1．壓電效應  壓電陶瓷變壓器的工作原理基于壓電效應。壓電效應是在石英晶體某些特定方向上施加壓力時出現的。后來人們發現壓電陶瓷多晶體和非晶固體（如聚合物）等；也具有壓電效應。當在壓電晶體或陶瓷上施加外力時，在其一定的表面會呈現出電荷，并且電荷密度與機械應力成正比。當外力反向時，電荷符號將會改變。這種由機械力的作用使晶體或陶瓷極化在其表面形成電荷的效應稱為正壓電效應。反之，當外加電場施加于壓電晶體或陶瓷時，晶體或陶瓷會產生形變和振動，這種效應稱為逆壓電效應。

    壓電蜂鳴器和壓電點火棒是大家熟悉的兩種產品。壓電蜂鳴器是利用壓電陶瓷的逆壓電效應工作的，給其加上電信號．將會產生振動而發出聲音。壓電點火棒是利用壓電陶瓷的正壓電效應工作的，給其加上機械壓力，在點火棒兩端即有高電壓發生。

    2． 結構和工作原理  壓電陶瓷變壓器是在同一壓電陶瓷上同時利用正壓電效應和逆壓電效應來進行工作的，即經過電能到機械能和機械能到電能的兩次能量轉換。

    壓電陶瓷變壓器按其形狀、電極和極化方向不同而有各種結構。單就形狀來說，有長方形、圓柱形、扁平方形和圓板形等幾種，其中 簡單同時又 為常用的是單片長方形結構，如上圖所示。這種結構是美國研究者rosen在1956年制備的壓電陶瓷變壓器樣品所采用的，因此人們將其稱為rosen型壓電陶瓷變壓器。這種采用橫向一縱向振動模式的壓電陶瓷變壓器，由左、右兩個部分組成。左半部分上下兩面都有燒滲的銀電極，沿厚度方向（縱向）極化，作為輸入端，這部分稱為驅動部分：右半部分的端頭燒滲了銀電極，沿長度方向（從左到右）極化，作為輸出端，這部分稱為發電部分。當一個交變電壓加到壓電陶瓷變壓器的輸入端時，只要交變電壓頻率與壓電陶瓷的諧振頻率相一致，就會通過逆壓電效應使其產生振動，使輸入的電能轉化為機械能（這與蜂鳴器的工作原理是一樣的）。在發電部分感受到驅動部分的機械振動后，則通過正壓電效應將機械能轉化為電能，產生正弦波電壓輸出（這與點火棒的工作原理相類似）。當輸入與輸出端的阻抗不相等時，導致它們的電壓和電流也不相等，從而實現輸入和輸出端之間的電壓和電流變換功能。對于上圖所示的壓電陶瓷變壓器，由于長度遠大于厚度，輸入阻抗遠大于輸出阻抗，因而輸出電壓高于輸入電壓，成為一種升壓變壓器。這種壓電變壓器的升壓比：式中：qm為材料的機械品質因數；k3,1和k33分別為材料的橫向和縱向機械耦合系數；l為變壓器驅動部分的長度：t為壓電陶瓷厚度。變壓器的 大轉換效應率

    升壓型壓電陶瓷變壓器輸入一個數伏或數十伏的電壓，可以產生一個數千伏的輸出電壓。

    如果壓電陶瓷變壓器的輸入阻抗大于輸出阻抗，則成為一個降壓型變壓器。

    單層壓電陶瓷變壓器的變壓比較小，輸出功率也較低（一般僅為1～2w）。自上一個世紀90年代中期后，人們將多層片式電容器的工藝移植到壓電陶瓷變壓器的制備中，從而制成了多層片式壓電陶瓷變壓器，其輸出功率可達10w以上。日本電氣(nec)公司制作的尺寸為14mm×14mm×6mm的多層片式壓電陶瓷變壓器，工作頻率為140khz，輸出功率達20w，轉換效率為97%。

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