题目：片状多层压电陶瓷变压器的数值分析及特性研究

压电变压器具有体积小、重量轻、升压比高、无电磁污染等特点，工作稳定，安全可靠，良好地解决了传统的电磁变压器笨重、抗干扰能力差等缺陷，非常符合电子系统的发展趋势，有望在较大领域范围内取代电磁变压器，成为实现电压高低变换的首要选择。目前，压电变压器已经在电子信息系统中发挥着很重要的作用，但大功率输出难和过多依赖谐振频率等方面的缺点依然限制着其在更大范围内的发展和应用。
本文基于压电物理理论，分析了压电变压器的等效电路模型，进而导出多层压电变压器等效电路模型，并用有限元方法进行模拟分析了单层和多层压电变压器振动模态。
文章首先介绍了压电变压器的理论基础、压电效应以及研究压电变压器需要使用的压电方程和波动方程，介绍了构成压电变压器的基本元素压电振子的等效电路，进而分析了各种结构的压电变压器等效模型。在分析Rosen压电陶瓷变压器基础上对多层压电变压器进行了特性研究，并选择合适的压电陶瓷材料，简要说明了所设计的压电变压器制备方法。
利用压电变压器等效模型理论，文章建立了多层压电变压器的理论模型和等效电路，并使用有限元软件ANSYS对多层压电变压器和改进型单层压电变压器进行模态分析，得到变压器的谐振频率及位移振幅模态等参数。通过测试电路对所设计的压电变压器进行了实际测量，结果表明，本文提出的单层及多层压电变压器设计思想正确合理，为进一步研制高增益、大功率压电变压器，推进压电变压器的快速发展提供了一定的理论思想。