压电陶瓷变压器应用

           

         (Piezoelectric Ceramic Transformers)应用 

        近年来消费性电子产品朝向轻、薄、短、小之设计已为必然之趋势，其中电路板之电子

     组件体积缩小化，所以并无多余空间可以摆放体积较大的零件，以及电子产品朝多功能化及

     高频化发展，容易产生电磁干扰，因此组件的选择必须要轻、薄、短、小又不会产生电磁干

     扰，尤其现在的电子产品大部分都有用到液晶显示，液晶显示需要背光光源冷阴极灯管

    （CCFL），驱动冷阴极灯管（CCFL）的inverter需要用到变压器来提升电压点亮冷阴极灯管

    （CCFL），若是使用传统的电磁变压器不但体积大，而且会产生电磁干扰，若使用压电变压

     器的话则体积小，又不会产生电磁干扰，因此压电变压器适合使用在体积小的消费性电子产

     品中。

          压电效应介绍：

             逆压电效应（conversepiezoelectric effect）：

         当压电材料施加交流电源激励时，压电材料会因逆压电效应（converse piezoelectric

          effect）之作用而产生机械振动。

         正压电效应（directpiezoelectric effect）：

         当压电材料施加外力激励时，压电材料会因正电压效应（direct piezoelectric

         effect）之作用而产生感应电荷及输出电压。

                   

         压电变压器结构介绍：

         压电变压器至少有一个输入电极，且输入电极连接至交流电源，以及至少有一个输出

         电极，且输出电极连接至负载阻抗（RL）。

         

             电（交流电源 VS）→压（机械振动）→电（输出电压 VL）

         压电变压器之工作原理：

        关于压电变压器之工作原理，输入电极所覆盖之压电材料会因逆压电效应之作用而产生

     机械振动，此机械振动随即被传递至输出电极区段，同时输出电极所覆盖之压电材料会因正

     电压效应之作用而产生感应电荷及输出电压。         

         就工作原理而言，压电变压器是以正﹑逆压电效应为电能与机械能互换之基本工作原理

     ，亦即藉由正﹑逆压电效应之作用以实现压电变压器之压变功能。

         压电变压器之优点：

        压电变压器具有体积小，结构简单、无外型限制、高功率密度、不可燃性、不受电磁干

     扰，此外压电变压器不需要线圈绕线，因此压电变压器不会产生电磁干扰、漏电感及低频杂

     讯等问题，尤其具有相当的轻巧性、实用性与安全性，故压电变压器非常适合应用于轻、薄

     、短、小之消费性电子产品之电源转换装置。

         电磁变压器跟压电变压器体积大小比较：

          

          上图 电磁变压器体积大，不适合信息产品轻、薄、短、小的发展趋势

                  

              上图 压电变压器具有体积小、适合信息产品轻、薄、短、小的发展趋势

                  压电变压器之应用：

         

             上图 压电变压器应用在 LCD 背光源，冷阴极灯管（CCFL）的驱动

         由于信息产品轻、薄、短、小的发展趋势，使得压电变压器应用于液晶显示器背光光源

     冷阴极灯管（CCFL）的驱动，形成重要的研究方向，被广泛的应用于笔记型计算机、液晶TV

     等电子产品中，因此压电变压器将会在液晶显示器背光光源冷阴极灯管（CCFL）的驱动中取

     代电磁变压器成为主流是可以预期的。

  参考文献：1. Journal of Technology, Vol. 22, No. 1,pp.39-48(2007)

            2.压电陶瓷变压器应用 讲义  编者:林瑞礼2007/8/3

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