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是什么阻碍了压电变压器的发展?

2015-05-14 17:54:46 来源:|2 作者:杨洁竺 点击:1718

实现电子元器件的小型、轻量、低高度和低功耗生产是信息产业以及电子产品发展的普遍要求,在这方面,传统的电磁变压器逐渐显得有些力不从心。在使用电磁变压器的电子系统中,变压器往往占据了很大一部分空间,而且变压器所产生的电磁干扰对于电子系统来说也是很棘手的问题。

压电变压器

而压电变压器相比传统的电磁变压器,具有高的升压比和小的体积,并且不产生电磁干扰,在商业应用中逐渐得以重视。业界预测,未来几年,压电变压器必将大规模取代电磁变压器。

但事实上,目前市场上仅有小部分企业生产及供应压电变压器。是什么原因阻碍了压电变压器的发展?

在《磁性元件与电源》杂志第176期的《压电变压器材料、工作原理以及应用举例》一文中,作者高奋效对阻碍压电变压器原因做了详细的论述,总结起来有以下原因:

1、 压电变压器工作过多依赖谐振频率,致其可靠性下降。

从图中可以看出,当温度从-20℃升至60℃时,谐振频率最大偏离值为58Hz。谐振频率随温度变化太快导致压电变压器可靠性下降。

2、 压电变压器工作过程中要经过两次能量转换,能量损耗大。

电磁变压器的工作原理是:电—磁—电,压电变压器是电—机—机—电。在这过程中,存在介电损耗和机械损耗。

3、 压电变压器高升压比和大功率输出难以同时实现。

4、 压电变压器结构尺寸还比较大,不能适应集成化的要求。

上图是NEC公司设计的压电变压器,该产品的两端有表面防护层,中间有绝缘隔离层。其特点是谐振频率高、能量密度高、效率高;但结构尺寸太大,目前面临制造难度大的问题。

压电变压器由于本身的优势而广为人知,最重要的是压电变压器比电磁变压器少用了磁芯,成本上可以节省很大一部分。它无疑是电子变压器的未来发展方向,但想获得大规模推广,显然还有很长一段路要走。

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