[实用新型]一种非对称驱动型压电陶瓷变压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压电陶瓷变压器。

背景技术

现有的Rosen型压电陶瓷变压器如图1和图2所示，是将一矩形压电体分为二区，左半区为输入驱动区，上下表面涂上电极，沿厚度方向极化；右半区为输出发电区，端头涂上电极，沿长度方向极化；Rosen型具有二种振动模式，即λ/2、λ，当工作于λ/2振动模式时，零位移振动节点在变压器中心位置，输出端头部位的振动位移与输入端头部位的振动位移相等，振动位移图属于对称型的图形。缺点是输入电极面积大，制作成本高，输入电容大，相位大，升压比低，转换效率低，谐振频率和振动节点不可调。

Center型压电陶瓷变压器如图3和图4所示，是将一矩形压电体分为三区，中间区为输入驱动区，上下表面涂上电极，沿厚度方向极化；两边分别为两输出发电区，两端头均涂上电极，沿长度方向极化，两个发电区结构对称，相位同相，在实际中多并接使用。Center型具有二种振动模式，即λ/2和3λ/2，当工作于λ/2振动模式时，零位移振动节点在变压器中心位置，两输出端头部位的振动位移相等，振动位移图属于对称型的图形。缺点是制作工艺复杂，制造成本高，对两发电端平衡要求高，波形迭加会产生调制现象，谐振频率和振动节点不可调。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服Rosen型转换效率低，升压比低和Center型波形调制的问题，提供一种非对称驱动型压电陶瓷变压器，制作简单、成本低、转换效率高、升压比高和振动节点可调。

实现本实用新型上述目的的技术方案是将一块矩形压电体分为三个区：第一区为振动节点可调区，改变其长度可用来调整压电变压器的谐振频率和振动节点；第二区为输入驱动区，其上、下表面分别涂上平面电极，沿厚度方向极化，极化方向由上向下或由下向上均可，第三区为输出发电区，输出端头涂上电极，沿长度方向极化，极化方向向右或向左均可。

其中根据三个区长度的变化情况可以有三种类型

(1)振动节点可调区的长度L1是可变的，输入驱动区的长度L2是固定不变的，输出发电区的长度L3是固定不变的，变压器的总长度L随L1的改变而改变。

(2)振动节点可调区的长度L1是可变的，输入驱动区的长度L2是可变的，输出发电区的长度L3是固定不变的，变压器的总长度L固定不变。

(3)输出发电区的长度L3始终固定不变，占变压器总长度的2/5，振动节点可调区的长度L1和输入驱动区的长度L2是可变和可调的，且L1和L2之和是固定不变的，占变压器总长度的3/5，变压器的总长度L固定不变。

非对称驱动型压电陶瓷变压器包括单层变压器和由多个单层压电体叠加制成的多层变压器。

具有上述驱动结构的非对称驱动型压电陶瓷变压器的特点是具有三种振动模式可供选择，即λ/2、λ、3λ/2，因λ/2振动模式输出功率和升压比最大，当工作在λ/2振动模式下，零位移振动节点在变压器中心位置，而且输出端头部位的振动位移要比输入端头部位的振动位移大，振动位移图属于非对称型的图形。优点是制作工艺简单，制造成本低，发热少，升压比高，转换效率高，谐振频率和振动节点可调。

附图说明

图1是现有Rosen型压电变压器的驱动结构俯视图。

图2是现有Rosen型压电变压器的驱动结构主视图。

图3是现有Center型压电变压器的驱动结构俯视图。

图4是现有Center型压电变压器的驱动结构主视图。

图5是本实用新型非对称驱动型压电陶瓷变压器的驱动结构俯视图。

图6是本实用新型非对称驱动型压电陶瓷变压器的驱动结构主视图。

图7是本实用新型一种实施例的压电陶瓷变压器结构俯视图。

图8是本实用新型一种实施例的压电陶瓷变压器结构主视图。

具体实施例

图中阴影部分为涂电极部分，箭头表示极化方向，长度用L表示，宽度用W表示，厚度用H表示。本实用新型的结构有三种类型

(1)振动节点可调区的长度L1是可变的，输入驱动区的长度L2是固定不变的，输出发电区的长度L3是固定不变的，变压器的总长度L随L1的改变而改变。

(2)振动节点可调区的长度L1是可变的，输入驱动区的长度L2是可变的，输出发电区的长度L3是固定不变的，变压器的总长度L固定不变。

(3)输出发电区的长度L3始终固定不变，占变压器总长度的2/5，振动节点可调区的长度L1和输入驱动区的长度L2是可变和可调的，且L1和L2之和是固定不变的，占变压器总长度的3/5，变压器的总长度L固定不变。