多層壓電變壓器也具有電壓變換、阻抗變換和電流變換等功能。與傳統(tǒng)的鐵芯線繞電磁變壓器相比，它具有體積小、使用時不擊穿、耐高溫、不燃燒、電磁干擾很小，且結(jié)構(gòu)簡單，易批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

　　一、多層壓電變壓器的工作原理

　　壓電變壓器也是一種壓電換能器，它利用壓電陶瓷的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換機(jī)理。壓電變壓器先將輸入的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，即：電能→機(jī)械能→電能。

　　以rosen型升壓變壓器為例在輸入端施加一定頻率的低壓，由逆壓電效應(yīng)在變壓器內(nèi)部首先將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能——縱駐波傳播，然后變壓器輸出端再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，產(chǎn)生一定頻率的高壓，從而實(shí)現(xiàn)升壓過程。

　　單層壓電變壓器的工作原理也可用表示，只是輸入端(初級)為單層。vin上施加的交流電壓在輸入端沿厚度方向引起陶瓷體的收縮與拉伸應(yīng)變，這種應(yīng)變沿長度方向傳遞到輸出端。1/4處與3/4處的支撐點(diǎn)是某諧振頻率下的駐波的節(jié)點(diǎn)，壓電變壓器內(nèi)部電極構(gòu)造、長度、材料聲速v決定了壓電變壓器可能有多個諧振頻率fn，常用的頻率有λ/2，λ，3λ/2。

　　二、多層壓電變壓器的等效電路

　　由壓電變壓器的工作機(jī)理可以看出，壓電變壓器工作過程涉及電學(xué)、聲學(xué)、壓電學(xué)、固體物理學(xué)等諸多領(lǐng)域，因此很難用一個簡化模型來解釋它的工作特性，為了研究壓電變壓器在電路中的特性，人們提出了許多壓電變壓器的電路模型，下圖是一種常見的簡化模型。模型中的參數(shù)值與多層壓電變壓器的結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)，由多層電極結(jié)構(gòu)和材料介電常數(shù)決定了輸入端電容cinput較大，一般為幾十nf到幾百nf；輸出端電容cout因電極距離較大一般為幾十pf。單層壓電變壓器的輸入電容為幾個nf。輸入、輸出電容可用下式來計算：

　　長度×寬度×層數(shù)×/（2×單層厚度）

　　×厚度×寬度×/長度

　　三、多層壓電變壓器的主要應(yīng)用

　　液晶顯示器顯示圖像時需要均勻的背光，背光由一支或多支冷陰極熒光燈管（ccfl）發(fā)光來提供。傳統(tǒng)背光電源采用小型線繞式變壓器產(chǎn)生高壓來驅(qū)動ccfl，由于體積限制，存在高壓工作時產(chǎn)生擊穿、打火、甚至燃燒現(xiàn)象，伴隨較大的電磁干擾，給實(shí)際應(yīng)用帶來一些問題。多層壓電變壓器的升壓比高，高壓下工作不會擊穿，電磁干擾小，正好克服了線繞變壓器的缺點(diǎn)，并具有轉(zhuǎn)換效率高、體積小、重量輕、輸出波形好等優(yōu)點(diǎn)，非常適合驅(qū)動ccfl，近年來在 lcd背光電源中獲得了廣泛的應(yīng)用。

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