微型壓電變壓器的研究.pdf

1、壓電變壓器相對(duì)于傳統(tǒng)的電磁變壓器具有體積小、重量輕、升壓比高、不易燃、無電磁污染等特點(diǎn),較好的解決了電磁壓電變壓器體積大、電磁污染嚴(yán)重等缺陷,是電子信息系統(tǒng)中不可或缺的重要部件.本文從基本的物理公式出發(fā),建立了分析壓電變壓器的電學(xué)模型,并以此模型為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了薄膜壓電變壓器,制備并測(cè)試了其性能,為壓電變壓器的小型化做出了有益的探索.本論文主要工作如下:1)從傳統(tǒng)的方法出發(fā),建立了單層壓電變壓器的集總式等效電路圖,給出了等效電感、電容與電

2、阻的表達(dá)式.發(fā)現(xiàn)在相同的振動(dòng)模式下,單層壓電變壓器的等效電感是相同質(zhì)量壓電振子的兩倍;2)以能量密度公式為基礎(chǔ),建立了壓電變壓器的三維集總式等效電路圖.研究表明,任何壓電變壓器都可以用集總式等效電路模型來表達(dá);3)以壓電變壓器的集總式等效電路為基礎(chǔ),分析了壓電變壓器實(shí)際工作時(shí)的頻率和電學(xué)性能,提出了可以簡(jiǎn)單清楚的表達(dá)壓電變壓器電學(xué)性能的三參量表達(dá)式,并驗(yàn)證了其正確性;4)設(shè)計(jì)了薄膜壓電變壓器,研究了壓電薄膜的成膜工藝,確定了薄膜壓電變壓

3、器的制備工藝流程,并在此基礎(chǔ)上成功制備了薄膜壓電變壓器,測(cè)試了其性能.在所有的工作中,取得了如下幾個(gè)較為突出的成果:1)從能量密度公式出發(fā),建立了能夠反映壓電變壓器實(shí)際工作情況的三維集總式等效電路圖,這在國(guó)內(nèi)尚屬首次;2)建立了僅用機(jī)械品質(zhì)因數(shù)(Qm)、機(jī)電耦合因數(shù)(k)與輸出端電學(xué)品質(zhì)因數(shù)(Qe)三個(gè)參量表示壓電變壓器電學(xué)性能的三參量法,并進(jìn)行了驗(yàn)證,這在國(guó)內(nèi)外都未曾見報(bào)道;3)制備了薄膜壓電變壓器并測(cè)試了其性能,這在國(guó)內(nèi)尚未見報(bào)道.