[實用新型]一種高壓脈沖變壓器

有效

• 申請號: 201920694181.0
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN209747307U
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 饒波;張義雄;楊勇;張明;彭越;肖嘉鵬;玄菁菁
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/30;H01F27/32;H01F27/02;H01F27/24;H01F38/00
• 代理公司: 42201 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青;李智<國際申請>=<國際公布>=

本實用新型公開了一種高壓脈沖變壓器，包括：原邊繞組、副邊繞組、磁芯、骨架、環氧絕緣膠；脈沖變壓器的原邊繞組為單匝繞組；副邊繞組為上副邊繞組和下副邊繞組，各5匝串聯輸出，實現變比為10；磁芯為雙E磁芯，上下閉合粘結結構；骨架包括上繞組骨架、下繞組骨架和澆注外殼，上下繞組骨架用于原副邊的嵌入固定，澆注外殼作為變壓器絕緣澆注模具；所述環氧絕緣膠用于澆注外殼內部結構的絕緣處理；本實用新型公開的高壓脈沖變壓器的輸出電壓可達10kV、輸出電流100A、耦合系數98％、絕緣電壓70kV，本實用新型公開的高壓脈沖變壓器不僅原邊繞組與副邊繞組間的耦合系數高，同時體積小，結構簡單。

技術領域

本實用新型屬于變壓器領域，更具體地，涉及一種高壓脈沖變壓器。

背景技術

在脈沖功率技術中，通常需要產生10kV以上的脈沖電壓，脈沖功率技術的原理是緩慢儲存低功率的輸入能量，然后以高功率(高電壓、大電流) 的形式將能量快速釋放。高壓脈沖變壓器是大功率脈沖電路中的一個重要部件，高壓脈沖變壓器主要用于高壓電容器組放電電路中，高壓脈沖變壓器原邊與電容器組的串聯，副邊與負載連接，通過脈沖變壓器來實現低壓到高壓的變換。

普通變壓器變換的一般是工頻正弦波，由于工作頻率低，普通變壓器鐵芯一般為疊層硅鋼片焊接而成，由于硅鋼片有層間絕緣，且硅鋼片的厚度往往在0.01mm～0.5mm范圍，因此硅鋼的渦流效應影響較小。高壓脈沖變壓器一般都工作在升壓模式，變換的往往是單極性脈沖。由于脈沖的前沿很陡，相應的基波頻率非常高，因此硅鋼在高頻下去磁效應和鐵芯損耗很大，因此脈沖變壓器磁芯一般選擇電導率很低的鐵氧體，為了使輸出波形更陡，變壓器的漏感需要很小。

目前常見的用于產生高壓脈沖的變壓器兩種方式：傳輸線變壓器、Telsa 變壓器方式。傳輸線變壓器是將傳輸線和變壓器二者結合而形成的新元件，它具有變壓器實現電壓電流轉換的功能，又具有傳輸線漏感小的特性，因此它可以實現脈沖功率轉換的要求，但是傳輸線脈沖變壓器為了達到期望的電壓增益，需要進行并聯多根電纜阻抗匹配，使得傳輸線變壓器體積巨大。Tesla變壓器的輸出電壓可達MV級，Tesla變壓器往往采用開路磁芯，其磁芯結構龐大復雜，不利于脈沖發生系統的小型化且成本較高，此外Tesla 變壓器耦合系數較低?？傮w而言，現有高壓脈沖變壓器存在耦合低、體積大的缺點。

實用新型內容

針對現有技術的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種高壓脈沖變壓器，旨在解決現有的傳輸變壓器和Telsa變壓器無法同時兼容高耦合和體積小的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種高壓脈沖變壓器，包括：骨架、原邊繞組、副邊繞組、磁芯和環氧絕緣膠；

骨架包括上繞組骨架、下繞組骨架和澆注外殼；上繞組骨架和下繞組骨架的表面均用于嵌入副邊繞組；澆注外殼為單面開口，其開口側用于環氧絕緣膠流入；原邊繞組嵌于上繞組骨架和下繞組骨架之間；上繞組骨架、下繞組骨架以及澆注外殼間通過環氧絕緣膠澆注填充；磁芯包括兩個鐵氧體磁芯，兩個鐵氧體磁芯分別位于上繞組骨架和下繞組骨架的外側；

上繞組骨架和下繞組骨架用于固定原邊繞組和副邊繞組；澆注外殼為絕緣澆注模具；環氧絕緣膠用于澆注外殼內部結構的絕緣處理。

優選地，兩個鐵氧體磁芯均為E型鐵氧體磁芯，且兩個E型鐵氧體磁芯上下閉合粘結；

優選地，澆注外殼為矩形槽結構；

優選地，骨架為樹脂材料3D打印一體化制作；

優選地，原邊繞組為單匝銅板；

優選地，副邊繞組包括上副邊繞組和下副邊繞組；上副邊繞組和下副邊繞組均設置5匝銅板；

優選地，上繞組骨架和下繞組骨架的上下表面均開槽；

優選地，澆注外殼上設置有原邊繞組和副邊繞組的線孔。