脈沖變壓器設計

電子機電論文編號:JD129 字數:17747,頁數:48

目  錄
前言..................................................................... 1
1 脈沖變壓器設計要求和原始數據........................................... 3
1.1 脈沖變壓器計算程序設計要求 ...........................................3
1.2 計算原始數據......................................................... 6
2 脈沖變壓器的設計....................................................... 8
2.1 線路的計算 .......................................................... 8
2.2 絕緣的設計 ......................................................... .11
2.3 鐵心和繞組的選擇 .....................................................14
2.3.1鐵心的設計要求 ..................................................... 14
2.3.2鐵心的去磁電路.......................................................16
2.3.3 繞組的選擇 .........................................................20
2.4 脈沖變壓器的脈沖的計算............................................... 25
2.4.1 脈沖平頂降落的驗算 .................................................25
2.4.2 脈沖的前沿畸變驗算 .................................................26
2.4.3 脈沖后沿寬度的檢查..................................................30
2.5 脈沖變壓器的整體結構 .................................................31
2.6 脈沖變壓器的溫升與經濟指標 ...........................................34
2.6.1脈沖變壓器的溫升和經濟指標 ..........................................34
2.6.2 脈沖變壓器的溫升和經濟指標的驗......................................35
3 脈沖變壓器的試驗 .......................................................38
3.1 脈沖變壓器的初次試驗 .................................................38
3.1.1 加壓試驗............................................................38
3.1.2 改變回路參數的試驗..................................................39
3.1.3 “+／-極性”的試驗 .................................................39
3.2 脈沖變壓器的負荷試驗..................................................40
3.2.1 脈沖波形的檢查..................................................... 40
3.2.2 漏感和電容 .........................................................41
3.2.3 變比的測量 .........................................................42
總結.....................................................................43
致  謝 ......................................................... .........45
參考文獻 ......................................................... .......46

前言
脈沖變壓器是電子變壓器一種特殊類型，它所變換的不是正弦電壓，也不是交流方波，而是接近矩形的單極性脈沖；脈沖變壓器現已極其廣泛地應用于各種電子設備之中。
脈沖變壓器與一般普通變壓器的區別
所有脈沖變壓器其基本原理與一般普通變壓器(如音頻變壓器、電力變壓器、電源變壓器等)相同，但就磁芯的磁化過程這一點來看是有區別的，分析如下:
(1) 脈沖變壓器是一個工作在暫態中的變壓器，也就是說，脈沖過程在短暫的時間內發生，是一個頂部平滑的方波，而一般普通變壓器是工作在連續不變的磁化中的，其交變信號是按正弦波形變化.
(2) 脈沖信號是重復周期，一定間隔的，且只有正極或負極的電壓，而交變信號是連續重復的，既有正的也有負的電壓值。
(3) 脈沖變壓器要求波形傳輸時不失真，也就是要求波形的前沿，頂降都要盡可能小，然而這兩個指標是矛盾的，
脈沖變壓器的主要用途是：
脈沖變壓器廣泛用于雷達、變換技術；負載電阻與饋線特性阻抗的匹配；升高或降低脈沖電壓；改變脈沖的極性；變壓器次級電路和初級電路的隔離應用幾個次級繞組以取得相位關系；隔離電源部分的直流成分；在晶體管(或電子管)脈沖振蕩器中使集電極(陽極)和基極(柵極)間得到強藕合；采用若干個次級繞組，以便得到幾個不同幅值的脈沖，使電子管的板極回路和柵極回路，或晶體管的集電極與基極間形成正反饋，以便產生自激振蕩；作為功率合成及變換元件等。
在不同的脈沖設備中，廣泛地應用著各種各樣的脈沖變壓器它們的參數包括：脈沖電壓從幾伏到幾百干伏；脈沖電流從若干從毫微秒到數百毫秒；重復頻率從幾赫到幾十干赫。其中高壓大功率脈沖變壓器主要應用在雷達、高能物理、量子電子學、變換技術等領域的設備中。低壓小功率脈沖交壓器主要應用在自動控制、計算技術、電視設備及工業自動化等方面的線路上。
高壓大功率脈沖變壓器有自己的特點：
大脈沖的特點(同小功率脈沖變壓器(以下簡稱:小脈沖)相比)雖 然所 有的大脈沖的工作物理過程大體相同，而與功率無關，但大脈沖與小脈沖各有特點:
電壓高，則絕緣要求。高大脈沖一般工作在很高的電壓下，脈沖電壓達幾萬伏甚至幾十萬伏，絕緣成了主要問題，我們要對絕緣材料做充分的分析和測試，如何保證和次級及繞組與鐵芯的絕緣可靠，如何引出高壓端將是工作重點。
損耗大、散熱要求好。脈沖變壓器的功率取決于平均功率而不是脈沖功率，為了減少脈沖變壓器的體積和重量，就須解決好脈沖變壓器的散熱問題。
大脈沖要求磁感應增量要高大 脈沖 需 要很高的，一般需達數千高斯到數萬高斯，這是因為越高，磁芯體積越小。
由上述兒點可知，大脈沖的體積是由散熱情況、材料絕緣性能和磁心的值所決定的，一般情況下，使用油浸式以提高大脈沖的絕緣性能和散熱性能，而小脈沖的結構既不取決全散熱情況也不取決于絕緣強度，而是取決于制造上的可能性，值對小脈沖也并不重要，大部分情況下，它要求的值不超過幾十高斯，甚至只有幾高斯。
現在為了提高電子設備的技術指標，目前大功率脈沖變壓器正向高功率、高壓、高變比方向發展。脈沖功率為幾十到幾百兆瓦；電壓一般達到幾百干伏，個別達1兆伏；變比可從幾十到幾百。小功率脈沖變壓器正向微型化、組裝比、系列化方向發展。與此同時，對脈沖波形的要水邊越來越高。脈沖平頂降落一般不超過0.5--2％；前后沿應不超過脈沖寬度的5—15％；不允許有上沖和反峰。此外還希望脈沖變壓器重量輕、體積小、效率高。