Analiza teoretyczno-symulacyjna transformatora piezoelektrycznego *

STRESZCZENIE: Przedstawiono analizę teoretyczno-symulacyjną transformatora piezoelektrycznego o dowolnej konfiguracji. Poszukiwano optymalnych parametrów geometrycznych ze względu na uzyskiwane wzmocnienie napięcia. Dokonano analizy pracy transformatora przy różnych postaciach drgań własnych dla dwóch różnych materiałów.

SŁOWA KLUCZOWE: piezoelektryczność, transformator piezoelektryczny, pola sprzężone, fale sprężyste

ABSTRACT: Theoretical and simulation analysis for the description of a piezoelectric transformer with respect to unrestricted configuration is developed. The working conditions of the transformer dependent on various eigen vibrations for two different kinds of material are considered and the influence of the gauge optimal parameters on a voltage amplification have been studied.

KEYWORDS: piezoelectricity, piezoelectric transformer, coupled fields, elastic waves

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Rosen C.A., Fish K.A., Rothenberg H.C. U.S. Patent No. 2,830,374, April 1954.
• Rosen C.A. “Ceramic transformers and filters”. Proc. Electronic Component Symposium. 1956, pp. 205–211.
• Auld B.A. “Acoustic fields and waves in solids”. Florida: R.E. Krieger Publishing Company, 1990.
• Nowacki W. „Efekty elektromagnetyczne w stałych ciałach odkształcalnych”. Warszawa: PWN, 1983.
• Royer D., Dieulesaint E. “Elastic waves in solids”. Berlin – Heidelberg: Springer Verlag, 2000.
• Carazo A.V. “50 years of piezoelectric transformers. Trends in the technology”. MRS Proceedings. Vol. 785 (2003).
• Lin Ray-Lee. “Piezoelectric transformer characterization and application of electronic ballast”. Diss. Virginia Polytechnic Institute and State University, 2001.
• Schwarzmann H. „Piezoelektrische Transformatoren zur Ansteuerung von Leistungsschaltern”. Diss. Universitaetsbibliothek der Universitaet Erlangen-Nuernberg, 2011.
• Radowicz A. „Fale powierzchniowe”. Monografie. Kielce: Politechnika Świętokrzyska, 1994.
• Preumont A. “Mechatronics: dynamics of electromechanical and piezoelectric systems”. Vol. 136. Springer Science & Business Media, 2006.
• Awrejcewicz J., Koruba Z. “Classical Mechanics. Applied Mechanics and Mechatronics”. Springer Science + Business Media, LLC 2012.
• Mezheritsky A.V. “Elastic, dielectric, and piezoelectric losses in piezoceramics: how it works all together”. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 51, 6 (2004): pp. 695–707.
• Boukazouha F. et al. “A comparison of 1D analytical model and 3D Finite Element Analysis with experiments for a Rosen-type piezoelectric transformer”. Ultrasonics. 60 (2015): pp. 41–50.
• www.efunda.com/materials/piezo/material_data/

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.574