壓電變壓器工作原理壓電變壓器的輸出特性壓電變壓器只有工作于諧振狀態(tài)時(shí)，在其輸出端才有最大幅度的交流電壓輸出。這時(shí)壓電變壓器的工作效率達(dá)到最大，其利用率也最高。但是，當(dāng)壓電變壓器工作于非諧振狀態(tài)，在其輸出端也會(huì)有一定幅度的交流電壓輸出，這時(shí)壓電變壓器的工作效率有所降低。如果壓電變壓器的輸入電壓頻率過(guò)度偏離其諧振頻率時(shí)，壓電變壓器的輸出端將有極其微弱的交流電壓輸出或甚至沒(méi)有電壓輸出，輸出電壓被嚴(yán)重衰減。

壓電變壓器的應(yīng)用壓電變壓器根據(jù)其特性可廣泛應(yīng)用于PDA、數(shù)碼相機(jī)、便攜DVD、車載電視、筆記本電腦、LCD顯示器、液晶電視、高壓電源(紅外夜視儀、手提X光機(jī)等)、小功率激光管電源、掌上電腦和掃描儀等用的冷陰極熒光管等(CCFL)、手機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、負(fù)離子發(fā)生器、臭氧產(chǎn)生器、警用電擊器等電子信息產(chǎn)業(yè)和高電壓、低電流的功率器件中<8>.

低壓電源設(shè)計(jì)概述目前，壓電變壓器的應(yīng)用大多集中在對(duì)高壓電源的設(shè)計(jì)上，然而實(shí)際上，開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展對(duì)電源的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，如低壓電源、無(wú)電磁干擾、安全可靠、體積小、效率高、使用壽命長(zhǎng)等。

如果采用壓電變壓器設(shè)計(jì)開關(guān)電源且滿足開關(guān)電源低壓輸出的要求，則需要采用降壓型的壓電變壓器。目前，由于降壓型的壓電變壓器還沒(méi)有形成規(guī)?；纳a(chǎn)，雖然有些單位能夠制作降壓型的壓電變壓器，但成本較高，距實(shí)際應(yīng)用尚有一段距離。與之相反，升壓型的壓電變壓器已經(jīng)商品化生產(chǎn)，故在利用壓電變壓器設(shè)計(jì)低電壓電源時(shí)可以選擇小升壓比的壓電變壓器代替降壓型的壓電變壓器。雖然所用壓電變壓器的輸入端和輸出端之間沒(méi)有直接起到降壓的作用，甚至還有小幅度的電壓升高，但是通過(guò)對(duì)壓電變壓器的外圍電路的設(shè)計(jì)與控制，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路系統(tǒng)的降壓，從而完成低壓電源的設(shè)計(jì)。小升壓比壓電變壓器功率密度大、無(wú)電磁干擾、無(wú)噪聲、薄、小、輕等性能都超過(guò)傳統(tǒng)的電磁變壓器。

電源設(shè)計(jì)方框圖市電(220V，50Hz)經(jīng)過(guò)初步整流降壓后給高頻交流信號(hào)發(fā)生器提供電源，高頻交流信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的高頻交流信號(hào)通過(guò)壓電變壓器(PZCT)的輸入端去激發(fā)壓電陶瓷元件，在逆壓電效應(yīng)作用下，壓電變壓器與輸入端信號(hào)同頻率振動(dòng)，產(chǎn)生正壓電效應(yīng)，在壓電變壓器輸出端獲得一定幅度的交流電壓輸出。此輸出的交流電壓再經(jīng)過(guò)整流濾波，可以得到一定功率的電壓。在利用壓電變壓器設(shè)計(jì)低壓電源時(shí)，壓電變壓器的選擇要符合電路的需要，其升壓比不能選擇得太高，否則會(huì)對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)的降壓輸出設(shè)計(jì)造成困難。

基于非諧振狀態(tài)的小升壓比型壓電變壓器的低壓電源利用小升壓比的壓電變壓器工作在非諧振狀態(tài)來(lái)設(shè)計(jì)降壓型的電源，需要在壓電變壓器的輸入端進(jìn)行一定幅度的降壓，保證在非諧振頻率下所輸出的交流電壓幅值滿足直流低壓輸出的要求。壓電變壓器雖然工作在非諧振頻率下，其工作效率和轉(zhuǎn)換效率有所降低，但可以實(shí)現(xiàn)降壓的目的，并且仍然具有壓電變壓器其他的優(yōu)勢(shì)。非諧振狀態(tài)的低壓電源設(shè)計(jì)(小升壓比型)方框圖如所示。

非諧振狀態(tài)的低壓電源設(shè)計(jì)(小升壓比型)方框圖非諧振狀態(tài)下壓電變壓器的輸出特性如所示，f1和f2是壓電變壓器的兩個(gè)工作頻率。在此非諧振頻率下，壓電變壓器的輸出電壓經(jīng)過(guò)衰減后輸出。這時(shí)壓電變壓器的輸出輸入間的變比有可能等于1，也有可能小于1，壓電變壓器實(shí)質(zhì)上起到了降壓的作用。

結(jié)論本文對(duì)壓電變壓器的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行了工作在非諧振狀態(tài)下的壓電變壓器輸出特性詳細(xì)介紹，并根據(jù)對(duì)開關(guān)電源的需求，結(jié)合現(xiàn)有壓電變壓器的特點(diǎn)和研制水平，提出了基于非諧振狀態(tài)的小升壓比型壓電變壓器的低壓電源的設(shè)計(jì)思路。