什么是壓電陶瓷呢?其實它是一能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料.所謂壓電效應是指某些介質在受到機械壓力時,哪怕這種壓力微小得像聲波振動那樣小,都會產生壓縮或伸長等形狀變化,引起介質表面帶電,這是正壓電效應.反之,施加激勵電場,介質將產生機械變形,稱逆壓電效應.
    1880年法國人居里兄弟發現了"壓電效應".1942年,第一個壓電陶瓷材料--鈦酸鋇先后在美國、前蘇聯和日本制成.1947年,鈦酸鋇拾音器--第一個壓電陶瓷器件誕生了.50年代初,又一種性能大大優于鈦酸鋇的壓電陶瓷材料--鋯鈦酸鉛研制成功.從此,壓電陶瓷的發展進入了新的階段.60年代到70年代,壓電陶瓷不斷改進,逐趨完美.如用多種元素改進的鋯鈦酸鉛二元系壓電陶瓷,以鋯鈦酸鉛為基礎的三元系、四元系壓電陶瓷也都應運而生.這些材料性能優異,制造簡單,成本低廉,應用廣泛.
    利用壓電陶瓷將外力轉換成電能的特性,可以制造出壓電點火器、移動X光電源、炮彈引爆裝置.用兩個直徑3毫米、高5毫米的壓電陶瓷柱取代普通的火石,可以制成一種可連續打火幾萬次的氣體電子打火機.用壓電陶瓷把電能轉換成超聲振動,可以用來探尋水下魚群的位置和形狀,對金屬進行無損探傷,以及超聲清洗、超聲醫療,還可以做成各種超聲切割器、焊接裝置及烙鐵,對塑料甚至金屬進行加工.
    壓電陶瓷對外力的敏感使它甚至可以感應到十幾米外飛蟲拍打翅膀對空氣的擾動,并將極其微弱的機械振動轉換成電信號.利用壓電陶瓷的這一特性,可應用于聲納系統、氣象探測、遙測環境保護、家用電器等方面.
    如今壓電陶瓷已經被科學家應用到國防建設、科學研究、工業生產以及和人民生活密切相關的許多領域中,成為信息時代的多面手.
    在航天領域,壓電陶瓷制作的壓電陀螺,是在太空中飛行的航天器、人造衛星的"舵".依靠"舵",航天器和人造衛星,才能保證其既定的方位和航線.傳統的機械陀螺,壽命短,精度差,靈敏度也低,不能很好滿足航天器和衛星系統的要求.而小巧玲瓏的壓電陀螺靈敏度高,可靠性好.
    在潛入深海的潛艇上,都裝有人稱水下偵察兵的聲納系統.它是水下導航、通訊、偵察敵艦、清掃敵布水雷的不可缺少的設備,也是開發海洋資源的有力工具,它可以探測魚群、勘查海底地形地貌等.在這種聲納系統中,有一雙明亮的"眼睛"--壓電陶瓷水聲換能器.當水聲換能器發射出的聲信號碰到一個目標后就會產生反射信號,這個反射信號被另一個接收型水聲換能器所接收,于是,就發現了目標.目前,壓電陶瓷是制作水聲換能器的最佳材料之一.
    在醫學上,醫生將壓電陶瓷探頭放在人體的檢查部位,通電后發出超聲波,傳到人體碰到人體的組織后產生回波,然后把這回波接收下來,顯示在熒光屏上,醫生便能了解人體內部狀況.
    在工業上,地質探測儀里有壓電陶瓷元件,用它可以判斷地層的地質狀況,查明地下礦藏.還有電視機里的變壓器--電壓陶瓷變壓器,它體積變小、重量減輕,效率可達60%~80%,能耐住3萬伏的高壓,使電壓保持穩定,完全消除了電視圖象模糊變形的缺陷.現在國外生產的電視機大都采用了壓電陶瓷變壓器.一只15英寸的顯像管,使用75毫米長的壓電陶瓷變壓器就行了.這樣就使電視機體積變小、重量減輕了.
    壓電陶瓷也廣泛用于日常生活中.用了兩個直徑3毫米、高5毫米的壓電陶瓷柱取代了普通的火石制成的氣體電子打火機,可連續打火幾萬次.利用同一原理制成的電子點是點燃煤氣爐極好的用具.還有一種用壓電陶瓷元件制作的兒童玩具,比如在玩具小狗的肚子中安裝壓電陶瓷制作的蜂鳴器,玩具都會發出逼真有趣的聲音.
    隨著高新技術的發展,壓電陶瓷的應用必將越來越廣闊.除了用于高科技領域,它更多的是在日常生活中為人們眼務,為人們創造更美好的生活.
多層壓電陶瓷變壓器(MPT)是20世紀50年代開始研制,并于70年代發展起來的新型電子變壓器,隨著新型壓電陶瓷材料的出現,如鈦鋯酸鉛等高壓電常數、高Kp和高Qm,MPT的發展突飛猛進,具有傳統的線繞變壓器不可比擬的優點.以MPT為核心電子器件的逆變器,也將是未來液晶顯示背景光源的主流.
                        
                        關鍵詞:多層壓電陶瓷變壓器(MPT),逆變器(INVERTER)  
                        一﹑多層壓電陶瓷變壓器與線繞變壓器的比較  
                            
                        采用多層壓電陶瓷材料制成的MPT被業內人士稱為繼傳統線繞變壓器及脈沖變壓器之后的“第三代”電子變壓器.電子變壓器是電子電路中的重要元件,起著絕緣﹑隔離﹑電壓/電流轉換﹑信號傳輸等重要作用.
                        
                            
                        壓電陶瓷變壓器的種類繁多,最常用的是升壓壓電陶瓷變壓器,工作原理:輸入壓電片的電振動能量通過逆壓電效應轉換成機械振動能,再通過正壓電效應轉換成電能,在能量的這兩次轉換中實現阻抗變換,從而在壓電片的諧振頻率上獲得高的電壓輸出,即采用的是電＿機＿電能量轉換原理,在驅動端輸入一個與MPT諧振頻率一致的正弦交變電壓,壓電振子產生振動,傳導到輸出端,產生連續的正弦電壓.MPT實際上是一種壓電陶瓷振子,利用壓電陶瓷作為振動能量的傳遞,使輸入和輸出兩端間的電壓發生變化的器件.采用多層結構后,每一單層厚度和層數可調,驅動電壓不在受限制,因而可以使壓電變壓器總是工作在最佳狀態.同時,由于結構簡單,更易于批量生產.
                        
                          
                        線繞變壓器是由一個公共鐵氧體磁芯和繞在其上的多個線圈組成.能量轉換發生在介于磁通量和磁場之間的磁芯中,采用的是電＿磁＿電能量轉換原理.變壓器的電壓增益可以通過次級線圈和初級線圈之間的匝數比N2/N1來確定.
                        
                          
                        通過對兩種變壓器的工作原理分析,可以看出,線繞變壓器的鐵芯平面正交于線圈平面,構成立方體,因此很難在幾何尺寸上有所突破,尤其是在厚度,目前,線繞變壓器的最小厚度約為7~8毫米.MPT的電能和機械能是在同一平面上進行轉換,因此,可以做得很薄,由我司生產的MPT,厚度為3毫米,這是線繞變壓器難以達到的尺寸.
                        
                           MPT的主要技術特點:  
                        1. 厚度一般不超過4毫米.  
                        2. 轉換效率高,可達95%以上.  
                        3. 具有負載短路自動截止工作的自保護特性  
                        4. 可實現零電壓﹑零電流轉換.  
                        5. 對于低阻負載具有準恒流輸出特性.  
                        6. 無反峰壓﹑可靠保護功率放大電路.  
                        7. 無電磁干擾.  
                        8. 無線圈擊穿﹑霉斷  
                        9. 抗鹽霧﹑耐候性好,尤其適于海洋性氣候.  
                        10. 溫升低.  
                        綜上所述,MPT具有效率高﹑體積小﹑厚度薄﹑無電磁干擾﹑回路簡單﹑重量輕﹑升壓比高﹑正弦運行﹑高激發電壓﹑不可燃等優點,應用領域和市場需求非常巨大.但是,線繞變壓器雖然厚﹑重﹑低效,但它也具有成本低﹑負載范圍大的優勢.