压电变压器的基础知识

什么是压电变压器？

压电变压器是一种利用某些陶瓷元件（电介质）的压电效应和电致伸缩效应来转换电力的变压器。与使用绕线的传统电磁变压器相比，压电变压器具有结构简单、易于小型化、薄型化和轻量化、升压比高、效率高、无磁噪声等优点。因此，压电变压器是电气和电子设备中节省空间和功耗的重要元件。

压电变压器应用

压电变压器用于电气和电子设备的电源。特别是随着笔记本电脑和移动设备变得越来越小、越来越薄，对电源的需求也越来越大，压电变压器正被用于取代传统的绕线式电磁变压器。例如，它们被用作笔记本电脑和液晶电视中液晶显示屏背光的电源。除了体积更小、更薄之外，压电变压器还因其高效率和低磁噪声的特点，有望在未来应用于各种领域。

压电变压器的原理

压电变压器由矩形电介质构成，一半为一次侧，另一半为二次侧。在厚度方向对一次侧施加电压，电致伸缩效应将电能转换为机械振动。电致伸缩效应是指在电介质上施加电场时产生机械应变的现象。在二次侧，机械振动通过压电效应转换为电能，并在长度方向提取为输出电压。压电效应与电致伸缩效应相反，在电介质上施加压力时会产生电压。具有这种效应的电介质称为压电元件。

压电变压器的固有谐振频率由电介质长度决定。根据电介质的长度，压电变压器分为工作于全波长的λ模式和工作于半波长的λ/2模式。此外，压电变压器的输入电压 (V1) 和输出电压 (V2) 之间的变压比 (V2/V1) 是初级侧电容 (C1) 与次级侧电容 (C2) 之比的平方根 (√(C1/C2))。由于 C1 和 C2 分别由电介质的厚度和长度决定，因此也可以说变压比由长度/厚度比决定。