用最为广泛的变压器，这得益于其相对高的技术成熟度与市场依赖度。伴随科学技术的发展，电子产品逐渐向着微型化、集成化方向发展，电磁变压器由于其体积大、重量大、易燃且电磁干扰严重，如何寻找高性能、可替代性变压器便获得了高度关注。压电变压器凭借其优异的性能应运而生。与传统电磁变压器相比，其具有：体积小、重量轻、耐高温、抗击穿、抗电磁干扰、转换效率高且具有短路自动保护功能等显著优势。C.A.Rosen最早于1950s发明了ROSE型升压压电变压器，但当时因局限于材料而无法满足实际应用需求，制得的压电变压器升压比低、输出功率小，故此类压电变压器并未能获得足够的关注。近年来，PZT压电陶瓷的发明及制备工艺的进步极大推动了升压压电变压器技术革新，目前，PZT压电陶瓷升压变压器已在电视显像管、雷达显示管、离子发生器等高压设备中有所应用。

与升压压电变压器相比，降压压电变压器的研究与开发起步晚，发展至今理论研究甚少。上世纪90年代以前，小功率、小尺寸的降压压电变压器的市场需求少。90年代后，信息产业发展迅速，催生了对于低电压、小功率输出设备的需求，国内外开始大力发展降压压电变压器。目前，降压压电变压器应用于电脑、手机的电源适配器中，极大的体现出了体积小、重量轻的优势。然而，与欧美日韩等发达国家相比，我国对降压压电变压器的研究起步更晚且研究的机构也很少，因此，开发出性能优异的降压压电变压器已迫在眉睫。

发明内容

本发明公开了一种降压压电变压器及降压方法，利用上下支架对压电陶瓷片施加约束，通过在不同位置镀电极在输出端获得不同直流电压。在谐振频率下，该降压压电变压器可将经过驱动电路的220V交流电压转换为1～100V的直流电压，此时谐振阻抗小于10Ω，输出功率根据负载的不同而变化。该降压压电变压器结构简单、尺寸小、生产制作简单、效率高，可应用于低压低功率设备中，如电脑、手机充电器的适配器中。

本发明所述的一种降压压电变压器，利用上下支架对压电陶瓷片施加约束，通过在不同位置镀电极在输出端获得不同电压，而经整流电路整流后可输出不同直流电压。

提供一种降压压电变压器，包括上支架、压电陶瓷片和下支架，压电陶瓷片通过上下支架对压电陶瓷片施加压力；

压电陶瓷片包括4个区域，由内而外依次为空心区域、内圈区域、隔离带区域、外圈区域；空心区域为上下支架连接的安装区域；内圈区域和外圈区域各镀有两个银电极；内圈区域的上、下两面各镀有一个输出电极，外圈区域的上、下两面各镀有一个输入电极，每个输入电极、每个输出电极均分别引出1条电极线。

接上述技术方案，压电陶瓷片为圆环形，内圈区域、隔离带区域、外圈区域均为圆环形区域。

接上述技术方案，上下支架采用螺栓螺母锁紧的方式对压电陶瓷片进行约束，且上支架与螺栓之间设有圆环型垫片。

接上述技术方案，下支架为圆柱形，圆心处设有一凸起圆柱，该凸起圆柱内安装螺栓，对上支架进行限位；该下支架的中部还设有一凸起圆环，该凸起圆环与上支架配合对压电陶瓷片进行约束，且方便压电陶瓷片焊电极；在下支架上设有一小孔，用于引出电极线。