2.2.3　压电陶瓷变压器

压电变压器是一种压电换能器,它利用了压电陶瓷的机电能量转换机理。压电变压器先将输入的电能转换为机械能,再将机械能转换为电能。压电陶瓷变压器依靠机械振动的形式进行工作,根据振动模式的不同,压电陶瓷变压器分为纵向振动模式、径向振动模式和厚度振动模式等振动模式的变压器。

压电陶瓷变压器的种类很多,应用最为普遍的是Rosen型压电陶瓷变压器。这是一种典型的纵向振动模式的压电陶瓷变压器,其结构原理如图2.3所示。

图2.3　Rosen型压电陶瓷变压器原理图

Rosen型压电陶瓷变压器在结构上可以分为左、右两部分。左半部分沿厚度方向被极化,其上下表面都有银电极,是电能的输入端;右半部分沿长度方向被极化,其右端表面上有银电极,是电能输出端。当在左半部分加上交变电压时,压电变压器将在逆压电效应下产生沿长度方向的伸缩振动,同时将输入的电能转换为机械能;而右半部分则与左半部分一样沿长度方向伸缩振动,同时在正压电效应下将机械能转换为电能,从而产生电能输出。如图2.3所示,在此例中,压电变压器的长度要大于厚度,故其输出电压要大于输入电压,为升压变压器。一般输入几伏到几十伏的交变电压,便可输出几千伏的高压。