基于PMNT的新型变压器、传感器应用电路的设计

摘要

近年来发现的弛豫铁电单晶压电材料(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3- xPbTiO3(简称PMNT),具有优异的压电性能,比压电陶瓷具有更高的机电耦合系数(k33>92％)和压电系数d33(～2000pC/N),更低的介电损耗,在铁电领域引起了广泛的研究兴趣,而且优质的PMNT单晶已经可以批量的生长,从而成为新一代电声(机)换能器、传感器和驱动器的首选材料。 本文从PMNT压电单品的性能入手,对压电单晶PMNT的应用做出了一些有益的研究与探索： 从液晶显示冷阴极灯(CCFL)背光电源对驱动电源的要求着手,对压电变压器的等效电路、电学性能进行了分析和讨论,并以此为基础采用V-F设计思路,即使PMNT压电单晶变压器工作在谐振频率点附近,通过取样电压信号调节工作频率来实现反馈控制,稳定电流输出,设计出CCFL背光电源； 对磁电传感器的结构与性能做出了基本研究,根据实际应用需求,设计出磁电传感器在转速计上的应用电路； 根据磁电传感器的优异探测性能,采用相关检测方法,结合传统锁相放大器的优点与∑-Δ型A/DC的过采样和积分特性,设计出新型的锁相检测电路,具有极高的噪声抑制比,显示出其广阔的发展前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2弛豫型铁电单晶的研究进展

1.3压电变压器的研究

1.4磁探测器的研究

1.5本文主要研究内容

2压电单晶变压器

2.1压电变压器的材料、结构及工作原理

2.1.1PMNT单晶变压器的材料介绍

2.1.2压电变压器结构

2.1.3压电变压器的工作原理

2.2压电变压器等效电路

2.2.1输入部分等效电路的推导

2.2.2输出部分等效电路的推导

2.2.3变压器整体等效电路

2.2.4变压器等效电路结论

2.3压电单晶变压器的工作特性

2.3.1测试电路

2.3.2升压比G-频率f特性

2.3.3输入输出阻抗与频率的关系

2.3.4负载特性

2.3.5结论

2.4压电单晶变压器CCFL高压背光源的电路设计

2.4.1电路设计思想与原理图

2.4.2背光电源电路设计

2.5结论

3磁电传感器

3.1磁电传感器的介绍

3.1.1磁电传感器的材料及原理

3.1.2磁电传感器性能及与常用磁传感器的比较

3.2磁电传感器在转速计上的应用

3.2.1在速度传感器上的应用介绍

3.2.2电路设计及参数计算

3.3磁电传感器在探测器上的应用

3.3.1相关检测原理

3.3.2新型锁相检测电路设计

3.3.3小结

4总结与展望

参考文献

致谢