[發明專利]一種可實現不同升壓比的單層壓電變壓器

有效

• 申請號: 201911275663.3
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111180570B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 琚斌;王晴;方亮;劉永斌;李國麗;劉方;陸思良
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H01L41/047
• 分類號: H01L41/047;H01L41/107;H01L41/187
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

本發明公開了一種可實現不同升壓比的單層壓電變壓器，涉及變壓器技術領域。本發明中：壓電陶瓷片包括矩形壓電陶瓷片和圓形壓電陶瓷片；變壓器本體的上下兩表面中間均設有間隙；間隙的一側為輸入端；輸入端上設置有輸入電極；輸入端對應的變壓器本體下表面接地；間隙的另一側為輸出端，輸出端由n段相同寬度的輸出端口組成，且相鄰的輸出端口設置相反的極化方向；輸出端口上均設置有輸出電極；輸出端一側為第一輸出電極端口；輸出端另一側根據升壓比要求選擇一輸出端口為第二輸出電極端口。本發明通過設置等分n段的輸出電極；實單層壓電變壓器就可實現可調升壓比的功能，在保持器件體積小的同時還能保證能夠獲得高額的升壓比以及功率和效率。

技術領域

本發明屬于變壓器技術領域，特別是涉及一種可實現不同升壓比的單層壓電變壓器。

背景技術

當今世界，人類社會已邁進移動互聯網絡的信息時代，電子產品以前所未有的速度向小型化、輕量化和集成化方向發展，這就要求構成電子產品的基本元器件具有體積小、重量輕、高效節能、安全可靠、易于集成等特點。

變壓器是電子產品中廣泛使用的基本元器件，傳統的電磁變壓器由于結構、材料等方面的原因，使得現有產品很難滿足高效小型化的設計需求，已經成為制約電子產品小型化的最大障礙之一。壓電變壓器以機械振動為媒介，通過兩個機械部分相互耦合而電路部分相互絕緣的壓電陶瓷諧振體之間的機電耦合作用，實現輸入、輸出電壓或電流之間的隔離和變換，具有體積小、重量輕、高轉換效率等優點。另外，壓電變壓器耐輻射、無電磁噪聲、不易燃的優點，使得其在空間技術應用上也具有獨特的優勢。

自從1954年美國的Rosen提出壓電變壓器概念以來，不同材料、振型和尺寸的壓電變壓器相繼得到發展，在電子產品中有著越來越廣泛的應用前景。現有的壓電變壓器根據輸入和輸出部分壓電陶瓷的工作方式，大致可分為類型：長條狀的Rosen型、矩形的厚度振動型、圓形的徑向振動型。如果需要實現較高的升壓比，往往需要進行多層設計，膠黏劑和燒結工序使得工藝復雜，體積較大，不利于一些小型化的場合。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可實現不同升壓比的單層壓電變壓器，通過，解決了現有的問題。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明為一種可實現不同升壓比的單層壓電變壓器，包括變壓器本體，所述變壓器本體由壓電陶瓷片組成；所述壓電陶瓷片包括矩形壓電陶瓷片和圓形壓電陶瓷片；

所述變壓器本體的上下兩表面中間均設有一由硝酸腐蝕出的間隙；所述間隙的一側為輸入端；所述輸入端上設置有輸入電極；所述輸入端對應的變壓器本體下表面接地；

所述間隙的另一側為輸出端，所述輸出端由n段相同寬度的輸出端口組成，且相鄰的輸出端口設置相反的極化方向；所述輸出端口上均設置有輸出電極；

所述輸出端一側為第一輸出電極端口；所述輸出端另一側根據升壓比要求選擇一輸出端口為第二輸出電極端口。

進一步地，所述矩形壓電陶瓷片的上下兩表面中間均設有一由硝酸腐蝕出的間隙；所述間隙的一側為輸入端；所述輸入端上設置有輸入電極；所述輸入端對應的變壓器本體下表面接地；

所述間隙的另一側為輸出端，所述輸出端由n段相同寬度的輸出端口組成，且相鄰的輸出端口設置相反的極化方向；所述輸出端口上均設置有輸出電極；

所述輸出端一側為第一輸出電極端口；所述輸出端另一側根據升壓比要求選擇一輸出端口為第二輸出電極端口。

進一步地，所述圓形壓電陶瓷片的上下兩表面均通過一由硝酸腐蝕出的環形間隙分割為內圓和外圓環；所述內圓為輸入端；所述輸入端上設置有輸入電極；所述輸入端對應的變壓器本體下表面接地；

所述外圓環為輸出端，所述輸出端沿徑向等分為n個輸出端口組成，且相鄰的輸出端口設置相反的極化方向；所述輸出端口上均設置有輸出電極；