谐振高压脉冲变压器理论分析与模拟.pdfVIP

第 卷第 期 强 激 光 与 粒 子 束 ， ２０ １１ Ｖｏｌ．２０ Ｎｏ．１１ 　 　 年 月 ， ２００８ １１ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ Ｎｏｖ． ２００８ 　 　 文章编号： （ ） １００１４３２２２００８１１１９２３０５ 　 三谐振高压脉冲变压器理论分析与模拟 ， １２ １ １ 李名加 ， 许 州 ， 金 晓 　 　 　 　 （ 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 ； 中国工程物理研究院 研究生部，北京 ） １． ６２１９００ ２． １０００８８ 　 摘 要： 介绍了一种基于空芯变压器的三谐振高压脉冲变压器。通过对三谐振脉冲变压器无损等效电 　　 　 　 路的理论分析，给出了在回路本征频率为 １∶２∶３时，电路各参数的关系及输出电压解析表达式，由此可知在 此条件下变压器次级高压绕组上的最大电压与负载电容上最大电压比为 ０．３６∶１。根据理论结果，设计了一 组参数进行了电路模拟，证明了理论分析结果的正确性，可用于三谐振脉冲变压器的设计。并模拟了变压器耦 合系数、调谐电感、调谐电容、初级电容及负载电容等参数变化对装置输出电压及能量传输效率的影响。由模 拟结果可知，调谐电感和调谐电容在－１０％ １０％范围，初级电容在 ０ １０％范围以及负载电容在－１０％ ０ ～ ～ ～ 范围内变化对装置的性能影响不大，该变压器较容易实现工程化。 关键词： 高功率微波； 脉冲功率源； 三谐振脉冲变压器； 空芯变压器； 模拟 　　 　 　 　 　 　 中图分类号： ＴＭ８３２ 文献标志码： Ａ 　　 　 　　　　 　 ［ ］ １３ 　　脉冲变压器作为初级脉冲功率源由于体积小、质量轻、开关少和容易实现重复运行的优点 ，受到人们广 泛的关注，而基于空芯变压器的脉冲电源则广泛应用于超宽带微波系统中。这些系统的空心变压器一般采用 双谐振回路，存在耦合系数低、高压绕组易击穿等问题。本文介绍了一种基于空芯变压器的三谐振高压脉冲变 ［］ ４ 压器，其最大的特点 在于负载上的输出电压比变压器高压绕组上的电压大得多，这样就可以有效地解决高压 绕组击穿问题。对三谐振变压器电路进行了理论分析，给出了在回路本征频率 １∶２∶３时，电路各参数的关系 及输