CN1445872A - 一种非对称驱动型压电陶瓷变压器 - Google Patents

一种非对称驱动型压电陶瓷变压器 Download PDF

Info

Publication number
CN1445872A
CN1445872A CN03114571.XA CN03114571A CN1445872A CN 1445872 A CN1445872 A CN 1445872A CN 03114571 A CN03114571 A CN 03114571A CN 1445872 A CN1445872 A CN 1445872A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
district
transformer
piezoelectric ceramic
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN03114571.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘全保
陈耀强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XI'AN KANGHONG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
XI'AN KANGHONG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XI'AN KANGHONG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical XI'AN KANGHONG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN03114571.XA priority Critical patent/CN1445872A/zh
Priority to US10/542,440 priority patent/US7288876B2/en
Priority to PCT/CN2003/000440 priority patent/WO2004086525A1/zh
Priority to AU2003244061A priority patent/AU2003244061A1/en
Publication of CN1445872A publication Critical patent/CN1445872A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/40—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and electrical output, e.g. functioning as transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明涉及到一种非对称驱动型压电陶瓷变压器，它沿着长度方向将矩形压电体分为三区：第一区为振动节点可调区，改变其长度可用来调整压电陶瓷变压器的谐振频率和振动节点；第二区为输入驱动区，其上下表面涂上平面电极，沿厚度方向极化；第三区为输出发电区，输出端头涂上电极，沿长度方向极化，具有上述结构的压电陶瓷变压器，具有体积小，发热少，效率高，谐振频率和振动节点可调，制作工艺简单，制造成本低的优点，此压电陶瓷变压器可广泛用于电子设备中的高压电源，及其液晶显示器中的驱动冷阴极荧光灯的背光电源。

Description

一种非对称驱动型压电陶瓷变压器
技术领域
本发明涉及到一种非对称驱动型压电陶瓷变压器。
背景技术
现有的Rosen型压电陶瓷变压器，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。
Center型压电陶瓷变压器，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。表1三种驱动结构比较一览表
发明内容
本发明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，提供一种制作简单、成本低、转换效率高、升压比高和振动节点可调的一种新型压电陶瓷变压器。
实现本发明上述目的的技术方案为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。
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。
非对称驱动型驱动结构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。
表1三种驱动结构比较一览表
附图说明图1  现有Rosen型压电变压器的驱动结构示意图图2  现有Center型压电变压器的驱动结构示意图图3  本发明非对称驱动型压电陶瓷变压器的驱动结构示意图。图4  本发明一种实施例的压电陶瓷变压器结构示意图
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。
具体实施例
如图3所示，一块矩形压电体长L、宽W、厚H，①为振动节点可调区(左区)长L1、宽W、厚H，其L1长度可以调整，用来调节变压器的谐振频率和振动节点，当L1长度增加时，谐振频率降低，振动节点左移，当L1长度减小时，谐振频率升高，振动节点右移，通过改变长度L1，可用来选择压电变压器最佳谐振频率特性和振动位移特性，从而提高变压器输出带负载能力。②为输入驱动区(中间区)，长L2、宽W、厚H，其上下表面分别涂上电极⑤和⑥，沿厚度H方向极化，极化方向如⑦所示，由上向下(实线箭头)或由下向上(虚线箭头)均可，输入驱动部分主要作用是完成机电能量的转换过程。当输入施加一个低压驱动电信号时，当其驱动频率与变压器的固有频率相同时，发生谐振，引起变压器机械形变，产生振动位移。③为输出发电区(右区)，长L3、宽W、厚H，右端头部位涂上电极④，沿长度方向极化，极化方向如⑧所示，向右(实线箭头)或向左(虚线箭头)均可。输出发电部分主要作用是传播驻波和完成高压变换，在输出端头随着电荷的不断积累，将产生一个高压电信号输出。
按照非对称驱动型驱动结构实际制作的一种用在笔记本电脑显示器的4W压电变压器，如图4所示，它是由长、宽、厚分别为30mm、6.0mm、0.16mm的单层压电体迭加17层制成，输入驱动部分长12.0mm，沿厚度方向极化，其左端多出一块长6.0mm的陶瓷体，右端为长12.0mm的发电体，沿长度方向极化，用于实际制作的压电Inverter，经测试工作电压范围可达3～22V，输出额定功率4W，最大可达4.5W，其转换效率可达90％以上，升压比大于80，输出端带冷光灯负载能力高，对长度80～400mm的灯管均可适用。成品体积小，工作稳定，已满足实际要求。

Claims (3)

1一种非对称驱动型压电陶瓷变压器，其特征在于它沿着长度方向将矩形压电体分为三区：第一区①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②为输入驱动区，其上、下表面分别涂上平面电极⑤和⑥，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③为输出发电区，输出端头涂上电极④，沿长度方向极化，极化方向向右或向左均可。
2如权利要求1所述的非对称驱动型压电陶瓷变压器，其特征是具有三种振动模式可供选择，即λ/2、λ、3λ/2，其中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。
3如权利要求1所述的非对称驱动型压电陶瓷变压器，其特征是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。
CN03114571.XA 2003-03-25 2003-03-25 一种非对称驱动型压电陶瓷变压器 Pending CN1445872A (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN03114571.XA CN1445872A (zh) 2003-03-25 2003-03-25 一种非对称驱动型压电陶瓷变压器
US10/542,440 US7288876B2 (en) 2003-03-25 2003-06-05 Non-symmetric drive type piezoelectric ceramic transformer
PCT/CN2003/000440 WO2004086525A1 (fr) 2003-03-25 2003-06-05 Transformateur d'attaque en piezoceramique non symetrique
AU2003244061A AU2003244061A1 (en) 2003-03-25 2003-06-05 Non-symmetric drive piezo ceramic transformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN03114571.XA CN1445872A (zh) 2003-03-25 2003-03-25 一种非对称驱动型压电陶瓷变压器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1445872A true CN1445872A (zh) 2003-10-01

Family

ID=27814805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN03114571.XA Pending CN1445872A (zh) 2003-03-25 2003-03-25 一种非对称驱动型压电陶瓷变压器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7288876B2 (zh)
CN (1) CN1445872A (zh)
AU (1) AU2003244061A1 (zh)
WO (1) WO2004086525A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112368085A (zh) * 2018-04-11 2021-02-12 艾科索成像公司 具有压电收发器的成像设备
US11143547B2 (en) 2018-04-11 2021-10-12 Exo Imaging, Inc. Asymmetrical ultrasound transducer array
US11794209B2 (en) 2019-09-12 2023-10-24 Exo Imaging, Inc. Increased MUT coupling efficiency and bandwidth via edge groove, virtual pivots, and free boundaries
US11819881B2 (en) 2021-03-31 2023-11-21 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers with harmonic characteristics
US11951512B2 (en) 2021-03-31 2024-04-09 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers with harmonic characteristics
US11986350B2 (en) 2016-12-04 2024-05-21 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transducers

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050259065A1 (en) * 2004-05-19 2005-11-24 Chin-Wen Chou Back light source generator
CN204538088U (zh) * 2012-11-13 2015-08-05 株式会社村田制作所 压电变压器
CN110212807B (zh) * 2019-06-27 2024-02-27 华侨大学 非对称振动触觉反馈装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2643810B2 (ja) * 1993-12-20 1997-08-20 日本電気株式会社 圧電磁器トランスとその駆動方法
JPH08139383A (ja) * 1994-11-02 1996-05-31 Tamura Seisakusho Co Ltd 圧電トランス
JP3616930B2 (ja) * 1995-01-09 2005-02-02 Ｎｅｃトーキン株式会社 圧電トランス及びその制動容量値の調整方法
JPH0983032A (ja) * 1995-09-08 1997-03-28 Murata Mfg Co Ltd 圧電トランス
JPH0992901A (ja) * 1995-09-21 1997-04-04 Tokin Corp 圧電トランス
JP3456505B2 (ja) * 1995-10-20 2003-10-14 東陶機器株式会社 圧電トランスの製造方法
US5892318A (en) * 1997-01-02 1999-04-06 Motorola Inc. Piezoelectric transformer with multiple output
JPH10200174A (ja) * 1997-01-14 1998-07-31 Tamura Seisakusho Co Ltd ３次ローゼン型圧電トランスとその駆動回路
US6084336A (en) * 1997-09-17 2000-07-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric transformer
US6291925B1 (en) * 1998-01-12 2001-09-18 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and methods for reversible imaging of nonemissive display systems
US6278226B1 (en) * 1999-10-20 2001-08-21 Dong Il Technology Ltd. Piezo ceramic transformer and circuit using the same

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11986350B2 (en) 2016-12-04 2024-05-21 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transducers
CN112368085A (zh) * 2018-04-11 2021-02-12 艾科索成像公司 具有压电收发器的成像设备
CN112368085B (zh) * 2018-04-11 2021-09-14 艾科索成像公司 一种微机械超声换能器及成像设备
US11143547B2 (en) 2018-04-11 2021-10-12 Exo Imaging, Inc. Asymmetrical ultrasound transducer array
US11313717B2 (en) 2018-04-11 2022-04-26 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers
US11774280B2 (en) 2018-04-11 2023-10-03 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers
US12000728B2 (en) 2018-04-11 2024-06-04 Exo Imaging, Inc. Asymmetrical ultrasound transducer array
US11794209B2 (en) 2019-09-12 2023-10-24 Exo Imaging, Inc. Increased MUT coupling efficiency and bandwidth via edge groove, virtual pivots, and free boundaries
US11998950B2 (en) 2019-09-12 2024-06-04 Exo Imaging, Inc. Increased MUT coupling efficiency and bandwidth via edge groove, virtual pivots, and free boundaries
US11819881B2 (en) 2021-03-31 2023-11-21 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers with harmonic characteristics
US11951512B2 (en) 2021-03-31 2024-04-09 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers with harmonic characteristics
US11975360B2 (en) 2021-03-31 2024-05-07 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers with harmonic characteristics

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003244061A1 (en) 2004-10-18
WO2004086525A1 (fr) 2004-10-07
US20060113877A1 (en) 2006-06-01
US7288876B2 (en) 2007-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3553028B2 (ja) 蛍光灯用圧電トランス
CN1445872A (zh) 一种非对称驱动型压电陶瓷变压器
KR100550058B1 (ko) 압전 트랜스
JP6577667B2 (ja) 圧電トランス
CN201117684Y (zh) 一种非对称驱动型压电陶瓷变压器
JP2666562B2 (ja) 圧電セラミックトランスとその駆動方法
JPH1023753A (ja) 高圧発生回路
JPH11144883A (ja) 圧電変換器を持つ回路構成
CN2798411Y (zh) 一种使用电场耦合变压器构成的直流变换器
JP2004259947A (ja) 圧電トランス素子
CN112366271B (zh) 一种可实现容性阻抗自补偿的集成式压电变压器
CN116208025B (zh) 压电双晶片结构的驱动方法、致动器及微型压电泵
JPH10174436A (ja) 圧電素子駆動回路
JP3475687B2 (ja) 電力変換装置
Rødgaard et al. Design of interleaved interdigitated electrode multilayer piezoelectric transformer utilizing longitudinal and thickness mode vibrations
JP2001196655A (ja) 圧電セラミックトランス回路
CN1967890A (zh) 变截面Rosen型压电变压器
JP2004146653A (ja) 圧電トランス
CN2710169Y (zh) 压电变压器
Touhami AC-DC converter based on piezoelectric material and adiabatic power Transfer
Katsuno et al. Piezoelectric transformer using inter-digital internal electrodes
TW460899B (en) Resonant driver applied in a cold cathode fluorescent tube
KR20050000886A (ko) 대칭 및 비대칭 전극구조를 갖는 압전 트랜스
JPH11317554A (ja) 圧電トランス
JPH11145528A (ja) 圧電トランス

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication