SU738014A1 - Piezoelectric transformer - Google Patents
Piezoelectric transformer Download PDFInfo
- Publication number
- SU738014A1 SU738014A1 SU762425442A SU2425442A SU738014A1 SU 738014 A1 SU738014 A1 SU 738014A1 SU 762425442 A SU762425442 A SU 762425442A SU 2425442 A SU2425442 A SU 2425442A SU 738014 A1 SU738014 A1 SU 738014A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- plate
- region
- polarized
- length
- longitudinal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР(54) PIEZOELECTRIC TRANSFORMER
Изобретение относитс к области радиоэлектроники и может использоватьс в низковольтных преобразовател х посто нного тока,The invention relates to the field of radio electronics and can be used in low-voltage converters DC
Известны пьезокерамические трансформаторы в форме пр моугольных пластин с активными област ми (с пол ризованными покрыти ми и электро ,дами) , составл о1дими по 0,5 длины пластины 1. Врежиме максимума КПД входное сопротивление большинства из них имеет значительную емкостную реактивную составл ющую, а, следовательно , малое отношение активной потребл емой мощности к полной входной (cos ). Дл компенсации входной емкости обычно используют индуктивность, подключенную параллельно или последовательно входу. Ее применение создает дополнительные трудности, св занные с изготовлением качественных индуктивностей, рассчитанных на большие токи. При отклонении нагрузки от нокшнальной компенсирующа индуктивность должна перестраиватьс . Наличие намоточного элемента/ который фактически может выполн ть роль трансформатора при незначительных изменени х (изготой- Piezoceramic transformers in the form of rectangular plates with active regions (with polarized coatings and electrodes) are known, each about 0.5 times the length of plate 1. The maximum input efficiency of most of them has a significant capacitive reactive component, and therefore, the low ratio of active power consumption to total input (cos). In order to compensate for the input capacitance, inductance is usually used that is connected in parallel or in series with the input. Its use creates additional difficulties associated with the manufacture of high-quality inductances, designed for large currents. If the load deviates from the noxscale, the compensating inductance must be rearranged. The presence of a winding element (which can actually perform the role of a transformer with minor changes (made of
ление вторичной обмотки) снижает преимущества пьезоэлектрических трансформаторов, как безнамоточных.secondary winding) reduces the advantages of piezoelectric transformers as non-winding.
Известенпьезоэлектрический трансформатор , содержа1аий пр моугольную , пластину с поперечно пол ризованной пьезоактивной областью, имеющей электроды, нанесенные на поверхности пластины, и продольно пол ризованto ной -пьззоактивной областью, котора примыкает к поперечно пол ризованной, имеет один электрод, расположенный на торце пластины перпендикул рно боковым гран м пластины 2.A piezoelectric transformer, containing a rectangular, plate with a transversely polarized piezoactive region, having electrodes deposited on the plate surfaces, and a longitudinally polarized-piezoactive region, which is adjacent to the transversely polarized, has one electrode, located on the end of the plate, perpendicular to the face gran m plate 2.
1515
Недостатками этого устройства вл ютс невысокие КПД и отношение активной входной мощности к полной входной мощности в широком диапазоне мен ющихс нагрузок.The disadvantages of this device are the low efficiencies and the ratio of the active input power to the total input power in a wide range of varying loads.
2020
Цель изобретени состоит в повышении КПД и увеличейии отношени активной входной мощности к полной входной мощности в широкой диапазоне мен ющихс нагрузок..The purpose of the invention is to increase efficiency and increase the ratio of active input power to total input power over a wide range of varying loads.
2525
Цель достигаетс тем, что пластина выполнена с пассивной областью, расположенной у торца пластины, противоположного торцовому электроду продольно пол ризованной области; аThe goal is achieved by the fact that the plate is made with a passive area located at the end of the plate opposite to the face electrode of the longitudinally polarized area; but
30thirty
также тем, что пластина выполнена полуволновой вдоль направлени продольной пол ризации, продольно пол ризованна область имеет размер 0,2-0,32 длины пластины в направлении продольной пол ризации, а пассина область имеет размер 0,14-0,23 от той же длины; а также тем, что .пьезотрансформатор содержит две четвертьволновые вдоль направлени продольной пол ризации пластины, жестк соединенные между собой по торцовым электродам продольно пол ризованной области, обща длина продольно пол ризованной области составл ет 0,10 ,26 длины пластины в направлении продольной пол ризации, а обща длина пассивной области составл ет 0,03-0,09 от той же длины.also by the fact that the plate is made half-wave along the direction of longitudinal polarization, the longitudinally polarized region has a size of 0.2-0.32 plate length in the direction of longitudinal polarization, and the passin region has a size of 0.14-0.23 of the same length ; and the fact that the piezotransformer contains two quarter-wave plates along the longitudinal polarization direction, rigidly connected to each other along the end electrodes of the longitudinally polarized region, the total length of the longitudinally polarized region is 0.10,26 of the plate length in the direction of the longitudinal polarization, and the total length of the passive region is 0.03-0.09 of the same length.
На фиг, 1 изображен предлагаемый пьезотрансформатор с боковым расположением продольно пол ризованной области; на фиг. 2 - то же, с централным; на фиг. 3 - заштрихованными област ми обозначены пределы изменени частотной характеристики фазового ула между током и напр жением дл пьезотрансформатора с пассивными област ми (левый уклол штриховки) и традиционного, без пассивных областей .(правый уклон штриховк -) , при изменении сопротивлени нагрузки; на фиг. 4 показана зависимость коэффициентов передачи по напр жению и току от частоты; на Фиг. 5 приведены экспериментальные зависим ти отношени активной входной мощности к полной входной мощности (cos Р ) на частоте самокомпенсации входной емкости при разных значени хсопротивлени нагрузки.Fig. 1 shows the proposed piezotransformer with a lateral arrangement of a longitudinally polarized region; in fig. 2 - the same with the central; in fig. 3 - hatched areas indicate the limits of variation of the frequency characteristic of the phase ula between current and voltage for a piezotransformer with passive areas (left hatching angle) and traditional, without passive areas (right slope of hatchings), when the load resistance changes; in fig. 4 shows the dependence of the transmission coefficient on voltage and current on frequency; in FIG. Figure 5 shows the experimental dependences of the ratio of the active input power to the total input power (cos P) at the self-compensation frequency of the input capacitance at different values of load resistance.
Пьезотрансформатор (фиг. 1) имее поперечно пол ризованную область 1 с электродами 2 и продольно пол ризованную область 3 с торцовым электродом 4, Пассивна область 5 расположена у кра пластины, противоположного торцовому электроду 4. продольно пол ризованной области Зо Генератор синусидального напр жени подключаетс к зажимам б и 7, нагрузка - к зажимам 7 и 8. На фИг. 2 показан пьезоэлектрический трансформатор состо щий из двух пластин, св занных между собой по торцовому электроду 4 и продольно пол ризованной области 3. Электроды поперечно пол ризованных областей 2 соединены друг с другом. Назначение частей этого пьезотрансформатора такое же как и у трансформатора , изображенного на фиг, 1.The piezotransformer (Fig. 1) has a transversely polarized region 1 with electrodes 2 and a longitudinally polarized region 3 with an end electrode 4, the passive region 5 is located at the edge of the plate opposite to the end electrode 4. The longitudinally polarized region Zo The sinusoidal voltage generator is connected to clips b and 7, load - to clips 7 and 8. On fig. Figure 2 shows a piezoelectric transformer consisting of two plates interconnected by an end electrode 4 and a longitudinally polarized region 3. The electrodes of the transversely polarized regions 2 are connected to each other. The purpose of the parts of this piezotransformer is the same as that of the transformer shown in FIG. 1.
После подключени к зажимам б и 7 электрического/ напр жени за счет пьеэоэффекта в пластине начинает распростран тьс продольна волна в направлении вектора продольной пол ризации. Она создает на электродах 2 поперечно пол ризованной области 1 разность потенциалов, которую снимают с зажимов 7 и 8, Дл максимизации эффективных коэффициентов св зи необходимо отрегулировать размеры пассивных и активных областей. Они определ ютс статичес-, кими коэффициентами св зи К- и К пьезоматериала. Выбор рабочей частоты генератора иллюстрируетс графиком на фиг. 3. На нем заштрихованной областью 9 обозначены пределы изменени фазового угла между током и напр жением на входе пьезотрансформаторов , изображенных на фиг. 1 и 2. Область 9 имеет одну точку, соответствующую частоте самокомпенсации, обозначенной на графике f, , в которой фазовый угол равен нулю и не мен етс при колебани х нагрузки. Поэтому выбор этой частоты в качестве рабочей вл етс оптимальным именно дл насто щих пьезотрансформаторов потому , что у известного продольно-поперечного трансформатора частота самокомгтенсации измен етс при колебани х нагрузки (область 10 на фиг. 3, определ юща пределы изменени фазового угла ф , в отличие от области 7 не ст гиваетс в точку на, пр мой Р О) .After the electrical / voltage is connected to the terminals 6 and 7, a longitudinal wave begins to propagate in the plate in the direction of the longitudinal polarization vector due to the effect of the plasma effect. It creates a potential difference across electrodes 2 of transversely polarized region 1, which is removed from terminals 7 and 8. To maximize the effective coupling factors, it is necessary to adjust the dimensions of the passive and active regions. They are determined by the static, coupling coefficients of the K- and K of the piezomaterial. The selection of the operating frequency of the generator is illustrated by the graph in FIG. 3. On it, the hatched area 9 indicates the limits of the phase angle between the current and the voltage at the input of the piezotransformers shown in FIG. 1 and 2. Area 9 has one point corresponding to the self-compensation frequency indicated on the graph f, in which the phase angle is zero and does not change with load fluctuations. Therefore, the choice of this frequency as a working one is optimal precisely for present piezotransformers because, in a known longitudinal-transverse transformer, the frequency of self-condensation changes with load fluctuations (area 10 in Fig. 3, which determines the limits of change in phase angle φ, in contrast to from region 7 is not staggered to a point on, forward my P O).
Следует отметить, что частота самркомпенсадни находитс между максимумами коэффициентов передачи по напр жению и току (кривые И и 12 на фиг. 4) ,It should be noted that the self-compensation frequency is between the maxima of the voltage gain and current (curves And and 12 in Fig. 4),
Результаты экспериментов показали более высокую эффективность трансформаторов , изготовленных из различных марок пьезокерамики, размеры которых выбирают согласно изобретению , сравнительно, с известными техническими решени ми.The results of the experiments showed a higher efficiency of transformers made from various grades of piezoelectric ceramics, the dimensions of which are chosen according to the invention, comparatively, with the known technical solutions.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU762425442A SU738014A1 (en) | 1976-12-01 | 1976-12-01 | Piezoelectric transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU762425442A SU738014A1 (en) | 1976-12-01 | 1976-12-01 | Piezoelectric transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU738014A1 true SU738014A1 (en) | 1980-05-30 |
Family
ID=20684880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU762425442A SU738014A1 (en) | 1976-12-01 | 1976-12-01 | Piezoelectric transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU738014A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5504384A (en) * | 1993-06-23 | 1996-04-02 | Industrial Technology Research Institute | Multi-mode adjustable piezoelectric transformer |
US5811913A (en) * | 1995-06-22 | 1998-09-22 | Nec Corporation | Piezoelectric transformer having four-terminal structure |
RU2529824C2 (en) * | 2012-11-29 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) | Piezoelectric converter |
-
1976
- 1976-12-01 SU SU762425442A patent/SU738014A1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5504384A (en) * | 1993-06-23 | 1996-04-02 | Industrial Technology Research Institute | Multi-mode adjustable piezoelectric transformer |
US5811913A (en) * | 1995-06-22 | 1998-09-22 | Nec Corporation | Piezoelectric transformer having four-terminal structure |
RU2529824C2 (en) * | 2012-11-29 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) | Piezoelectric converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5241236A (en) | Piezoelectric ceramic transformer being driven with thickness extensional vibration | |
US4661884A (en) | Miniature, multiple layer, side mounting high frequency blocking capacitor | |
US3590287A (en) | Piezoelectric thin multilayer composite resonators | |
US5440195A (en) | Piezoelectric ceramic transformer | |
US3736446A (en) | Piezoelectric transformer | |
US3562792A (en) | Piezoelectric transformer | |
KR100349126B1 (en) | A piezoelectric transformer for a fluorescent lamp | |
US4714906A (en) | Dielectric filter with variable central frequency | |
GB2232027A (en) | Microwave electric power receiver | |
SU738014A1 (en) | Piezoelectric transformer | |
US5818150A (en) | Four-terminal piezoelectric ceramic transformer | |
US3838366A (en) | Monolithic electro-mechanical filters | |
US5675208A (en) | Lithium niobate piezoelectric transformer operating in thickness-shear mode | |
US3072805A (en) | Autopolarization of electrostrictive transducers | |
US7932663B2 (en) | Piezoelectric transformer with pinwheel type electrode | |
US20180287043A1 (en) | Piezoelectric transformer | |
US4646039A (en) | Low pass filters with finite transmission zeros in evanescent modes | |
US4020412A (en) | High-efficiency transfer of magnetic energy | |
US3676721A (en) | Composite surface-wave transducer | |
US3659127A (en) | Piezoelectric ceramic transformer with specific width to length ratios | |
RU2072623C1 (en) | Frequency multiplier | |
US3825860A (en) | Surface wave delay line with quarter-wave taps | |
JPH036684B2 (en) | ||
US3334294A (en) | Frequency multiplier utilizing composite multiple resonant circuits | |
SU285705A1 (en) | Piezoelectric transformer |