一种基于多层高介电材料的超小型介电陶瓷变压器，包括降压模块、绝缘隔离层和外部附属电路，绝缘隔离层包裹在降压模块的外部，降压模块包括交替设置的高介电材料填充层和低介电材料填充层，每一低介电材料填充层都设置在两层高介电材料填充层之间，在高介电材料填充层和低介电材料填充层之间还设有导电金属隔离层，低介电材料填充层两侧的导电金属隔离层分别与变压输出高电位端电极和变压输出低电位端电极连接，降压模块两端的高介电材料填充层的外侧还分别设有与外电源输入高电位端电极和外电源输入低电位端电极连接的导电金属层。该装置对介电材料要求低，有效降低原料成本；具有电压输出稳定、工艺简单、结构紧凑、生产成本低廉等显著进步。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种降压变压器，具体地说是一种基于多层高介电材料的超小型介电陶瓷变压器。
技术介绍
现有的变压器有两种电磁变压器和压电陶瓷变压器。前者基于电磁感应现象， 是成熟的技术，但存在转换效率低、有电磁噪声等问题；后者1956年由C. A. Rosen技术，它具有重量轻、能量密度高、效率高、外形小、运行过程无电磁噪声以及不易燃性等优点，应用范围越来越广。现在压电陶瓷变压器的应用分为两种，一种是由低压变成高压的升压变压器，用于液晶显示器、静电除尘器和高压电源中，国内外都已形成规模生产。另一种是由高压变成低压的降压变压器，现在仍处于研究开发阶段，据报道，日本富士通公司利用 LiNb03单晶制成了 15 mmX15 mmXO. 5mm的压电陶瓷变压器样机，该样机工作频率4 MHz、 输出功率为30、0W，可用于降压型开关电源。但由于铌酸锂晶体的成本很高，不适于大规模工业生产应用。分析可知，在新兴电子学工业领域中，能适用于大规模工业生产的廉价、超小型降压变压器一直是一个技术难题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种体积小、成本低，能有效实现降压变压的基于多层高介电材料的超小型介电陶瓷变压器。本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是一种基于多层高介电材料的超小型介电陶瓷变压器，包括降压模块、绝缘隔离层和外部附属电路，降压模块呈层状结构，绝缘隔离层包裹在降压模块的外部，外部附属电路由设置在绝缘隔离层外侧的外电源输入高电位端电极、外电源输入低电位端电极、变压输出高电位端电极和变压输出低电位端电极构成，外电源输入高电位端电极和外电源输入低电位端电极分别设置在降压模块层状结构的两个端部，变压输出高电位端电极和变压输出低电位端电极沿降压模块层状结构的分布方向设置在绝缘隔离层的外表面，所述的降压模块包括交替设置的高介电材料填充层和低介电材料填充层，每一低介电材料填充层都设置在两层高介电材料填充层之间，并且在高介电材料填充层和低介电材料填充层之间还设有导电金属隔离层，导电金属隔离层将高介电材料填充层和低介电材料填充层隔离开，低介电材料填充层两侧的导电金属隔离层分别穿过绝缘隔离层与变压输出高电位端电极和变压输出低电位端电极连接，位于降压模块两端的高介电材料填充层的外侧还设有导电金属层，两端的导电金属层分别与外电源输入高电位端电极和外电源输入低电位端电极连接。所述高介电材料填充层的相对介电常数大于5000，低介电材料填充层的相对介电常数小于5。所述高介电材料填充层、低介电材料填充层、导电金属隔离层和导电金属层的厚度均小于0. 3mm。所述高介电材料填充层的厚度为0. 2mm，低介电材料填充层的厚度为0. 1mm。在上述技术方案中每一层低介电材料填充层和其两侧的高介电材料填充层都构成一个降压单元。本技术利用电场在高介电常数与低介电常数材料中积聚度不同，通过多层高介电常数/低介电常数的介质组合来实现对高压电场进行分割，在低介电材料填充层对部分电压降落进行提取，从而实现降压输出的可控调节。本技术的工作原理是本技术所设计的变压器由多层高介电材料/低介电材料交替排列构成的多个降压单元组成。假设有η个降压单元，其中，高介电材料层的介电常数为^，低介电材料层的介电常数为e2，ei》e2。设输入的交流电电压U1 = JsmaH ,负载为R，根据电路原理，输出电压为权利要求1.一种基于多层高介电材料的超小型介电陶瓷变压器，其特征在于包括降压模块 (1)、绝缘隔离层(2)和外部附属电路(3)，降压模块(1)呈层状结构，绝缘隔离层(2)包裹在降压模块(1)的外部，外部附属电路(3)由设置在绝缘隔离层(2)外侧的外电源输入高电位端电极(301)、外电源输入低电位端电极(302)、变压输出高电位端电极(303)和变压输出低电位端电极(304)构成，所述的降压模块(1)包括交替设置的高介电材料填充层(101) 和低介电材料填充层(102)，每一低介电材料填充层(102)都设置在两层高介电材料填充层(101)之间，并且在高介电材料填充层(101)和低介电材料填充层(102)之间还设有导电金属隔离层(103)，导电金属隔离层(103)将高介电材料填充层(101)和低介电材料填充层(102)隔离开，低介电材料填充层(102)两侧的导电金属隔离层(103)分别穿过绝缘隔离层(2)与变压输出高电位端电极(303)和变压输出低电位端电极(304)连接，位于降压模块(1)两端的高介电材料填充层(101)的外侧还设有导电金属层(104)，两端的导电金属层 (104)分别与外电源输入高电位端电极(301)和外电源输入低电位端电极(302)连接。2.如权利要求1所述的一种基于多层高介电材料的超小型介电陶瓷变压器，其特征在于所述高介电材料填充层(101)的相对介电常数大于5000，低介电材料填充层(102 )的相对介电常数小于5。3.如权利要求1所述的一种基于多层高介电材料的超小型介电陶瓷变压器，其特征在于所述高介电材料填充层(101)、低介电材料填充层(102)、导电金属隔离层(103)和导电金属层(104)的厚度均小于0. 3mm。4.如权利要求3所述的一种基于多层高介电材料的超小型介电陶瓷变压器，其特征在于所述高介电材料填充层(101)的厚度为0. 2mm,低介电材料填充层(102)的厚度为 0. Imm0专利摘要一种基于多层高介电材料的超小型介电陶瓷变压器，包括降压模块、绝缘隔离层和外部附属电路，绝缘隔离层包裹在降压模块的外部，降压模块包括交替设置的高介电材料填充层和低介电材料填充层，每一低介电材料填充层都设置在两层高介电材料填充层之间，在高介电材料填充层和低介电材料填充层之间还设有导电金属隔离层，低介电材料填充层两侧的导电金属隔离层分别与变压输出高电位端电极和变压输出低电位端电极连接，降压模块两端的高介电材料填充层的外侧还分别设有与外电源输入高电位端电极和外电源输入低电位端电极连接的导电金属层。该装置对介电材料要求低，有效降低原料成本；具有电压输出稳定、工艺简单、结构紧凑、生产成本低廉等显著进步。文档编号H01L41/107GK202332972SQ201120430600公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日专利技术者周锋子, 巩晓阳, 李立本, 杨雷雷 申请人:河南科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：巩晓阳，杨雷雷，周锋子，李立本，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：实用新型
国别省市：
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