基于频率特性的Rosen压电变压器参数的仿真测量和分析

白凤仙，董维杰，闰朋超，孙斐然

(大连理工大学 电子科学与技术学院，辽宁大连 116024)

引言

随着信息处理设备和通讯设备日益小型化的发展，电源设备小型化的需求越来越高，加之功能陶瓷材料的迅猛发展，压电变压器体积小、重量轻、效率高、无电磁干扰、不可燃等优点重新得以重视，国际上的许多大公司和研究机构如FACE，MOTOROLA，PHIL IPS，NEC，EPSON，TO KIN，SIEMENS和TI均对压电变压器的材料制备、新型结构设计及器件性能进行了深入研究[1,2。Rosen型压电变压器具有厚度小、成本低和高升压比的特点，使它在便携式高压应用方面有其独特的优点[3]，如便携式VCD，DVD、手机、数码相机、摄像机等彩屏背光电源、笔记本电脑、台式LCD显示屏背光电源及家用电器及仪器仪表中有广泛的应用前景。

压电变压器(piezoelectric transformer，简称PT)的模型参数是仿真分析压电变压器电气特性的重要参数。等效电路中只要模型参数已知，就可以由等效电路仿真、分析和计算压电变压器的电气特性如匹配负载、效率、谐振频率等。通常获得压电变压器等效电路参数值的方法是使用阻抗分析仪，如Agilent 4294A[4,5]。然而，阻抗分析仪相对昂贵，因此有必要寻找一种经济适用的测量方法。文献 [5]中Ivensky等人利用对压电变压器输出端短路和开路，对输入电流进行频率扫描来确定R，L，C和N的值。然而该方法需要对多点进行精度较高的扫描测量。本文详细地介绍了一种基于实验的仿真方法，利用MATLAB中fminsearch差值最小化函数，结合实测压电变压器电压增益-频率响应特性和LRC表来确定PT等效电路模型参数的值。……