Ministry of Higher Education and Scientific Research

Research Center
in Industrial Technologies CRTI, ex - CSC


Team 3 : Characterization of welded structures

Team leader :

Senior Researcher B

Team members :

Research Assistant
Research Assistant

Team project :

1- Transformateurs Piézoélectriques


Le phénomène de la piézoélectricité représente un lien entre deux vastes domaines de la physique que sont l'électromagnétisme et l'acoustique. Il permet une action sur l'état mécanique d'une structure par l’application d’un champ électrique ou vice versa. Il y a une soixantaine d'années, la piézoélectricité s’est placée dans un champ d'application riche en perspectives qui est celui de l'électronique de faible puissance. Il s'agit des transformateurs piézoélectriques de tension dont le principe repose sur l'utilisation combinée des effets inverse et direct de la piézoélectricité, et dont le principal atout est la possibilité de miniaturisation des systèmes. De taille millimétrique, leur permettant d'être intégrés dans les appareils électroniques mobiles ou embarqués (caméras, téléphones mobiles, écrans plats, etc.), les transformateurs piézoélectriques jouissent en outre d’un certain nombre d’avantages, en comparaison de leurs homologues électromagnétiques: un poids léger (quelques grammes dans un volume de moins de 1 cm3), opérant dans une large gamme de fréquences (de 1 kHz à 1 MHz), un gain en tension pouvant atteindre 1000 avec une densité de puissance comprise entre 10 et 100 W/cm3. En outre, ils ne génèrent aucun bruit magnétique, et présentent une très bonne immunité aux perturbations électromagnétiques. Enfin, ils offrent une excellente isolation galvanique, avec des tensions d’isolation primaire-secondaire de l’ordre de 5kV.

L’objectif de ce projet est la conception de transformateurs de tension piézoélectriques à la division de caractérisation et d’instrumentation. L’étude passe d'abord par le choix d’une structure,  par sa modélisation permettant, en réponse à un cahier des charges, le dimensionnement géométrique et la sélection d’un matériau piézoélectrique, suivi de la fabrication des prototypes (plusieurs architectures sont proposées) pour finir enfin par la détermination expérimentale de leurs performances (gain, rendement, puissance).

 


Scientific output :

Publications


F. Boukazouha, G. Poulin-Vittrant, L.P. Tran-Huu-Hue, M. Bavencoffe, F. Boubenider, M. Rguiti, M. Lethiecq,  A comparison of 1D analytical model and 3D Finite Element Analysis with experiments for a Rosen-type piezoelectric transformer, Ultrasonics , Volume 60 , 2015 , pp 41-50.
F.Boukazouha, F.Boubenider,  Piezoelectric transformer: Comparison between a model and an analytical verification, Computers and structures , Volume 86 , Issue 3-5 , 2008 , pp 374-378.

Communications


Teams

Divisions