压电变压器材料、工作原理及其应用举例

实现电子元器件的小型、轻量、低高度和低功耗是信息产业及其产品发展的普遍要求。电子电器产品中，电子变压器不可或缺。传统的电磁变压器对上述要求很难满足，因此，压电陶瓷变压器得以快速发展和被广泛应用。压电陶瓷变压器与传统的电磁变压器比较，具有高的升压比和小的体积，并且不产生电磁干扰。

在上世纪60年代，压电变压器已得到应用，主要应用于需要绝缘电阻高、耐压性能好的黑白电视机的阴极射线管高压电源上，而其主要采用Rosen型横纵式结构，当时曾有较好的发展。随着黑白电视机转向发展彩色电视机，彩电的变压器输出功率要求大于30W。因当时的压电材料及压电变压器生产的工世技术水平的限制，无法开发出大功率的压电陶瓷变压器，为此使压电变压器的研究发展陷入了滞缓状态。直到上世纪90年代，压电材料及压电器件的研发条件有了改善，使压电变压器的输出功率达到了65W以上。同时，随着多种轻小型化电子设备如手机、数码相机、打印机、便携式电脑的广泛应用，具有高升压比、功率损耗小的压电变压器有了更多新的应用领域，因此也进一步得到发展。

压电变压器的核心材料是具有压电效应的钙钛矿型压电陶瓷材料。压电变压器正是凭借铁电材料将电能和机械能之间进行能量转换的压电效应来实现升降压的。压电效应是因为晶体在机械力的作用下发生形状变化时所引起带电粒子的相互位移而产生了晶体的总电矩发生变化而形成的。与压电效应相反的逆压效应则是晶体在电场的作用下，引起带电粒子的相互位移而使晶体发生形变的过程。