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研究生:黃俊彰
研究生(外文):Huang, Chun-Chang
論文名稱:新型壓電變壓器
論文名稱(外文):New Type Piezoelectric Transformer
指導教授:許顯榮許顯榮引用關係周卓明周卓明引用關係
指導教授(外文):Hsu, Hsian-JungChou, Chuo-Ming
學位類別:碩士
校院名稱:遠東技術學院
系所名稱:機械研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:165
中文關鍵詞:壓電變壓器升壓比效率
外文關鍵詞:piezoelectric transformer
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由於人類追求進步與科技技術的動力從不停歇,將時代推展成一極重視資訊科技的時代,而此時最能代表此時代的電子產物莫過於行動通訊設備、個人數位助理(PDA)、筆記型電腦、數位攝影機等相關3C電子產品,而人們對於此類電子產品的需求正隨著社會的進步與日劇增,而相關產品也朝向薄型化、輕量化、小型化的方向發展。而這類電子產品中皆包括了電源轉換變壓的部分,例如液晶面版的電源供給、市電的電源轉換等相關課題,而欲使其朝向薄型化、輕量化、小型化的方向發展,變壓器的物件大小與效率常是一關鍵因素,故現今研究趨勢皆導向提高功率密度與高效率方面發展。而傳統式變壓器的升壓方式,係採用線圈纏繞並配合磁芯之電磁感應來製作,但由於傳統型變壓器為考慮縮小體積不得不將使用的線徑縮小(目前最為常用的細小銅線其線徑為0.04mm),不僅製作不便且有銅線能源損耗的問題,再加上磁芯造成的磁滯損耗與渦流損耗等各類損耗導致其難獲得較高的轉換效率,且佔較大的體積與重量。 本論文主要是在壓電變壓器之高功率密度、高轉換效率與輕薄短小的優點下,對於經過形狀改變後的理論變化與電壓變化上做研究。根據理論推導、模擬分析結果,新型壓電變壓器的升壓比&效率平均高於Rosen型壓電變壓器。其中理論近似解的誤差均在15%以下。另外根據模擬分析與實驗結果發現,本研究所設計的新型(II)壓電變壓器在第一工作模態下供給30Vrms輸入電壓時的模擬與實驗,最高升壓比&效率都比羅森型壓電變壓器的為佳。由於新型壓電變壓器形狀改變後,它的電壓比較容易集中輸出,這也是新型壓電變壓器的輸出電壓比值高於羅森型壓電變壓器的原因。
摘要..................................................I
誌謝..................................................III
目錄..................................................IV
圖目錄................................................VII
表目錄................................................XXVII
符號表................................................XXIX
第一章 序論..........................................1
1-1 壓電材料歷史與特性..............................1
1-1-1 壓電材料歷史................................1
1-1-2 壓電材料特性................................4
1-1-2-1 壓電效應................................4
1-2 研究緣由........................................7
1-3 研究目的........................................26
1-4 研究的重要性....................................27
1-5 論文大綱........................................30
第二章 壓電變壓器的種類與其基本特性..................32
2-1 前言............................................32
2-2 壓電變壓器簡介..................................33
第三章 基本原理與新型壓電變壓器理論推導..............39
第四章 模擬分析......................................51
4-1 不同極化方向的壓電模擬分析要素..................53
4-1-1 壓電變壓器左右半部的不同極化方向............54
4-1-2 壓電變壓器電氣邊界條件造成的影響............55
4-2 壓電變壓器模擬分析方式..........................57
4-2-1 極化方向不同模擬方法........................57
4-2-2 壓電變壓器模擬方式與流程....................59
第五章 新型壓電變壓器實驗結果與數據分析..............148
5-1 新型壓電變壓器的實驗架構........................149
5-2 新型壓電變壓器的實驗說明........................149
第六章 結果與討論....................................153
6-1 根據專利技術效能矩陣圖與專利生命週期圖表顯示....153
6-2 根據模擬分析顯示................................153
6-3 根據實驗結果顯示................................156
6-4 根據模擬數據與實驗結果比對趨勢..................157
第七章 結論與建議....................................162
參考資料..............................................163
附錄A 建模與使用Model分析,並輸出模態頻率..........A-1
附錄B 使用Harmonic分析最佳工作模態頻率並輸出電壓值.B-1
附錄C 找端點最大輸出電壓之頻率並記錄頻率與電壓曲線..C-1
1.ANSYS Tutorials
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