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磁芯脉冲变压器充电实验

发布时间：

2023-09-06

磁芯脉冲变压器充电实验

　制作负载电容为０．３２ｎＦ、耐压达１５０ｋＶ以上的卷绕式平板电容器作为脉冲变压器负载，进行充电实验。实验装置、流程及参数设置与图４所示相同。利用分压比为１０５０的水电阻分压器对脉冲变压器进行空载测试，变压器输出端仅并联１２３ｋΩ的水电阻分压器，负载电容C２暂不接入电路。当C１充电１ｋＶ时，测得的变压器次级空载输出信号如图７所示，其第１峰值为１．１１Ｖ。还原信号衰减倍数１００倍和分压比后，得到脉冲变压器空载输出电压为１１１ｋＶ，升压倍数为１１１倍。将负载电容C２接入电路，进行低压和高压充电实验。当充电电压C０为５２０Ｖ时，负载电容犆２上的电压波形所示，充电周期Aｐ约为１１μｓ，波形良好。变压器峰值输出电压为６１６ｍＶ，还原衰减和分压作用后，实际输出电压６１．６ｋＶ，升压倍数１１８倍。当D０升至１ｋＶ时，C２上的电压波形如图８（ｂ）所示，充电周期约为１０．８μｓ，峰值电压信号为９２０ｍＶ，变压器实际输出峰值电压９２ｋＶ，升压倍数为９２。当D０调高至２．１ｋＶ时，负载电容电压波形所示，周期Sｐ仍为１１．５μｓ左右，第１峰值充电时间为３．８μｓ，半高脉宽为３μｓ，峰值电压信号为２．３Ｖ，实际输出电压为２３０ｋＶ，升压倍数为１０９。实验结果与电路模拟结果基本吻合。

结论

　从小型紧凑化和降低成本的角度出发，用晶粒取向硅钢薄带材料做磁芯，采用普通脉冲变压器的结构形式，结合特殊的绕线方式和绝缘方式，研制了一种结构紧凑的高压脉冲变压器。从电磁理论分析、电路模拟和实验三个角度对该脉冲变压器的输出特性进行了分析。当变压器初级回路的５μＦ电容充电到２．１ｋＶ时，通过该变压器升压，在次级回路０．３２ｎＦ的负载电容上获得了２３０ｋＶ脉冲高电压，升压倍数高达１０９倍，充电周期为１１μｓ，第１峰值充电时间为３．８μｓ，半高脉宽为３μｓ。通过理论分析、模拟计算及实验测试，三者的结果基本一致。该变压器体积小巧，绝缘性能良好，输出性能稳定，使用寿命长，研制成本低，已在ｎｓ级高压脉冲发生器中获得应用。