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本期对话:压电陶瓷变压器

2003-04-07 11:49:55 来源:《国际电子变压器》2003.04 点击:1427
随着科学技术和电子产品市场的发展,电子变压器得到了广泛的应用,各种形式的电子变压器不断涌现,压电陶瓷变压器作为一种新型的电子变压器也逐步发展起来。由于压电陶瓷变压器是一种一体化的固体变压器,具有体积小、重量轻、不怕高压击穿与短路烧毁、耐潮湿、不用铜铁材料以及不引起电磁干扰等特异性能,特别适应电子电路向集成化、片状化发展的趋势,引起人们极大的关注。本刊邀请压电陶瓷变压器生产商与整机用户展开对话交流,深入探讨压电陶瓷变压器的应用现状与前景。

本期对话参与企业、工作人员

整机制造企业:
明基电通信息技术有限公司 李明煌
河北冀雅电子有限公司 张建明
珠海鹰扬企业发展有限公司 梁健明

压电陶瓷变压器生产企业:
深圳富康精密电子陶瓷有限公司 陈正国
优耐电子股份有限公司—富莱得电子厂 胡志强



明基电通:压电陶瓷变压器作为一种新型电子变压器元件的历史并不算很短,但压电陶瓷变压器应用则是近几年的事。我们希望可以了解,现在生产商主要向市场供应哪些规格型号的压电陶瓷变压器产品。
河北冀雅:我司专业从事液晶显示器(LCD)及其模块(LCM)的设计及生产,已开始使用压电陶瓷变压器,产品在实际工作环境中表现出来的良好性能,令我们有兴趣参与本次详细的对话。
珠海鹰扬:我司对压电陶瓷变压器的应用尚处于调研阶段,对了解压电陶瓷变压器的详细工作参数、质量指标等情况,我们表示极大的兴趣。

深圳富康:我们向市场供应的“压电陶瓷变压器”产品品种较多,这里只介绍:(1)液晶显示器(LCD)背光(CCFL)逆变电源:输入电压为5V和12V DC两种,输出功率为1瓦-20瓦(其中有一款压电陶瓷变压器带一枚、两枚、四枚(CFL),工作频率为30kHZ--120kHZ,转换效率为70%--85%,最低高度为3.8mm等不同规格。(2)5-8万伏高压静电粉末喷涂设备:三种规格有:A.ZGG-SⅠ型B. ZGG-SⅡ型C. .ZGG-SⅢ型。(3)5kV-30kV-50kV输出连续可调压电陶瓷极化装置,两种规格: JHT--Ⅰ和JHT--Ⅱ(4)输出30kV-50kV-80kV、能量分别为1J-1.8J的保安设备。(5)根据用户要求,供应高压80kV,50瓦以内各种压电陶瓷变压器高压电源。目前我们的产品主要销往台湾、日本和美国等客户。
富莱得电子:我司现已开发成熟的压电陶瓷变压器(PZT),分为单层和多层两种。从功率分有1-6W以至更大,可根据客户要求订制。因其特殊的工作方式,它适合运用在高电压、低电流的负载上。比如与冷阴极管(CCFL)搭配组成的背光电源。因为冷阴极管有这种特性:在灯管未点亮时大约需要1400Vrms启动电压,在点亮以后管电压掉至原电压的1/3时,也能正常工作,CCFL的这种特性恰与PZT的输出特性相吻合。目前我司已由当初单纯的PZT推广发展到现在整只PZT INVERTER的推广应用。压电式的INVERTER可适用在轻薄短小,追求高效率的产品上,比如:PDA、NOTE BOOK、TFT-LCD Panel等产品上。目前我们主要的客户以日本和台湾为主。

本刊主持:压电陶瓷变压器实现了电子变压器的片型化技术,具有能量转换率高(≥90%)、体积小、厚度薄、(2.0-3.0mm)重量轻、升压比高(1:1500-2000)、无电磁干扰等显著特点。推动了表面贴装技术和智能化电子信息产品的进一步发展,将广泛应用于笔记本电脑、数码相机、液晶TV、掌上电脑、CCFL、手机、传真机、复印机等电子信息产业,具有广阔的国内外市场前景。



明基电通:我们想了解压电陶瓷变压器产品的工作功率及其它各项参数
河北冀雅:目前生产的压电陶瓷变压器在特定的工作环境中"安全可靠"性能如何?
珠海鹰扬:压电陶瓷变压器与传统电磁变压器相比,有哪些良好表现?

深圳富康:我司生产的"压电陶瓷变压器"的工作功率有:5瓦、10瓦、20瓦、30瓦、50瓦五种,转换效率有70%-95%,升压比200-850倍(空载),工作温度-20℃--80℃,工作频率25kHZ-120kHZ。"压电陶瓷变压器"的安全性是所有类型变压器中较好的,因为它本身是高度绝缘的绝缘体,绝缘电阻(>5GΩ),居里温度TC>350℃,熔点>1000℃而且负载为零(短路),其输入阻抗极大,因此,不会因短路引起燃烧或爆炸,更不会在高压工作时击穿而着火。由于它不怕受潮,也不会引起电磁干扰(本身只是作机械振荡,只有电能与机械能相互转换)。
富莱得电子:压电陶瓷变压器与传统电磁变压器除工作方式不一样外,在工作参数上有一点不同的是:压电陶瓷变压器有特定的工作频率(即共振频率)。因PZT的工作原理是:利用了压电的正、负效应。先是电能转为机械能—再机械能转化为电能。有人说压电陶瓷变压器的安全性不高,这主要是因为大家对一个新鲜的事物认识不足。加上早期还没有专业的驱动IC来搭配,致使它的高效率没有发挥出来。随着国际知名的半导体制造企业(TI、ROHM、村田…)纷纷介入压电陶瓷变压器驱动IC的开发,压电陶瓷变压器安全、高效、环保等优点越来越得以体现。我司生产的PZT已通过了多种严格的极限测试和寿命测试,可放心使用。

本刊主持:与传统的电磁式变压器相比电陶瓷变压器具有以下的优点:①结构简单、体积小、质量小;②无电磁干扰,无需电 磁屏蔽;②安全性高,无绕阻,不会起火燃烧;④ 效率高,能量密度大(100kHz谐振条件下,300w/cm3LL’)。可用于高频、小功率的电子设备中,从而使这些设备的质量和体积大大减小



明基电通:压电陶瓷变压器生产企业将如何进行技术突破,创造大规模进入LCD相关产品市场的优势条件?
河北冀雅:今后压电陶瓷变压器技术突破的重点、难点表现在哪里?
珠海鹰扬:压电陶瓷变压器的发展方向是什么?

深圳富康:由于"LCD"相关产品迅猛发展,一方面"压电陶瓷变压器"输出阻抗特性较传统电磁变压器更适合于作LCD背光电源(LCD背光电源需要输出功率较小,一般在3-20瓦,这种小功率压电陶瓷变压器较易生产),因此,有利于压电陶瓷变压器进入LCD相关产品的市场。由于LCD面临着薄膜型OEL的挑战,估计在五年内压电陶瓷变压器在LCD仍有一定市场,因此,压电陶瓷变压器技术突破重点是生产大功率升压型压电陶瓷变压器,并把它的应用扩展到其他产品上。值得指出的是,降压型压电陶瓷变压器的研究和开发,更是压电陶瓷变压器发展的重要方向。
富莱得电子:我们认为,压电陶瓷变压器的技术突破难点及重点主要表现在:材料和工艺改善、成本能得到一个合理的控制,以及降压型—压电陶瓷变压器的研究。由于压电陶瓷变压器属于由材料至组件制程与应用的全程性技术,确实掌握上游原材料的自主性,在成本降低及新用途的产品开发具有竞争力。

本刊主持:利用材料工程大幅提升压电块材的机械强度及所可承受之功率。结合多层陶瓷的制程技术,提升压电变压器的电压增益以及工作功率等为技术发展重点。在改善压电陶瓷变压器的瓶颈,采用分批分段方式的极化过程可大幅提升极化效率,是整体技术的突破重点。



明基电通:压电陶瓷变压器具有甚多优点,请问各企业对目前"压电变压器"应用过程中存在的不足有何见解?
河北冀雅:请问各企业生产的压电陶瓷变压器产品如何实现质量批量过关、获得达标的市场测评?
珠海鹰扬:请问各企业认为目前压电陶瓷变压器产品的性价比是否合理?

深圳富康:我们认为要获得市场测评的最好成绩,关键是实现压电陶瓷变压器批量生产,提高合格率和一致性,我们一直围绕这个题目作文章。首先,也是最重要的,我们置备压电陶瓷变压器技术对原材料选择和烧结温度允许有较宽范围,不会引起压电陶瓷变压器性能有较大变化,再加上严格按ISO 9000质量管理系统实施,重点提高各个岗位人员素质,反复实践总结经验,达到质量批量过关。
从市场反馈的信息来看,"压电陶瓷变压器"对逆变电源来说只是一个升压元件。在它的工作允许范围内是可靠的,但作为整个逆变器还有驱动电路和整流电路,其元件数目多于压电陶瓷变压器,因此,用压电陶瓷变压器的应用产品出现的问题不能只考虑在压电陶瓷变压器上,要从整个"压电陶瓷变压器"应用产品来考虑。
目前,我们认为压电陶瓷变压器的性价比相对合理,仍有较大空间参与竞争。
富莱得电子:我司对于PZT产品通常是根据抽样检测,检测的内容包括:所有重要电性控制点。PZT之一个突出弱点在于易碎性,但如果采用一些case保护或其他方法,也可克服此弱点。PZT在同行市场上给人的印象是价格过高,但是通过提高良品率,开发新材料的办法,我司之PZT的性价比超过传统变压器。

本刊主持:近几年,压电材料的制备、加工工艺和器件的设计、制造技术取得了长足的进步,可靠性提高,加之在控制电路和驱动电路方面狠下功夫,进行了小型、低高度高压电源的开发,已实际应用于众多领域,市场正日益扩大,资料表明:压电陶瓷变压器在市场测评过程中已逐步达标。



明基电通:目前"压电陶瓷变压器"市场应用前景比较乐观,要实现满足产品技术要求和市场需求,各企业还有哪些方面需要健全的呢?
河北冀雅:以LCD相关产品为挈机,"压电陶瓷变压器"要实现大规模进军市场,请问各企业要做好哪些准备?
珠海鹰扬:压电陶瓷变压器的发展趋势与前景如何?

深圳富康:要实现压电陶瓷变压器大规模进军市场,一方面性能价格比要优于目前传统变压器的产品才有竞争力,重点开发传统变压器不能实现、而"压电陶瓷变压器"有优势的产品,扩大宣传力度,作好市场策划是极为重要。另一方面依靠优质产品进入市场,在事实上让用户主动采用"压电陶瓷变压器"的产品,这需要时间、耐心,还要做大量工作。磁芯变压器进入市场,也经过30年才有现在的市场规模,但随着电子设备小型化,它将面临不少难于解决的问题,而"压电陶瓷变压器"是克服这些问题的重要途径。
富莱得电子:对PZT市场,我们依然充满乐观,只要以积极的态度去开发其本身固有优点,轻薄高效必然可以取代传统变压器。对目前市场状况,我们认为是新事物在被市场吸收前的一种必经阶段。压电陶瓷材料的应用广泛,不同用途的压电器件,对材料性能的要求也不尽相同。在压电陶瓷变压器的研究与应用开发过程中,人们不断地改进该器件的特性并完善对所用材料性能要求的认识,因而不断的有针对性的研究,并发展了各种适用于压电变压器的压电陶瓷材料。

本刊主持:压电陶瓷变压器材料的研究进展伴随整个压电材料的发展而发展,压电材料从BaTiO3发展到PZT及其它多元系系列即证明了这一点。同时,压电陶瓷变压器研究与应用开发过程中,逐步认识到该器件本身对材料的要求也是压电变压器材料发展的一个推动力。

整机制造企业简介

明基电通信息技术有限公司
明基电通成立于1984年,初期以电脑外设产品为业务重心,后逐渐扩展至多媒体与通讯领域。2001年12月 明基推出新品牌"BENQ",立志以"Bringing Enjoyment and Quality to Life"(享受快乐科技)为己任,打造数字时尚领导品牌。并在短短数年间树立起强大的品牌影响力,成为光驱、键盘、显示器和扫描仪等电脑外设市场的重要品牌。现以苏州为核心,已建立起16家分公司和办事处,营销网络遍布全国各地;明基中国营销总部员工数也从两三人发展到五百多人的全国营销指挥中心。

河北冀雅电子有限公司
河北冀雅电子有限公司是专业从事液晶显示器 (LCD) 及其模块 (LCM) 的设计、生产及经营企业,生产技术及设备从日本引进,年产640×480点阵以下TN、STN型显示屏5万平方米,COG、TAB等类型模块500万块。冀雅公司积极开拓国内外市场,先后在香港、深圳、青岛、上海等地设立了分支机构。目前公司产品一半左右出口,主要销往亚洲的日本、韩国、台湾、菲律宾,欧洲的德国、英国、丹麦、法国、意大利、荷兰、奥地利,美洲的美国、加拿大,大洋州的澳大利亚等国家和地区。
珠海鹰扬企业发展有限公司
珠海鹰扬企业发展有限公司地处珠海香洲凤凰路187号湾仔沙广场,专业从事电脑显示器(CRT)、液晶(LCD)显示器等电子产品、电子计算机及配件的开发、生产及经营,公司拥有雄厚的生产技术及设备,现以珠海为核心,立足珠江三角洲地区,积极开拓国内外市场。

压电陶瓷变压器生产企业简介

深圳富康精密电子陶瓷有限公司
深圳富精密电子陶瓷有限公司成立于一九九零年,是中国科技开发院、美国 Ferrotron INC、深圳市美芝工业公司和湖北大学电子仪器厂等单位组成的合资企业。它是由精密电子陶瓷材料与器件厂、电子仪器设备厂和研究组成的高科技跨国集团公司,总部设在深圳。主要生产和经营以压电陶瓷变压器为主的电子陶瓷器件及其相应的电子设备系列产品,规格齐全、质量上乘,其中大功率压电陶瓷变压器荣获国家科学技术进步二等奖,并获中、美两国专利,在一九九五年被国家科委列入国家级火炬计划。其中大功率压电陶瓷变压器以用相应的各类高压电源产品还远销美国、欧洲、非洲、东南亚和台湾等地。

优耐电子股份有限公司—富莱得电子厂
深圳富莱得电子厂是一家台资企业,专业从事压电陶瓷变压器(PZT)开发、设计、生产的高科技企业.现己成功地将压电陶瓷变压器(PZT)应用在:背光电源(CCFL)逆变器、负离子产生器模组、臭产生器模组等产品上,同时可以为压电陶瓷变压器整机用户,提供整套的解决方案。基于优耐电子股份有限公司的雄厚实力成立的富莱得电子厂,已经拥有足够能力由传统之FERRITE CORE发展而产制微小密集自动组装之SURFACE MOUNTTYPE产品以服务业界。
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