降壓壓電變壓器原理分析與設(shè)計(jì).pdf

1、壓電變壓器具有重量輕、體積小、無(wú)電磁干擾、效率高等突出優(yōu)點(diǎn)，在越來(lái)越多的領(lǐng)域可以取代傳統(tǒng)電磁變壓器，具有廣闊的應(yīng)用前景。相對(duì)于升壓型壓電變壓器，降壓壓電變壓器研究起步較晚，缺乏對(duì)降壓原理的認(rèn)識(shí)，通常采用疊層結(jié)構(gòu)達(dá)到了理想的降壓效果，但疊層壓電變壓器存在制造技術(shù)復(fù)雜、批量生產(chǎn)一致性差、成本高等缺點(diǎn)。針對(duì)這一問(wèn)題，本文對(duì)降壓壓電變壓器進(jìn)行原理分析，總結(jié)降壓設(shè)計(jì)的一般思路，并提出新型圓盤狀單層徑向振動(dòng)降壓壓電變壓器。 首先，基于壓電變

2、壓器集總參數(shù)等效電路模型，推導(dǎo)了壓電變壓器的電氣特性表達(dá)式，并將目前廣泛商用的Rosen型升壓壓電變壓器反接，進(jìn)行降壓特性分析。結(jié)合理論推導(dǎo)，總結(jié)設(shè)計(jì)降壓壓電變壓器的一些規(guī)律，提出共地型、浮地型單向極化和雙向極化壓電變壓器三種結(jié)構(gòu)，采用COMSOLMultiphysics有限元分析軟件分析了提出的三種結(jié)構(gòu)壓電變壓器位移分布和輸入阻抗特性。 其次，制作設(shè)計(jì)的三種結(jié)構(gòu)降壓壓電變壓器，使用Agilent-4294A阻抗分析儀測(cè)量共地型

3、單向極化壓電變壓器等效電路模型參數(shù)，利用MATLAB分析了其電壓增益、效率、輸出功率等電氣特性，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果分析了內(nèi)徑尺寸變化對(duì)共地型單向極化壓電變壓器電氣特性的影響。實(shí)驗(yàn)還測(cè)量了浮地型單向極化和雙向極化壓電變壓器結(jié)構(gòu)壓電變壓器的電氣特性，結(jié)果表明：同一尺寸共地型和浮地型壓電變壓器具有一致的電氣特性；三種結(jié)構(gòu)的降壓壓電變壓器都能實(shí)現(xiàn)較理想的降壓效果，其中單向極化壓電變壓器電壓增益可以達(dá)到0.11，效率92％以上。將浮地型壓電變壓器