脉冲变压器的铁芯选材要求 脉冲变压器是用来传输脉冲的变压器。 当一系列脉冲持续时间为 t d ( m s)、脉冲幅值电压为U m (V) 的单极性脉冲电压加到匝数为 N 的脉冲变压器绕组上时,在每一个脉冲结束时,铁芯中的磁感应强度增量Δ B (T) 为: Δ B = U m t d / NS c ′ 10 -2 其中 S c 为铁芯的有效截面积(cm 2 )。即磁感应强度增量Δ B 与脉冲电压的面积(伏秒乘积)成正比。对输出单向脉冲时,Δ B=B m -B r , 如果在脉冲变压器铁芯上加去磁绕组时,Δ B = B m + B r 。在脉冲状态下,由动态脉冲磁滞回线的Δ B 与相应的Δ H p 之比为脉冲磁导率 m p 。 理想的脉冲波形是指矩形脉冲波,由于电路的参数影响,实际的脉冲波形与矩形脉冲有所差异,经常会发生畸变。比如脉冲前沿的上升时间t r 与脉冲变压器的漏电感 Ls 、绕组和结构零件导致的分布电容 C s 成比例,脉冲顶降l 与励磁电感 L m成反比,另外涡流损耗因素也会影响输出的脉冲波形。脉 冲变压器的漏电感 L s = 4b p N 1 2 lm / h 脉冲变压器的初级励磁电感 L m= 4mp p S c N 2 / l ′ 10 -9 涡流损耗 Pe = U m d 2t d lF / 12 N 1 2 S c r b 为与绕组结构型式有关的系数, l m 为绕组线圈的平均匝长, h为绕组线圈的宽度, N 1为初级绕组匝数, l 为铁芯的平均磁路长度, S c 为铁芯的截面积,m p 为铁芯的脉冲磁导率, r 为铁芯材料的电阻率, d 为铁芯材料的厚度,F 为脉冲重复频率。 从以上公式可以看出,在给定的匝数和铁芯截面积时,脉冲宽度愈大,要求铁芯材料的磁感应强度的变化量Δ B 也越大;在脉冲宽度给定时,提高铁芯材料的磁感应强度变化量ΔB,可以大大减少脉冲变压器铁芯的截面积和磁化绕组的匝数,即可缩小脉冲变压器的体积。要减小脉冲波形前沿的失真,应尽量减小脉冲变压器的漏电感和分布电容,为此需使脉冲变压器的绕组匝数尽可能的少,这就要求使用具有较高脉冲磁导率的材料。为减小顶降,要尽可能的提高初级励磁电感量L m ,这就要求铁芯材料具有较高的脉冲磁导率 m p。为减小涡流损耗,应选用电阻率高、厚度尽量薄的软磁带材作为铁芯材料,尤其是对重复频率高、脉冲宽度大的脉冲变压器更是如此. 脉冲变压器对铁芯材料的要求为: ① 高饱和磁感应强度 Bs 值; ② 高的脉冲磁导率,能用较小的铁芯尺寸获得足够大的励磁电感; ③ 大功率单极性脉冲变压器要求铁芯具有大的磁感应强度增量Δ B,使用低剩磁感应材料;当采用附加直流偏磁时,要求铁芯具有高矩形比,小矫顽力 Hc 。 ④ 小功率脉冲变压器要求铁芯的起始脉冲磁导率高; ⑤ 损耗小。 铁氧体磁芯的电阻率高、频率范围宽、成本低,在小功率脉冲变压器中应用较多,但其Δ B和 m p均较低,温度稳定性差,一般用于对顶降和后沿要求不高的场合 |