[發明專利]一種脈沖隔離變壓器

無效

• 申請號: 201310436419.7
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103474214A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王磊;朱元江;黎濱;高彧博;畢磊;謝章貴;王斌
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二三研究所
• 主分類號: H01F27/30
• 分類號: H01F27/30;H01F27/28
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 吳茂杰;朱顯國

技術領域

本發明屬于電子器件技術領域，特別是一種高壓、小型化應用的脈沖隔離變壓器。

背景技術

在浮動柵極調制器中，為保證柵極調制器的正常工作，需要提供兩路隔離的調制管同步脈沖，分別作為開啟脈沖和截止脈沖。根據同步脈沖信號的寬度不同，選用隔離變壓器或者光纖來傳送。

現有隔離變壓器體積較大，導致分布電容和漏感增大，在工作過程中影響傳輸脈沖的前后沿，干擾調制管的正常工作，而且開啟脈沖和截止脈沖需要兩個單獨的變壓器來傳輸，不利于系統的小型化與高集成度應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種脈沖隔離變壓器，體積小、集成度高、分布電容和漏感小。

實現本發明目的的技術方案為：一種脈沖隔離變壓器，包括初級繞組、第一次級繞組、第二次級繞組，所述初級繞組、第一次級繞組和第二次級繞組共用一個鐵芯，所述初級繞組作為隔離變壓器的輸入端，所述第一次級繞組與初級繞組同向耦合，輸出開啟脈沖，所述第二次級繞組與初級繞組反向耦合，輸出截止脈沖，所述初級繞組、第一次級繞組、第二次級繞組由匝數相等的相同漆包線繞制而成。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：

1、體積小、集成度高：通過將初級繞組、第一次級繞組與第二次級繞組共用一個鐵芯，第一次級繞組輸出開啟脈沖，第二次級繞組輸出截止脈沖，將初始調制信號經過低壓側處理電路處理為脈沖信號進行傳輸，減小傳輸信號能量，降低磁芯尺寸和變壓器匝數要求，而且將開啟脈沖和截止脈沖用同一個變壓器進行傳輸，可以有效減小變壓器體積和個數，提高系統集成度；

2、分布電容和漏感小：通過將初級繞組、第一次級繞組與第二次級繞組圍繞鐵芯分層繞制，達到繞組之間緊密耦合的目的，降低了該脈沖隔離變壓器的分布電容和漏感，有效提高了傳輸信號的可靠性。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明脈沖隔離變壓器的電路原理圖。

圖2為本發明脈沖隔離變壓器成型后的繞組剖面示意圖。

圖3為脈沖信號發生電路。

圖4為脈沖隔離變壓器的接線圖。

圖5為脈沖信號傳輸的初級側和次級側的信號波形圖。

圖中：1初級繞組，2第一次級繞組，3第二次級繞組，4鐵芯，5初始調制信號，6前后沿分離電路，7前沿脈沖信號，8后沿脈沖信號，9脈沖整形電路，10整形脈沖信號，11脈沖隔離變壓器，12浮動柵極調制器上管驅動網絡，13浮動柵極調制器電源正端，14浮動柵極調制器上管，15浮動柵極調制器輸出，16電阻網絡，17浮動柵極調制器下管驅動網絡，18浮動柵極調制器下管，19浮動柵極調制器電源負端，20高壓側開啟脈沖，21高壓側截止脈沖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明脈沖隔離變壓器11，包括初級繞組1、第一次級繞組2、第二次級繞組3，所述初級繞組1、第一次級繞組2和第二次級繞組3共用一個鐵芯4，所述初級繞組1作為隔離變壓器的輸入端，所述第一次級繞組2、第二次級繞組3作為隔離變壓器的輸出端，所述第一次級繞組2與初級繞組1同向耦合，輸出開啟脈沖，所述第二次級繞組3與初級繞組1反向耦合，輸出截止脈沖，所述初級繞組1、第一次級繞組2、第二次級繞組3由匝數相等的相同漆包線繞制而成。

所述初級繞組1、第一次級繞組2和第二次級繞組3圍繞鐵芯4分層繞制，初級繞組1處于中間層，里層和外層繞組反向耦合，其中與初級繞組1同向耦合的為第一次級繞組2，與初級繞組1反向耦合的為第二次級繞組3。

脈沖信號傳輸由脈沖隔離變壓器11完成，在鐵芯上采用緊耦合繞制的方式，所有繞組從距離骨架5毫米距離開始繞制，例如，首先在最里層繞制第一次級繞組2，在第一次級繞組2外層添加一層聚酰氧氨膠帶滿足初級繞組1和第一次級繞組2的絕緣耐壓條件后，繞制初級繞組1，初級繞組1和第一次級繞組2同向耦合，產生的磁通鏈相疊加。在初級繞組1的外層添加一層聚酰氧氨膠帶滿足初級繞組1和第二次級繞組3的絕緣耐壓條件后，繞制第二次級繞組3，第二次級繞組3和初級繞組1反向耦合，產生的磁通鏈相抵消。繞制完畢的變壓器繞組剖面示意圖如圖2所示。

初始調制信號5經過如圖3所示的前后沿分離電路6，產生前沿脈沖信號7和后沿脈沖信號8，前沿脈沖信號7送到脈沖整形電路9的IN1端，后沿脈沖信號8送到脈沖整形電路9的IN2端，脈沖整形電路9將兩路脈沖處理，以OUT1和OUT2為端口，輸出電壓幅值為12V、脈沖寬度為200納秒的整形脈沖信號10；