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ＬＴＤ磁芯损耗的理论分析

发布时间：

2023-08-28

ＬＴＤ损耗的理论分析

　　ＬＴＤ技术的本质是利用磁感应原理对脉冲电压进行叠加，就结构而言，它是多个初、次级为一圈的脉冲变压器，它们的初级是并联的，通过磁芯在次级将感应电压进行串联叠加，其优点是各个初级都是并联共地工作的，不存在电位逐级升高的问题，便于系统结构紧凑；此外由于采用脉冲叠加升压技术，降低了初级开关的耐压要求，可以应用技术成熟的、可重复运行的高功率开关，因此有利于整个脉冲功率源系统的小型化和重复运行。

对于单个ＬＴＤ模块的工作原理完全可以按脉冲变压器分析方法进行研究。由于单个模块ＬＴＤ可以看作是１∶１的脉冲变压器，因此将次级参数折算到初级时不会发生变化。给出了折算到初级后的单模块ＬＴＤ等效电路，其中犣０是脉冲源输出阻抗，犚１２是等效到初级回路的总的线圈电阻，犔ｓ是等效到初级后的漏感，犔ｍ是励磁电感，犆ｄ是等效到初级回路的总的分布电容，犚ｓ是磁芯的等效损耗电阻，犣ｌ是负载阻抗。

　ＬＴＤ回路的损耗主要来自于线圈回路的电阻损耗、磁芯的铁损、励磁电感和分布电容支路分流、漏感和回路电感对脉冲波形前后沿的影响。通常情况下，由于初次级线圈均采用大的金属筒、金属板构成，线圈的电阻较小，其损耗可以忽略；高压下工作，初次级间隙较大（一般在数ｃｍ范围内），分布电容值较小，等效阻抗较高，其分流作用可以忽略。

　漏感和回路电感主要影响输出波形的前后沿，对主脉冲的能量有一定的影响，这部分影响不易求得解析解，因此本文采用Ｐｓｐｉｃｅ软件模拟的方法进行分析。根据本文中脉冲源的参数，初级输入脉冲脉宽为２００ｎｓ，脉冲源阻抗为２．５Ω，次级负载阻抗为２．５Ω，漏感和回路电感犔ｓ分别为５０，１００，１５０和２００ｎＨ时，负载上的，漏感对能量传递效率的影响Δη。从中可以看出，随着漏感的增大，主脉冲的波形的前后沿逐渐变缓，其对效率的影响逐渐变大。

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