DE102005002998A1

DE102005002998A1 - Piezoelektrischer Transformator

Info

Publication number: DE102005002998A1
Application number: DE102005002998A
Authority: DE
Inventors: Igor Dr. Kartashev; Heinz Florian; Alexander Dr. Glazunov
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2006-08-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Transformator mit einem Grundkörper (1) aus einem piezoelektrischen Material, dessen Oberfläche wenigstens teilweise mit einer schrumpfbaren Abdeckung (22) bedeckt ist, die ein Schrumpfmaterial enthält. In einer bevorzugten Ausführung ist zwischen der schrumpfbaren Abdeckung (2) und dem Grundkörper (1) eine Haftvermittlungsschicht (21) angeordnet, die mit der schrumpfbaren Abdeckung (22) einen isolierenden Schichtverbund (21, 22) bildet. Durch die schrumpfbare Abdeckung (22) kann die Gefahr des elektrischen Durchschlags, insbesondere zwischen einem Eingangsteil und einem galvanisch von diesem getrennten Ausgangsteil, vermindert werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Transformator mit einem Körper enthaltend ein piezoelektrisches Material.

Aus der Druckschrift US 2830274 ist ein Piezotransformator der eingangs genannten Art bekannt, der einen röhrenförmigen piezoelektrischen Körper aufweist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen piezoelektrischen Transformator anzugeben, der gute Isolationseigenschaften aufweist.

Es wird gemäß wenigstens einem Ausführungsbeispiel ein Piezotransformator angegeben, der einen Grundkörper aufweist, welcher ein piezoelektrisches Material enthält. Als piezoelektrisches Material kommt insbesondere eine PZT-Keramik (PZT = Blei-Zirkonat-Titanat) in Betracht. Zumindest ein Teil des Grundkörpers, vorzugsweise ein umlaufender Bereich der Grundkörperoberfläche kann mit einer Abdeckung bedeckt sein.

Der Transformator nutzt sowohl den direkten als auch den inversen piezoelektrischen Effekt.

Es wird unter dem inversen piezoelektrischen Effekt verstanden, dass die piezoelektrische Keramik, die gegebenenfalls zum Einsatz des Bauelementes noch polarisiert werden muss, bei Anlegen eines elektrischen Feldes parallel oder antiparallel oder auch in einem Winkel zur Polarisierungsrichtung eine Verformung erfährt.

Unter dem direkten piezoelektrischen Effekt wird verstanden, dass in dem Grundkörper bei Auftreten von Verformungen eine Spannung abfällt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein piezoelektrischer Transformator angegeben, der in zwei vorzugsweise mechanisch aneinander gekoppelte und galvanisch voneinander getrennte Teile – Eingangsteil und Ausgangsteil – unterteilt ist. Die galvanische Trennung der beiden Teile ist durch eine dazwischen angeordnete isolierende Trennschicht, vorzugsweise eine im Grundkörper dafür vorgesehene piezoelektrische Schicht erreichbar. Die Durchschlagsspannung des Transformators hängt auch von der Dicke und den elektrischen Eigenschaften dieser isolierenden Trennschicht ab.

Der Eingangsteil und der Ausgangsteil sind entlang einer Längsachse des Transformators nebeneinander angeordnet und z. B. durch eine der im Grundkörper vorgesehenen piezoelektrischen Schichten mechanisch fest miteinander verbunden. Ein elektrisches Eingangssignal wird im Eingangsteil des piezoelektrischen Transformators in mechanische Schwingungen des Grundkörpers des Transformators umgewandelt. Aufgrund der mechanischen Kopplung des Eingangsteils und des Ausgangsteils sind beide Teile von der mechanischen Schwingung betroffen. Die Umwandlung der elektrischen Energie in die mechanische Energie erfolgt aufgrund des inversen piezoelektrischen Effekts. Im Ausgangsteil werden die mechanischen Schwingungen aufgrund des direkten piezoelektrischen Effekts zurück in ein elektrisches Signal verwandelt.

Im Grundkörper können vorteilhafterweise dem Eingangsteil zugeordnete Eingangselektroden und dem Ausgangsteil zugeordnete Ausgangselektroden vorgesehen sein. Mit Hilfe der Eingangselektroden kann bei Anlegen einer Spannung an den Eingangselektroden eine mechanische Verformung des Grundkörpers hervorgerufen werden. Mit Hilfe der Ausgangselektroden kann eine bei Verformung des Körpers auftretende elektrische Spannung abgegriffen werden.

Beim Anlegen einer Wechselspannung an den Eingangselektroden kann eine periodisch wiederkehrende Deformation des Körpers erzeugt werden. Diese periodisch wiederkehrende Deformation des Körpers kann wiederum in den Ausgangselektroden eine sich periodisch ändernde Spannung hervorrufen. Durch geeignete Anordnung der Elektroden kann erreicht werden, dass die Ausgangsspannung von der Eingangsspannung verschieden ist. In diesem Fall erhält man einen Transformator mit einem dem Verhältnis der Spannungen entsprechenden Übersetzungsverhältnis.

Vorzugsweise sind die Eingangselektroden und die Ausgangselektroden, fortan auch als Elektroden bezeichnet, mit Anschlusselementen versehen, um die Elektroden mit einer Eingangsspannungsquelle oder mit einem Abgriff für die Ausgangsspannung kontaktieren zu können.

Die Oberfläche des Grundkörpers ist wenigstens teilweise – vorzugsweise zumindest auf einem zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil angeordneten Trennbereich (= Trennschicht) – mit einer rohrförmigen, elektrisch isolierenden Abdeckung bedeckt. Die isolierende Abdeckung enthält ein Schrumpfmaterial und kann z. B. einen Schrumpfschlauch umfassen. Die isolierende Abdeckung umhüllt vorzugsweise den Umfang bzw. einen umlaufenden Bereich des Grundkörpers und liegt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform am Grundkörper formschlüssig an.

Das Schrumpfmaterial hat die Eigenschaft, bei einer thermischen Behandlung, d. h. beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur zu schrumpfen. Vorzugsweise werden Materialien verwendet, die z. B. bei einer Temperatur von 135°C schrumpfen. Solche Materialien sind kostengünstig und beim Auftragen auf den Grundkörper leicht handhabbar, da sich die Form einer Schrumpfschicht zumindest gut an die Form des Grundkörpers mit daran angebrachten Elementen wie z. B. Elektroden oder Außenanschlüsse anpasst. Das Schrumpfmaterial weist vorzugsweise eine hohe Durchschlagsspannung auf, die z. B. höher als die Durchschlagsspannung einer gleich dicken piezoelektrischen bzw. piezokeramischen Schicht des Grundkörpers ist.

Durch die hier beschriebene Maßnahme des Bedeckens des Grundkörpers mit einem Schrumpfschlauch kann insbesondere eine gute elektrische Isolation zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil des Transformators erzielt werden. Eine gute Isolation, welche durch eine hohe elektrische Durchschlagsspannung charakterisiert ist, ist insbesondere von großer Bedeutung für piezoelektrische Transformatoren, die für Anwendungen bestimmt sind, wo eine Netzspannung an die Eingangsseite des Transformators angelegt ist.

Zwischen der isolierenden Abdeckung und dem Grundkörper ist vorzugsweise eine Haftvermittlungsschicht angeordnet, die z. B. einen organischen Verbundwerkstoff wie Epoxidharz enthält. Die Haftvermittlungsschicht gewährleistet eine gute mechanische Verbindung zwischen der Grundkörperoberfläche und der Schrumpfschicht. Die Schrumpfschicht und die Haftvermittlungsschicht bilden zusammen einen isolierenden Schichtverbund.

Vorzugsweise ist zumindest der Zwischenraum zwischen der isolierenden Abdeckung und der Oberfläche der Trennschicht mit dem genannten Verbundwerkstoff ausgefüllt. Mit der Haftvermittlungsschicht können zwischen der isolierenden Abdeckung und der Grundkörperoberfläche insbesondere Hohlräume vermieden werden, in denen sich mit der Zeit Feuchte ansammeln kann, was die Durchschlagsspannung des Transformators senken kann. Durch das Auffüllen von Poren oder Rissen auf der Oberfläche des Grundkörpers durch den Verbundwerkstoff kann eine Vergrößerung dieser Risse und somit ein mechanischer Schaden des Transformators weitgehend vermindert werden.

Das Material der isolierenden Abdeckung und der Haftvermittlungsschicht ist an den spezifizierten Arbeitstemperaturbereich des Transformators angepasst. Das Material der Haftvermittlungsschicht ist vorzugsweise an den Ausdehnungskoeffizienten des Grundkörpers angepasst.

Das Bedecken der Oberfläche mit einem derartigen isolierenden Schichtverbund hat den Vorteil, dass Oberflächenströme auf der Oberfläche des Körpers reduziert werden können, die ansonsten zu einer Oberflächenentladung zwischen den an den Grundkörper anzuschließenden elektrischen Polen führen würde. Dadurch können elektrische Funktionsstörungen einer elektrischen Schaltung mit einem darin angeordneten Piezotransformator vermieden werden.

Bei dem elektrischen Durchschlag spielt die Oberflächenentladung eine große Rolle. Diese Entladung kann vor allem zwischen zwei offen liegenden, mit verschiedenen elektrischen Potentialen verbundenen elektrischen Polen, z. B. einer Außenelektrode des Eingangsteils und einer Außenelektrode des Ausgangsteils, stattfinden. Eine solche Entladung kann auch zwischen bis zur Oberfläche reichenden, unbedeckten Kanten von zueinander gewandten Innenelektroden der beiden Transformatorteile stattfinden. Der elektrische Durchschlag zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil erfolgt in diesen Fällen nicht im Volumen einer die beiden Teile voneinander trennenden isolierenden Trennschicht, sondern entlang einer (freiliegenden) Oberfläche dieser Trennschicht, da die für die Oberflächenentladung erforderliche elektrische Feldstärke in der Regel deutlich kleiner ist als die Durchschlagsfeldstärke eines isolierenden Materials, d. h. des Materials der Trennschicht.

Um die Durchschlagsspannung zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Transformators zu erhöhen, ist es insbesondere wichtig, die Oberflächenentladung zu minimieren. Zu diesem Zweck wird auf der Oberfläche des Transformators ein Schrumpfschlauch vorgesehen, der die auf der Oberfläche des Grundkörpers freiliegenden elektrischen Pole wie z. B. äußere Elektroden oder Kanten von Innenelektroden bedecken soll. Ein dicht am Grundkörper anliegender Schrumpfschlauch gewährleistet eine gute elektrische Isolation zwischen der Primärseite und der Sekundärseite des Transformators. Mit dem isolierenden Schichtverbund gelingt es, eine Durchschlagsspannung gegenüber einem Transformator mit einer herkömmlichen Isolationsschicht zu erhöhen.

Gemäß einer Ausführungsform weisen beide Teile des Transformators jeweils innenliegende Elektrodenschichten – Innenelektroden – auf, die es ermöglichen, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Die Innenelektroden sind im Eingangsteil an den Eingangselektroden und im Ausgangsteil an den Ausgangselektroden angeschlossen. Vorzugsweise liegen die Innenelektroden senkrecht zur Polarisierungsrichtung des je weiligen Teils des Transformators. Erst durch die Polarisierung wird die Ausnutzung des piezoelektrischen Effekts ermöglicht. Vorteilhafterweise sind in jedem Teil des Transformators mehrere Elektrodenschichten vorgesehen, wobei jeweils benachbarte Elektrodenschichten einander überlappen und wobei jeweils benachbarte Elektrodenschichten mit unterschiedlichen Polen einer Eingangsspannungsquelle bzw. mit unterschiedlichen Anschlüssen eines Ausgangsspannungsabgriffs verbunden sind. Durch die Verwendung mehrerer Innenelektroden kann der Platzbedarf des Piezotransformators vermindert werden.

Die Flächen der Innenelektroden sind in einer bevorzugten Variante quer zur Längsachse des Transformators angeordnet. Die Polarisierungsachsen der zwischen den Innenelektroden liegenden piezoelektrischen Schichten sind in diesem Beispiel entlang der Längsachse des Transformators ausgerichtet.

In einer weiteren Variante kann die Polarisierungsachse des Ein- und Ausgangsteils senkrecht zur Längsachse des Transformators gerichtet sein.

Der piezoelektrische Transformator wird vorzugsweise durch Gemeinsamsinterung eines Stapels von übereinanderliegenden Grünfolien hergestellt, die eine piezoelektrische Keramik enthalten. Zwischen den Grünfolien sind Elektrodenschichten angeordnet, die in Form einer metallhaltigen Paste aufgetragen sind. Dadurch entstehen piezoelektrische Transformatoren mit einer laminierten Struktur, die durch Gemeinsamsinterung hergestellt sind und die somit einen monolithischen Aufbau haben.

Ein weiterer Aspekt der hier beschriebenen Transformatoren besteht darin, dass die Zuverlässigkeit des Transformators während des Betriebs verbessert werden kann. Ein Fehlermechanismus besteht darin, dass Risse bzw. Brüche, die sich durch kleine mechanische Defekte vorzugsweise auf der Oberfläche des Körpers bilden, wachsen können, sich nach innen ausbreiten können und dann zu einer mechanischen Beschädigung des Transformators führen. Ausgangspunkt solcher wachsender, sich fortpflanzender Risse können ebenfalls Poren oder andere Öffnungen in der Keramik sein, die während des Herstellungsprozesses des Körpers gebildet werden.

Das Wachstum solcher Risse geschieht insbesondere während des Betriebs des Transformators, da das elektrische Feld und mithin eine mechanische Spannung in der Umgebung solcher Defekte vergrößert ist. Somit ist das Risiko eines mechanischen Ausfalls des Bauelements dort besonders hoch, wo Defekte auf der Oberfläche des Transformators sitzen. Dies liegt daran, dass das elektrische Feld auf der Oberfläche eines Körpers eine besonders große Inhomogenität und daher auch eine größere Feldstärke als im Inneren des Materials aufweist. Das Auffüllen solcher Risse, Poren oder sonstiger Vertiefungen auf der Oberfläche des Körpers mit einem Haftvermittlungsmaterial kann also Inhomogenitäten in Bezug auf elektrische Felder und somit auch Inhomogenitäten in Bezug auf mechanische Belastungen vermindern und somit auch die Gefahr des Fortpflanzens von Rissen ins Innere des Körpers reduzieren.

Der isolierende Schichtverbund oder zumindest die Schrumpfschicht kann vorzugsweise die gesamte Seitenfläche des Grundkörpers mit den daran angebrachten Elektroden bedecken. Die Haftvermittlungsschicht kann auch die gesamte Seitenfläche, in einer Variante sogar die gesamte Oberfläche des Grundkörpers bedecken. Beispielsweise kann mit einer ausgehärteten, vorzugsweise verglasten Haftvermittlungsschicht des isolie renden Schichtverbunds die Oberfläche des Grundkörpers derart dicht versiegelt werden, dass das Eindringen von Feuchte in das Material des Grundkörpers und daher auch das Entstehen von unerwünschten Oberflächenladungen stark vermindert wird.

Möglich ist aber auch, dass der isolierende Schichtverbund und insbesondere die Schrumpfschicht die Seitenfläche des Grundkörpers nur teilweise bedeckt. Der isolierende Schichtverbund oder zumindest die Schrumpfschicht kann insbesondere die Oberfläche einer zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil angeordneten Trennschicht komplett bedecken. Der isolierende Schichtverbund oder zumindest die Schrumpfschicht ist dabei vorzugsweise auch zumindest in dem an die Oberfläche der Trennschicht anliegenden Randbereich der Ein- und Ausgangselektroden angeordnet.

In einer Ausführungsform kann zwischen der isolierenden Abdeckung und dem Grundkörper ein Kontaktelement, z.B. ein vorzugsweise als Flachdraht ausgebildeter Anschlussdraht angeordnet sein, das mit Ein- bzw. Ausgangselektroden z. B. durch Löten fest und elektrisch leitend verbunden und das von außen kontaktierbar ist.

Im Folgenden werden Transformatoren anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert. Es zeigen
1 ausschnittsweise einen ersten piezoelektrischen Transformator im Querschnitt.
2 ausschnittsweise einen zweiten piezoelektrischen Transformator im Querschnitt.
3 einen Transformator mit Außenanschlüssen.
4 einen Transformator gemäß 3 in einer perspektivischen Ansicht.
Elemente, die einander gleichen oder die gleiche Funktion haben, sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ausschnittsweise einen piezoelektrischen Transformator mit einem Grundkörper 1, der aus einer piezoelektrischen Keramik, beispielsweise einer PZT-Keramik hergestellt ist. Er weist einen Eingangsteil 11 und einen Ausgangsteil 12 auf. Jeder dieser Teile enthält eine Vielzahl von Innenelektroden. Der Eingangsteil enthält eine Vielzahl von Innenelektroden 111, 112. Diese umfassen Innenelektroden 111 der ersten Sorte, die alle mit einem gemeinsamen äußeren Kontakt – erster Eingangselektrode 31 – kontaktiert sind. Die Innenelektroden 112 der zweiten Sorte sind mit einem anderen gemeinsamen äußeren Kontakt – zweiter Eingangselektrode 32 – kontaktiert. Innenelektroden 111 der ersten Sorte wechseln sich dabei in der Schichtenfolge mit Innenelektroden 112 der zweiten Sorte ab. Entsprechendes gilt für die an Ausgangselektroden 41, 42 angeschlossene Innenelektroden 121, 122 im Ausgangsteil des Transformators. Die Innenelektroden einer Sorte sind alle mit der gleichen Elektrode und daher mit dem gleichen elektrischen Potential verbunden. Die Elektroden 31, 32, 41, 42 werden jeweils dafür verwendet, um von außen elektrische Spannungsquellen bzw. Spannungsabgriffe an die Innenelektroden 111, 112, 121, 122 anzuschließen.
Die Polarisierung der jeweils zwischen zwei Elektroden liegenden piezoelektrischen Schicht ist durch die Pfeile angegeben. Aus der 1 geht hervor, dass benachbarte piezo elektrische Schichten jeweils in entgegengesetzte Richtung polarisiert sind. Insgesamt erfolgt die Polarisierung senkrecht zu den Eingangselektroden 111, 112 bzw. zu den Ausgangselektroden 121, 122. Die Polarisationsachsen p der jeweiligen piezoelektrischen Schichten sind in 1 entlang der (horizontal verlaufenden) Längsachse, d. h. Längsachse des Grundkörpers 1 gerichtet. Der Eingangsteil 11 und der Ausgangsteil 12 sind durch die Trennschicht 13 galvanisch voneinander getrennt und durch diese Trennschicht mechanisch miteinander gekoppelt.
An Seitenflächen 81, 83 des Grundkörpers 1 ist zwischen dem Eingangsteil 11 und dem Ausgangsteil 12 ein Schichtverbund 21, 22 angebracht. Der Schichtverbund umfasst eine am Grundkörper angeordnete Haftvermittlungsschicht 21 z. B. aus einem isolierenden, organischen Verbundwerkstoff, vorzugsweise einem Vergussmaterial, sowie eine darauf angeordnete isolierende Schrumpfschicht 22 die ein Schrumpfmaterial enthält.
Die Haftvermittlungsschicht 21 sorgt für eine glatte Oberfläche des Grundkörpers 1, womit die Gefahr von Rissen reduziert werden kann. Zwischen der isolierenden Abdeckung 2 und der Oberfläche des Grundkörpers 1 des Piezotransformators können unerwünschte Hohlräume entstehen. Die Haftvermittlungsschicht 21 dient insbesondere dazu, diese mit Luft oder Feuchte gefüllten Hohlräume im Wesentlichen auszuschließen. Der mit dem Schichtverbund bedeckte Bereich der Oberfläche des Transformators umfasst die Oberfläche der Trennschicht 13 und erstreckt sich in der Längsrichtung auf die an die Trennschicht 13 angrenzenden Bereiche des Eingangsteils 11 und des Ausgangsteils 12. Von außen zugängliche Kontaktbereiche der Außenelektroden 31, 32, 41, 42 liegen dabei außerhalb des durch den Schichtverbund überdeckten Bereichs. In einer z. B. in
3 gezeigten Variante kann die gesamte Seitenfläche des Transformators durch den Schichtverbund bedeckt sein. In diesem Fall sind auch Teile von mit den Außenelektroden 31, 32, 41, 42 fest verbundenen Außenanschlüssen 51 bis 54 durch den Schichtverbund bedeckt.
Die-isolierende Abdeckung trägt auch zur Verkapselung des im Hinblick auf das Entstehen von Oberflächenladungen kritischen Oberflächenbereichs bei. Durch den isolierenden Schichtverbund kann somit eine gute elektrische Isolierung zwischen dem Eingangsteil 11 und dem Ausgangsteil 12 hergestellt werden.
2 zeigt einen weiteren piezoelektrischen Transformator. Der Grundkörper 1 des Transformators umfasst einen Eingangsteil 11, einen Ausgangsteil 12 und eine Trennschicht 13. Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Transformator ist die Polarisationsachse p hier quer zur Längsachse gerichtet. Die piezoelektrische Transformation erfolgt zwischen außen liegenden Kontakten – im Eingangsteil zwischen den Eingangselektroden 31, 32 bzw. im Ausgangsteil zwischen den Ausgangselektroden 41, 42.
In einer besonderen Ausführungsform ist es ausreichend, wenn der Schichtverbund oder auch nur die Schrumpfschicht 22 alleine den Grundkörper wenigstens teilweise bedeckt. Besonders bevorzugt wird dabei die Oberfläche der Trennschicht 13 oder ein zwischen den Außenelektroden – 31 und 41 bzw. 32 und 42 – der beiden Transformatorteile 11, 12 angeordneter Zwischenbereich 10 der Seitenfläche des Grundkörpers komplett bedeckt.
3 zeigt im einzelnen die Anbindung der Eingangselektroden 31, 32 und der Ausgangselektroden 41, 42 an die von außen zugänglichen Kontakte 51 bis 54. Die an die Außenseite des Grundkörpers 1 herausgeführten Elektroden 31, 32, 41, 42 werden zunächst jeweils mit einem der Kontakte 51 bis 54 z. B. durch Löten fest verbunden. Zumindest auf die Oberfläche der Trennschicht 13 und die an diesen anliegenden Bereiche der Elektroden 31, 32, 41 und 42 oder auf die ganze Seitenfläche des Grundkörpers 1 wird eine als Schrumpfschlauch ausgebildete schrumpfbare Schicht 22 mit einer auf dieser aufgetragenen Haftvermittlungsschicht 21 angetragen, wobei der Schichtver-bund die Seitenfläche des Grundkörpers 1 umgibt und in 3 auch teilweise die äußeren Kontakte 51 bis 54 bedeckt. Das Bauelement wird bis zu einer Temperatur erwärmt, bei der der Schrumpfschlauch schrumpft, so dass seine Innenfläche dicht an der Seitenfläche des Grundkörpers und auch an den Elektroden 31, 32, 41, 42 anliegt.
Die äußeren Kontakte 51 bis 54 sind vorzugsweise als Flachdrähte ausgebildet. Als äußere Kontakte kommen auch Drähte mit einem beliebigen, vorzugsweise rundem Querschnitt in Betracht.
4 zeigt einen piezoelektrischen Transformator gemäß 3 vor dem Auftragen der isolierenden Abdeckung 2 in einer perspektivischen Ansicht. Der Eingangsteil 11 befindet sich in der Figur links und der Ausgangsteil 12 rechts.
Die isolierende Abdeckung 2 wird auf jeder Seitenfläche 81, 82, 83, 84 des Grundkörpers 1 angeordnet. Die Kontakte 51, 52 kontaktieren jeweils genau eine Sorte von Eingangselektroden. Die Kontakte 53, 54 im Ausgangsteil des Transformators kontaktieren dabei jeweils genau eine Sorte der Ausgangselektroden.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele, Anzahl der dargestellten Elemente oder die genannten Materialien beschränkt.

1: Grundkörper
10: Zwischenbereich
11: Eingangsteil
111, 112: Innenelektrode
12: Ausgangsteil
13: Trennschicht
121, 122: Innenelektrode
2: Abdeckung
21: Haftvermittlungsschicht
22: Schrumpfschicht
31, 32: Eingangselektrode
41, 42: Ausgangselektrode
51, 52, 53, 54: äußere Kontakte
81, 82, 83,: Seitenfläche

Claims

Piezoelektrischer Transformator mit einem Grundkörper (1), der ein piezoelektrisches Material enthält und dessen Oberfläche wenigstens teilweise mit einer rohrförmigen, elektrisch isolierenden Abdeckung (2) aus einem thermisch schrumpfbaren Material bedeckt ist.
Transformator nach Anspruch 1, wobei die Abdeckung ein isolierender Schichtverbund (21, 22) ist, gebildet aus einer Haftvermittlungsschicht (21) und einer Schrumpfschicht (22).
Transformator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit einem Eingangsteil (11), einem Ausgangsteil (12) und einer dazwischen angeordneten isolierenden Trennschicht (13), wobei die Abdeckung (2) zumindest die Oberfläche der Trennschicht (13) bedeckt.
Transformator nach Anspruch 3, wobei der Eingangsteil (11) Eingangselektroden (31, 32) und der Ausgangsteil (12) Ausgangselektroden (41, 42) aufweist, wobei der isolierende Schichtverbund (21, 22) zumindest den zur Trennschicht (13) hin gewandten Randbereich der Eingangselektroden (31, 32) und der Ausgangselektroden (41, 42) bedeckt.
Transformator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem zur Kontaktierung von Eingangselektroden (31, 32) und Ausgangselektroden (41, 42) äußere Kontaktelemente (51, 52, 53, 54) vorgesehen sind.
Transformator nach Anspruch 5, bei dem die schrumpfbare Abdeckung (2) die äußeren Kontaktelemente (51, 52, 53, 54) wenigstens teilweise bedeckt.
Transformator nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Haftvermittlungsschicht (21) einen isolierenden organischen Verbundwerkstoff enthält.
Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die schrumpfbare Abdeckung (2) einen Schrumpfschlauch umfasst.
Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem Risse in der Oberfläche des Grundkörpers (1) wenigstens teilweise durch ein Material aus der Abdeckung (22) gefüllt sind.