[實(shí)用新型]一種高壓脈沖變壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920694181.0
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN209747307U
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 饒波;張義雄;楊勇;張明;彭越;肖嘉鵬;玄菁菁
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 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(xué)專利中心
• 代理人: 曹葆青;李智<國際申請>=<國際公布>=

本實(shí)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(huán)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(lián)輸出，實(shí)現(xiàn)變比為10；磁芯為雙E磁芯，上下閉合粘結(jié)結(jié)構(gòu)；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(huán)氧絕緣膠用于澆注外殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的絕緣處理；本實(shí)用新型公開的高壓脈沖變壓器的輸出電壓可達(dá)10kV、輸出電流100A、耦合系數(shù)98％、絕緣電壓70kV，本實(shí)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(shù)高，同時(shí)體積小，結(jié)構(gòu)簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于變壓器領(lǐng)域，更具體地，涉及一種高壓脈沖變壓器。

背景技術(shù)

在脈沖功率技術(shù)中，通常需要產(chǎn)生10kV以上的脈沖電壓，脈沖功率技術(shù)的原理是緩慢儲(chǔ)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(gè)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(lián)，副邊與負(fù)載連接，通過脈沖變壓器來實(shí)現(xiàn)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(yīng)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(yīng)的基波頻率非常高，因此硅鋼在高頻下去磁效應(yīng)和鐵芯損耗很大，因此脈沖變壓器磁芯一般選擇電導(dǎo)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(chǎn)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(jié)合而形成的新元件，它具有變壓器實(shí)現(xiàn)電壓電流轉(zhuǎn)換的功能，又具有傳輸線漏感小的特性，因此它可以實(shí)現(xiàn)脈沖功率轉(zhuǎn)換的要求，但是傳輸線脈沖變壓器為了達(dá)到期望的電壓增益，需要進(jìn)行并聯(lián)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(dá)MV級，Tesla變壓器往往采用開路磁芯，其磁芯結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，不利于脈沖發(fā)生系統(tǒng)的小型化且成本較高，此外Tesla 變壓器耦合系數(shù)較低?？傮w而言，現(xiàn)有高壓脈沖變壓器存在耦合低、體積大的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

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

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)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(huán)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(cè)用于環(huán)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(huán)氧絕緣膠澆注填充；磁芯包括兩個(gè)鐵氧體磁芯，兩個(gè)鐵氧體磁芯分別位于上繞組骨架和下繞組骨架的外側(cè)；

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(huán)氧絕緣膠用于澆注外殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的絕緣處理。

優(yōu)選地，兩個(gè)鐵氧體磁芯均為E型鐵氧體磁芯，且兩個(gè)E型鐵氧體磁芯上下閉合粘結(jié)；

優(yōu)選地，澆注外殼為矩形槽結(jié)構(gòu)；

優(yōu)選地，骨架為樹脂材料3D打印一體化制作；

優(yōu)選地，原邊繞組為單匝銅板；

優(yōu)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(shè)置5匝銅板；

優(yōu)選地，上繞組骨架和下繞組骨架的上下表面均開槽；

優(yōu)選地，澆注外殼上設(shè)置有原邊繞組和副邊繞組的線孔。