[发明专利]具有高的有效机电耦合系数的压电变压器

摘要

本发明涉及压电变压器（100），包括适于以基础厚度模式运行的细长压电陶瓷体（102）。该细长压电陶瓷体（102）包括耦合至相邻布置的第一（114）和第二（116）输出部的中央输入或初级部（112）。通过提供大于次级侧机电耦合系数k_{eff_S}的初级侧有效机电耦合系数k_{eff_P}，实现了高功率转换效率和零电压开关能力。

主权项

一种压电变压器，包括：细长压电陶瓷体，适于以基础厚度模式运行，包括：中央输入部，在大致平行于所述细长压电陶瓷体的纵向主体轴的方向偏振，所述输入部包括第一输入电极和第二输入电极，用于沿所述中央输入部的偏振方向向所述中央输入部施加电场，第一输出部，在大致平行于所述纵向主体轴的方向偏振，所述第一输出部布置为在第一连接表面抵接所述中央输入部，并且包括第一输出电极，第二输出部，在大致平行于所述纵向主体轴的方向偏振，所述第二输出部布置为在与所述第一连接表面相对布置的第二连接表面抵接所述中央输入部，并且包括第二输出电极；其中初级侧有效机电耦合系数k_{eff_P}大于次级侧有效机电耦合系数k_{eff_S}，其中$k_{\mathrm{eff}\_P}=\sqrt{1-\frac{f_{\mathrm{res}\_p}^2}{f_{\mathrm{anti}-\mathrm{res}\_p}^2}}$$k_{\mathrm{eff}\_S}=\sqrt{1-\frac{f_{\mathrm{res}\_s}^2}{f_{\mathrm{anti}-\mathrm{res}\_s}^2}}$f_{res_p}=具有短路的输出电极的压电变压器的输入电极处的谐振频率和阻抗函数的最小幅度的频率，f_{anti‑res_p}=具有短路的输出电极的压电变压器的输入电极处的反谐振频率和阻抗函数的最大幅度的频率，f_{res_s}=具有短路的输入电极的压电变压器的输出电极处的谐振频率和阻抗函数的最小幅度的频率，f_{anti‑res_s}=具有短路的输入电极的压电变压器的输出电极处的反谐振频率和阻抗函数的最大幅度的频率。