Rev. Phys. Appl. (Paris) 16, 647-655 (1981)
DOI: 10.1051/rphysap:019810016011064700

Optimisation du transfert sur capacité de l'énergie libérée par un élément piézoélectrique en compression

H. Ohanessian et P. Gonnard

Institut National des Sciences Appliquées, Laboratoire de Génie Electrique et Ferroélectricité 20, avenue Albert-Einstein, 69621 Villeurbanne Cedex, France

Abstract
The purpose of the present paper is the study of the transfer on a capacitor of the electrical energy released by a piezoelectric ceramic under a uniaxial stress pulse. This stress, achieved by the fall on the specimen of a steel ball, is similar to that observed on the piezoelectric impact igniters. The main circuit is a Graetz-type bridge rectifier loaded by a capacitor. This bridge is either directly feeded by the piezoelectric generator or through a matched self-inductance. The study was primarily carried out on a simplified model neglecting the variations of compliance, then generalized to the actual model taking into account the piezoelectricity's complete equations. Experiments on various piezoelectric elements confirm the theoretical results.

Résumé
Le but de cet article est d'étudier le transfert sur une capacité de l'énergie électrique libérée par une céramique piézoélectrique au cours d'une compression uniaxiale impulsionnelle. La compression, obtenue par la chute d'une bille d'acier sur l'échantillon, est semblable à celle observée sur les allumeurs piézoélectriques. Le circuit utilisé est constitué par un pont de diodes de type Graetz débitant sur un condensateur. Ce pont est alimenté par le générateur piézoélectrique soit directement, soit par l'intermédiaire d'une self accordée. L'étude a été menée en premier lieu sur un modèle simplifié négligeant les variations de compliance de l'élément piézoélectrique, puis généralisée au modèle réel en considérant les équations complètes de la piézoélectricité. Les essais sur des éléments piézoélectriques divers ont confirmé les résultats théoriques.

PACS
2860 - Piezoelectric and ferroelectric devices.

Key words
piezoelectric devices -- electrical energy transfer to capacitor -- piezoelectric ceramic -- uniaxial stress pulse -- Graetz type bridge rectifier