压电变压器介绍
压电变压器技术在荧光灯电子镇流器的应用及试验分析
Ｔ ｍ ｒ 、Ｍ ｔｕ ｈ ｔ ，在压电变压器的材料方面取得 ａｕ ａ ａｓｓｉａ
突破 ，并开发 出可靠的生产工艺、驱动 电路和器件封
和逆压 电效应 ，完成机械能与 电能之间的相互转换 ， 从而实现 电压的高低变换 。压 电变压器也可 以看作是
压 电驱动器和 压电换 能器 的组合，能传输 电能且不含 磁性单元 ，通 过压电驱动器和换能器之间的机 电耦合 来 实现变 压 。压 电驱动 器和 压 电换 能器 即为压 电振
２ ０ 之 间变化 。半桥 驱动 输 出的方 波信 号 的幅值约 ８Ｖ 为２ Ｖ ５ ，方 波信 号 的周期 约为 ２ ． ｕ ，计 算频 率为 ０８ ｓ ４ ．７ ｋ ｚ ８ ０ ６ Ｈ ，在此频率信号 的驱动下 ，压 电变压器的 初始升压 比约为５ ，则压 电变压器初始输 出电压约为 Ｏ
１ 电阻镇 流的工作效率低 ，要确保 电阻镇流 电 ．
２ １．１Ｏ 中 高 术 ０ １１ 阁 新技 企业 ７ ５
路正工作，应 使电源供 电电压不低 于两倍 的灯工作 电 压，实 际中应用不多。 ２ 电容镇流 只有在很高 的供 电频率 下很好地工 ．
变 化 ，市 电 电压 常 处 于波 动 状 态 ， 幅值 在 ２ Ｏ 和 ２Ｖ
间的一种耦合效应 ，最早是 由Ｐ 居里和Ｊ 居里两兄弟 ． ．
发现的 。由于压 电效应是一种弹性性能与介电性 能之 间 的耦合效应，因此 首先要求材料是具有 良好介 电性 能 的绝缘体 ，其次还要是离子 晶体 ，只有 在这样 的条 件下，才有可能具有压电效应。
压 电变压器 正是利用压 电陶瓷材料的正压 电效应
小型化成 为可能 ，相对于传统的电磁变压器 ，它具有
体积小 、重量轻 、升压 比大、转换效率高 、输 出波形 好 （ 正弦波 ）、使用时不会击 穿、耐 高温 、不怕燃烧
变压器的种类和功能特点
变压器的种类和功能特点一、变压器的种类及其功能特点变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，它通过电磁感应的原理，将输入端的电压转换为输出端所需要的电压。
根据不同的工作原理和使用场景，变压器可以分为多种类型，每种类型都具有不同的功能特点。
下面将介绍几种常见的变压器及其功能特点。
1. 功能特点：升压变压器升压变压器是一种将输入端电压升高的变压器。
其主要功能是将输入端的低电压升高到输出端所需的高电压。
升压变压器常用于电力输送、电网传输以及长距离输电等场景中。
其特点是输入端的电压低于输出端的电压，具有较高的功率传输效率和较低的能量损耗。
2. 功能特点：降压变压器降压变压器是一种将输入端电压降低的变压器。
其主要功能是将输入端的高电压降低到输出端所需的低电压。
降压变压器常用于电源适配器、电子设备和家用电器等场景中。
其特点是输入端的电压高于输出端的电压，具有较高的稳定性和较低的能耗。
3. 功能特点：隔离变压器隔离变压器是一种将输入端和输出端电气隔离的变压器。
其主要功能是通过绝缘层隔离输入端和输出端的电压，以保证电路的安全性和稳定性。
隔离变压器常用于医疗设备、工业控制系统和计算机等场景中。
其特点是具有较高的绝缘性能和较低的电磁干扰。
4. 功能特点：自耦变压器自耦变压器是一种将输入端和输出端通过共用绕组相连的变压器。
其主要功能是提供输入端和输出端之间的电压变换和功率传输。
自耦变压器常用于电力系统中的电压调节和功率变换等场景中。
其特点是结构简单、体积小巧、效率高、成本低。
5. 功能特点：调压变压器调压变压器是一种能够根据需要调节输出端电压的变压器。
其主要功能是通过调节输入端和输出端的绕组比例，实现对输出端电压的精确调节。
调压变压器常用于实验室仪器、精密仪表和电子设备等场景中。
其特点是具有较高的调节精度和较低的输出波动。
6. 功能特点：配电变压器配电变压器是一种用于电力系统中的电能分配和供应的变压器。
其主要功能是将高压电网输送的电能转换为低压电能供给用户。
电子变压器定义、作用及分类
一.电子变压器定义、作用及分类变压器是具有磁芯(铁芯)与两个或两个以上的线圈组成，它们互不改变位置的装置，从一个或两个以上的回路，通过交流电力借电磁感应作用，转变成电压及电流，对另一个或两个一上的回路，供给一周拨数的交流电力.2 作用：在电子线路中起着升压、降压、隔离、整流、变频、倒相、阻抗匹配、逆变、储能、滤波等作用。
3 分类：A 按工作频率分类：工频变压器：工作频率为50Hz或60Hz中频变压器：工作频率为400Hz或1KHz音频变压器：工作频率为20Hz或20KHz超音频变压器：20KHz以上，不超过100KHz高频变压器：工作频率通常为上KHz至上百KHz以上。
B 按用途分类：电源变压器：用于提供电子设备所需电源的变压器音频变压器：用于音频放大电路和音响设备的变压器脉冲变压器：工作在脉冲电路中的的变压吕，其波形一般为单极性矩形脉冲波特种变压器：具有一种特殊功能的变压器，如参量变压器，稳压变压器，超隔离变压器，传输线变压器，漏磁变压器开关电源变压器：用于开关电源电路中的变压器通讯变压器：用于通讯网络中起隔直、滤波的变压器电子变压器材料及分类：变压器英文二电子变压器材料及分类：变压器英文(TRansformer)1）电子变压器材料主要有骨架(Bobbin,Base,Case)线材(Copper Wire)磁芯(Ferrite Core,SI-Steel Lamination)铜箔(Copper Foil)绝缘胶带(Tape)安全胶带，也称档墙(Margin Tape)套管(Tube)化学材料：焊锡(Solder Bar)，绝缘油(Varnish)，胶类(Epoxy,Glue)，稀释剂(Thinner)，助焊剂(Scaling Powder)，油墨(Ink)1、磁芯：磁芯主要几大类：1.钢片类Lamination(SI-STEEL,PERMALLOY);2.软磁铁氧体类(FERRITE CORE);3.铁粉芯(Iron Powder);4.铁硅铝(Kool,Mu或Sendust);5.高导磁粉芯(High Flux);6铁镍钼磁粉芯(Mpp Core);7.非晶态(Amorphous)。
压电陶瓷变压器
Ｒ ｓｎ ｏｅ 型单层 长 条形结 构 ．如 图１ 示 。 所
开始 进 入 实 用 化 。从 ２ 世 纪９ 年 代 末 期 开 始 ，压 ０ ０
地 制 备 出长 条 形单 片压 电 陶瓷 变 压 器 。但 由于 这 种 单片 变压器使 用 的是 压 电性 能较 差 的Ｂ ＴＯ 陶瓷 ａｉ
材 料 ，加 上 工艺 不 完 善 ，升 压 比很 低 ，成 本 又很 高 ，故 当时 没有 引起 人们 的 重视 。后 来 ，随着Ｐ Ｔ Ｚ
系 、三 元 系和 四元 系等 压 电 陶瓷 材料 的 陆续 出现 ，
压
电 陶 瓷 变 压
器
山 东 临 沂 电子 研 究 所 毛 兴 武 （ 稿） 供
本 刊 编 辑 部 张 乃 国 （ 编） 改
压 电陶瓷变压 器是用 铁 电陶瓷材 料经 烧结 、高
陶 瓷 的 正 压 电效 应 工 作 的 ，给 其 加 上 机 械 压 力 ， 在 点 火 棒 两 端 即有 高 压 产 生 。这 两种 器 件 的能 量 转 换 形 式 是 电能 与 机 械 能 之 间 的单 向转 换 ，而 压 电陶 瓷 变 压 器 则 是在 同 一压 电 陶瓷 上 同 时利 用 正
变 压 器 的输 入 端 时 ，只要 交 变 电 压 频率 与压 电 陶
瓷 的 谐 振 频率 一 致 ，就 会 通 过 逆 压 电效 应 使 变 压
压 电 陶瓷 材 料 是 一 种 脆 性材 料 。为 保 障 压 电
陶 瓷 变压 器 的机 械 强 度 ，陶 瓷 片不 能做 得太 长或
太 薄 ，因此 限 制 了升 压 比的 提高 。为 了提高 升 压 比 ，人 们 将 多层 片 式 电容 器 （ Ｃ ）的成 熟 工艺 ＭＬ Ｃ 移植 到压 电 陶瓷 变 压 器 的制 备 中 ．于 是 在２ 世 纪 ０ ９ 年代 末 ，多 层 独 石 型 和 片 式压 电 陶瓷 变 压 器陆 ０
基于压电变压器的低压电源的设计
器 的谐 振频 率上 获得 高的交 流正 弦波 电压在输 出端 输 出 别。压 电变压 器工 作原 理 如图 １ 示 ， 输 出 所 其
特 性 如 图 ２所 示 。
路 向集 成化 、 片状 化 、 薄型 化发 展 的趋 势 。
制造 工艺 比较 复杂 ， 较难 实现 产业 化 和规模 化销售 ；
Байду номын сангаас
（ ａ ｉ ） 材料 ， 压 电性 能 较 低 ， 压 比不 高 ， Ｂ Ｔ Ｏ。为 其 升 转 换效率低 ， 离产 品商业化 尚有 很大距离 。 而今 ， 随着错
而 升 压 型 的 压 电 变 压 器凭 借 其 不 太 复 杂 的 制 备 工
材 料 不 断 出 现 外 ， 在 于 压 电 变 压 器 与 传 统 的 电 磁 还
收 稿 日期 ： ０ ６０ — ０ 修 改 稿 收 到 日期 ： ０ ６ ０ — ５ ２０ —３１ ； ２０ —４２ 。
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第 ２ 期
梁
莉 等 ： 于 压 电 变 压 器 的 低 压 电源 的设 计 基
维普资讯
第 ２ 卷第 ２ ６ 期
２０ ０ ６年 ６月
振 动 、 试 与诊 断 测
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｂ ａ ｉｎ， ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ＆ Ｄｉｇ ｏ ｉ ｏ ｒ ａ ｆＶｉ ｒ ｔ ｏ Ｍ ａｕ ｅ ｎ ａ ｎ ｓｓ
Ｖ ｏ１ ２６ Ｎｏ． ． ２
新 型 变 压 器 的 出 现 ， 各 类 新 型 电 源 的 设 计 与 开 发 为
遍 使用 的 电磁 变压 器所带 来 的隐患 和不 足 。表 １为 压 电 变压器 与传 统 的电磁 变压 器性 能 比较 结果 。
表 １ 压 电 变 压 器 与 传 统 电磁 变 压 器 性 能 比 较
变压器基础知识
并在铁芯中产生与U1同频率的交变主磁通 m ，主磁通
同时链绕原、副绕组，根据电磁感应定律，会在原、
副绕组中产生感应电势E1、E2，副边在E2的作用下产 生负载电流 I 2 ，向负载输出电能。、变压器的作用
升高电压把电能送到用电地区，降低电压为各级用户 使用，满足用电需要。 在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功 率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成 反比，功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器升 压，减少送电损失。
1.温度和温升
变压器运行时各部件的温度是不同的，绕组温度最高，铁芯次 之，变压器油的温度最低。为了便于监视变压器各部件的温 度，规定以上层油温为允许温度。
变压器的允许温度主要决定于绕组的绝缘材料。由于我国大部 分采用的是A级绝缘材料（浸渍处理过的有机材料，如纸、棉 纱、木材等）。其允许最高温度为105℃，由于绕组的平均温 度一般比油温高10 ℃，同时防止油质劣化，所以规定变压器 上层油温最高不超过95 ℃。变压器的温度与周围环境温度的 差称为温升。我国规定周围环境最高温度为40 ℃。在周围环 境为40 ℃时，绕组允许温升为65 ℃ ，而上层油温则为55 ℃ 。所以变压器在温度及温升的允许值内，可保证变压器长期 安全运行。
额定频率fN 指工业用电频率，我国规定为50Hz。
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各量之间关系 变压器的额定容量、额定电压、额定电流之间
的关系为： 单相变压器
SNU 1N I1NU 2N I2N （1-5）
三相变压器
SN3 U 1 N I1N3 U 2N I2N （1-6）
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变压器运行
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主要结构6 高、低压套管 变压器内部的高、低压引线时经绝缘套管引至 油箱外部，它是起着固定引线和对地绝缘的作 用。 套管由带电部分和绝缘部分组成。带电部分包 括导电杆、导电管、铜排。绝缘部分分为外绝 缘和内绝缘。外绝缘为瓷管，内绝缘为变压器 油、附加绝缘和电容性绝缘。
变压器简介
变压器简介变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理把一种电压的交流电能变成同频率的另一种电压的交流电能，它是电力糸统中一个重要的电气设备。
变压器基本结构有五大部分：铁芯、绕组、油箱、器身和附件。
铁芯可分为两种：卷铁芯由一定规格的长片卷制而成，叠铁芯由一定规格的片叠装而成，铁芯形成闭合磁路，而且是绕组的安装骨架。
绕组是内部电路和外界电网直接相联（通过套管和导电杆）是变压器的“心脏”部分。
由铁芯和绕组合成一体经过夹装形成器身。
油箱是变压器身的外壳和浸油的容器，又是变压器总装的骨架，起到机械支撑、冷却、散热和绝缘保护的作用。
变压器附件主要包括冷却装置、保护装置、调压装置和出线装置、测量装置五大类。
变压器分类可分如下几种：一：按用途可分为电力变、矿变、整流变、试验变、电抗器、调压器、互感器等。
二：按容量可分为：小型变压器，容量小于1600kV A；中型变压器，容量小于63000kV A；特大型变压器，容量大于63000kV A。
三：按相数分单相和三相变压器。
四：按绕组数分双绕组和三绕组变压器及自耦变压器。
五：按调压方式可分为有载和无载调压。
六：按冷却介质可分为油浸式、干式、充气式等变压器。
七：按冷却方式可分为油浸自冷、油浸风冷、油浸强迫油循环风冷、油浸强迫油循环水冷和干式变。
变压器概述：目前国内中小型油浸式电力变压器的生产主要产品是10kV级S9型系列、10kV 级S9型系列、35kV级S9型系列。
10kV级S9系列电力变压器的连接组改为Y, zn11、是有防雷变压器的特点，可用在多雷区、雷击的易击点和土壤电阻率较高的山区等场所。
全密封变压器采用波纹式油箱、全密封结构延缓了变压器油的老化，在寿命期内无需吊检、换油。
国内干式变压器中环氧树脂干式变压器发展讯速，SC系列是主要产品，这种变压器具有难燃、防尘、耐潮、局部放电量小、耐雷冲击性能好等优点，已在工业与民用建筑中大量应用，选用干式变压器时要特别注意雷电过电压保护，干式变压器的工频耐压数值能满足（大于或等于）避雷器工频放电电压的要求。
开关功率放大器中的压电变压器特性研究
中图分类号 ： ７２５ ＴＮ １ ． 文 献标 识码 ： Ａ
Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｏ ｌ ｃ ｒ ｃ Ｔｒ ｎｓ ｏ ｍ ｅ ｎ Ｓ ｔ ｈ Ｐｏ ｒ Ａｍ ｐ ｉ ｉ ｒ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｓ ａ ｃ ｆ Ｐｉ ｚ ｅ ｅ ｔ ｉ ａ ｆ ｒ ｒ ｉ ｗｉｃ － ｗｅ ｌｆｅ
路 等 优点 ， 用 于 压 电材 料 驱 动 器 控 制 和 驱 动 装 置 的小 型 化 和 集 成 化 。但 Ｐ 本 身 的 特 性 与 传 统 的 线 圈式 变 压 器 适 Ｔ 有很 大不 同 ， 使 用 时 要 特 别 注 意 。 以 Ｒ Ｅ 型 ＫＨＭＰ ３ Ｏ Ａ４ 例 ， 过 实 验 获 得 其 等 效 电 路 模 型 参 数 ， 在 ＯＳ Ｎ Ｔ Ｏ ６ ５为 通 建 立 电 子线 路 仿 真软 件 （ Ｓ ＩＥ） 型进 行 仿 真 ， 分 析 了 Ｐ 的频 率 特 性 和 负 载 特 性 。 最 后 针 对 电 路 设 计 中 使 用 Ｐ ＰＣ 模 并 Ｔ
开 关 功 率 放 大 器 中的压 电变压 器 特 性 研 究
黄 雪峰 ， 志伟 ， 徐 沈 星
（ 京航空航天大学 智能材料与结构重点实验室 ， 苏 南京 ２０１） 南 江 １ ０ ６
摘
要 ： 电 陶瓷 变 压 器 （ Ｔ） 有 效 率 高 ， 积 小 ， 量 轻 ， 压 Ｐ 具 体 质 升压 比 高 ， 电磁 干 扰 ， 易燃 ， 全 稳 定 及 不 怕 短 无 不 安
ｍｉ ｉｔ ｒｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｉ ｔ ｇ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｏ ｔ ｏ ｎ ｒｖ ｑ ｉ ｍｅ ｔｏ ｉｚ ｅｅ ｔｉ ｔ ｒａｓ Ｗ ｈ ｒ ａ ， ｉｚ ｅｅ ｔ ｉ ｎａ ｕ ｉ ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ ｔ ｆｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌａ ｄ ｄ ｉ ｅ ｅ ｕ ｐ ｎ ｆｐ ｅ ｏ ｌｃ ｒｃ ｍａ ｅ ｉ ｌ． ａｏ ｏ ｅ ｅ ｓ ｐ ｅ ｏ ｌｃ ｒｃ ｔａ ｓ ｏ ｍ ｅ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃｉ ｕ ｔ ｉｆｒ ｎ ｔ ｏ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒＳ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｉ ｑ ｉ ｄ ｆ ｅ ｔ ｗｉｈ ｃ ｍｍｏ ｎ ｉ ｇ ｔ ａ ｓ ｏ ｍｅ ｎ ｔｗｉ ｂ ｉ ｕ ｌ ｎ ｌ ｅ ｃ ｈ ｓ ｓ ｅ ｅ ｎ ｗｉ ｄ ｎ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ｌ ｏ ｖｏ ｓｙ ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｔ ｅ ｌ ｆ ｌ ｗｉ ｇ ｃｒ ｕ ｔｄ ｓｇ ．Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉｓ ｕ ｌ ｔ ｅ Ｐ ＰＩ ｄ ｌ ｆ ｏ ｌ ｎ ｉｃ ｉ ｅ ｉ ｎ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ｆ ｔｗｅｂ ｉ ｈ Ｓ ＣＥ ｍｏ ｅ ｏ ｒ ｔ ｏ ＫＨＭ Ｐ Ｏ ６ ５ ａ ｄ ｏ ｔ ｉｅ ｈ ｑ ａ Ｔ３ Ｏ Ａ４ ｎ ｂ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｅ ｕ ｌ ｃｒ ｕ ｔｍｏ ｅ ａ ａ ｔ ｒ ｈ ｏ ｇ ｘ ｅ ｉ ｎ ． Ｔｈ ｎ，ｔ ｅ ｕ ｉ ｅ ｓ ｌａ ｔ ｉ ｕ ｅ ｆｐ ｅ ｏ ｌ ｃ ｒ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒ ｗｅ ｅ ａ ａ ｉ ｉ ｃ ｄ ｌｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｈ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｅ ｈ ｎ ｖ ｒ ａ ｔｒｂ ｔ ｓ ｏ ｉｚ ｅ ｅ ｔｉ ｔａ ｓｏ ｍｅ ｒ ｎ — ｃ ｌｚ ｄ ｙ ｅ ．Ａｔｌｓ ，ａ ｋ ｎ ｆ ｗｉ ｈ ｐ ｗｅ ｍｐ ｉ ｅ ｉｃ ｉ ｗａ ｅ ｉ ｎ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｎ ｈ ｐ ｂ ｔ ｅ ｈ ｕ ｐ ｔｖ ｌａ ｅ ａ ｔ ｉ ｄ ｏ ｔ — ｏ ｒａ ｌ ｉｒｃ ｒ ｕ ｔ ｓｄ ｓｇ ｅ ｎ ｈ ｅａ ｉ ｓ ｉ ｅ ｗｅ ｎ ｔ ｅｏ ｔ ｕ ｏ ｔ ｇ ｓ ｃ ｆ ｏ
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CERAMICS
TRANSONER
Piezoelectric Transformers
Background on Piezoelectric Transformers
How do they operate?. Resonance
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Input Impedance open circuit conditions
Piezoelectric effect is found in Barium Titanate. However BaTiO3 is ferroelectric and piezoelectric below 120O. • PbNb2O6 and Pb(Ti,Zr)O3: Discovered in Japan early in the 1950s. These materials are usable at least to 250o. • 1954 Bernard Jaffe reported the properties of the PZT solid solution and Vernitron Corp. got the (Clevite Company Morgan Matroc Inc.) • In USA, the Piezo-industry was dominated by industrial groups with strong patents = ‘secrecy policy’ • In Japan, several companies and universities formed a ‘competitively cooperative’ association established as the Barium Titanate Application Research Committee, in 1951. • Beginning in 1965 Japanese commercial enterprises began to reap the benefits of steady application and materials development work. • 1980-Present: The commercial success of the Japanese efforts has attracted the world-wide interest for this technology and spurred a new effort to develop successful piezoceramic products.
QUARTZ
Quartz: Frequency control and highly selective electric wave filters
TRANSONER
Piezoelectric Transformers
Piezoelectricity: A brief history
• 1946:
60
1st longitudinal mode (fundamental)
Impedance [Ohms]
Piezoelectric Body
50 40 30 20 10
fA
3rd longitudinal mode
TRANSONER
Piezoelectric Transformers
Piezoelectricity: A brief of history
• Piezoelectricity derives from the Greek word “piezein” = to press.
• First human contact: “Stone Age”: use of ‘flint”, a variety of quartz, to produce fire by creating a mechanical impact or friction. Before the invention of matches this material continued being used as a lighter knocking it against iron. • 1880-81, Pierre and Jacques Curie discovered the direct (1880) and the inverse effects (1881) in quartz crystals. • 1917,during WW I, Paul Langevin developed a quartz-based transducer to generate and detect acoustic waves in water. SONAR and ULTRASONICS • Piezo-oscillator (frequency control by quartz crystals): A.M. Nicholson (Bell Telephone Laboratories) and Prof. W.G. Cady (Wesleyan University). • 1923 the Bell Telephone Laboratories established a “Quartz laboratory”, and General Electric Company did likewise the following year. • 1939 The US Armed Services made the decision to make large scale use of “crystal control” in military communication systems. During the WW II the US alone used about 50million quartz crystal elements.