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专题讨论——压电变压器的应用

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kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 11:03 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
压电变压器也不算是什么新奇的产品了,目前国外已经开始了规模化的应用,但目前所知的应用场合很有限,希望根据大家的专业背景来分析一下这个东西的应用。
压电陶瓷变压器是一种实现电能--机械能--电能转换的新型元件。压电陶瓷变压器的工作原理是利用压电陶瓷的正和逆压电效应,它通过对压电陶瓷体的电极和极化方向取向的不同进行设计,利用逆压电效应使输入端相连接的压电陶瓷在电压作用下产生机械振动,再通过正压电效应使输出端连接的压电陶瓷产生电压。当输入和输出端的阻抗不相等时,导致它们的电压和电流也不相等,从而实现输入和输出端之间的电压和电流大小变换的功能。其主要器件压电陶瓷片是用四轴飞行器非金属材料经高温烧结和高压极化等一系列工艺而制成的新型功能陶瓷材料。此类变压器与传统电磁变压器相比,具有体积小、重量轻、结构简单、不用铜铁材料、不怕受潮、不会燃烧、不受电磁干扰等优点。压电陶瓷变压器具有转换效率高、无电磁辐射、体积小、不燃烧、安全和可靠的特点。
压电陶瓷变压器的优势主要有以下几个方面: ①转换的效率很高,与传统变压器的60%至85%的效率相比,压电陶瓷变压器很容易做到98%以上; ②能量密度很大,相应体积可以做到很小,很薄; ③没有电磁干扰,由于换能的过程是由机械振动完成,并不是电磁转换; ④环境适用性强,耐低温、耐高湿、耐酸耐碱、不会霉变,寿命长; ⑤标准正弦输出,不受变压器输入波形畸变的影响;
⑥变压器输入输出之间耐压高,漏流低,一般情况下,变压器的输入输出之间在3700VDC/分下,漏流<20μA,在3000VAC/分下,漏流<200μA;
⑦变压器自身具有很好的滤波功能;
⑧变压器具有短路自动保护功能。

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沙发
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 11:11 | 只看该作者

1

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板凳
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 11:12 | 只看该作者

2

变压器功率
输出电压
5W
10V(5V)、12V、15V、18V、24V
10W
10V(5V)、12V、15V、18V、24V
20W
10V(5V)、12V、15V、18V、20V、24V、28V
30W
10V(5V)、15V、18V、20V、24V(12V)、28V
50W
10V(5V)、15V、18V、20V、24V(12V)、28V

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地板
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 11:12 | 只看该作者

3

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5
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 11:14 | 只看该作者

4

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6
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 11:15 | 只看该作者

5

我们自己设计制作的压电变压器,多个系列合规格

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7
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 11:28 | 只看该作者

6

典型的频率与变压器变比的关系,开路状态下有很高的电压增益。国外已经用作了镇流器

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8
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 11:45 | 只看该作者

国外已经有的应用

适配器,背光电源,镇流器,开关电源

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9
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 14:31 | 只看该作者

大家为什么只看不回复啊

这么多人潜水,说两句吗!如果感兴趣的还可以留下邮箱,我给你发更详细的资料

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10
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 14:46 | 只看该作者

没有联系方式

怎么发,呵呵

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11
PowerAnts| | 2008-4-22 14:50 | 只看该作者

发份详细资料看一下

j.q.jiang#163.com

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12
PowerAnts| | 2008-4-22 15:15 | 只看该作者

最好是有DEMO

可以画块板子、搞点套件,搞个活动,给大家玩玩,花不了多少钱。

玩过的人都来参与讨论,别的网站会进行转载,或是盗链,人气就旺了...

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13
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 15:18 | 只看该作者

给大家介绍个美国的压电变压器

美国人就是牛,要是在国内生产,一个压电变压器的成本可能只有几块钱,而美国FACE公司的压电变压器已经卖到了150美金,尤其是卖到我们国家来,不知道大家注意过没有,一款DELL的笔记本的适配器就是用的这种变压器。目前传统变压器的涨价压力比较大,因为铜一直在涨价,而压电变压器是用陶瓷来做的,简单点就是用泥土来做的,应该说价格是有优势的,但目前的情况是应用面比较狭窄,没有办法大批量生产,所以价格还是比较高的。日本现在这方面已经走的很前了,大家可以看一下,压电变压器的专利很大一部分来源于日本NEC、Panasonic和TDK等,在日本国内,压电变压器也是风风火火,一个不是很确定的数据说,日本本地使用的笔记本75%已经使用了压电变压器,不知道在哪里,我猜可能是背光电源或者适配器。大家可以上www.transoner.com上看看,美国人的压电变压器,说实话确实比较厉害!

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kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 15:33 | 只看该作者

谢谢版主的建议

说实话,我们这里也在自己做应用,主要是在开关电源上,现在已经做了20W12V的一款电源,结果看来呢,输出纹波可以和线形电源相当,但效率就惨点了,只有70%,日本人已经做到和开关电源相当了。说起来我觉得我们公司自己的能力和水平有限,希望大家能参与进来。有条件的可以来我们这里参观,非常欢迎!

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15
maychang| | 2008-4-22 15:37 | 只看该作者

显然这种变压器不允许初次级电流含直流成份

那么用于开关电源,不能在单端和推挽电路中使用,只能用于半桥和全桥。

“成本只有几块钱”,我想多数工程师更关心零售价和批发价。

想让工程师们关心,Free Sample 不可少。

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16
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 15:49 | 只看该作者

压电变压器的一些典型驱动电路

Push—Pull,halfbridge,Class-E

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17
maychang| | 2008-4-22 15:51 | 只看该作者

用了这种元件,工程师的设计思想设计方法需要彻底改变

以前往往是先选择电路拓扑,再选择器件,最后设计变压器。变压器的各项参数可以调整,以得到效率、体积等等最好的折中。现在则受这种元件限制,频率限定在一个小范围,电路拓扑能使用的很有限,变比也不能选择。例如6V直流输入1200V/1mA直流输出,恐怕这种变压器做不到。

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18
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 15:53 | 只看该作者

变压器的控制

基本控制电路
为了保证变压器在电路中能有稳定的输出,它的控制方法基本有一下几种:
i) 测量输出电压进行频率控制
ii) 测量输出电流进行频率控制(Figure 6, left)
iii)测量输入电压、电流的相位差进行频率控制
iv) 测量输入、输出相位差进行频率控制 (Figure 6, right).

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19
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 16:02 | 只看该作者

关于频率和变比

压电变压器其实大家没有必要想象的很复杂,它就是一个变压器,只不过变比和频率有关。19楼说的频率和变比的问题是这样的,变比和频率都是可以设计的,目前的国内的水平是40KHz到2MHz,在高和在低理论上可以,但目前国内还是空白,不过美国有,人家最低做到了10Hz,变比也是设计的,大家知道LCD背光电源吧,后面用的压电变压器就可以实现100倍以上的电压增益,说白了,传统变压器是靠匝比来实现变比,而压电变压器是靠原边副边的电容差来实现变比的,如果你可以做到很大的电容差,什么样的变比也可以做,就看你的工艺能不能实现。一般的压电变压器,根据客户的需要都会给出一个工作频率范围,因为在这个范围内变压器的工作效率很高,可以到99%以上!

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20
kadawubin|  楼主 | 2008-4-22 16:10 | 只看该作者

Free sample

可以提供free sample,呵呵,我们很大方,而且可以根据您的需要来设计和制作,不过我们的能力也有限,未必您想要的我们都可以做。大家都来参与,问题就可以解决

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