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小功率脉冲变压器计算

1. 计算特点

小功率脉冲变压器通常用于间歇振荡器和脉冲触发电路。小功率脉冲变压器的设计较之大、中功率脉冲变压器来说,设计程序上要简单一些,这体现在高压绝缘可以不考虑,变压器的温升也可以忽略。这样就便于控制脉冲变压器本身的分布参数,以达到预定的脉冲波形要求。

①在计算小功率脉冲变压器时,磁感应强度增量不是最重要的。在许多情况下,其取值都较低。重要的倒是要求铁心材料具有较高的初始磁导率。

②小功率脉冲变压器的铁心型式基本上采用标准的、现成的E形、环形和CD型铁心,无需特殊制造。

③小功率脉冲变压器尺寸不决定于发热情况,也不决定于绝缘强度,而是取决于制造上的可能性。

④小功率脉冲变压器负载电流较小,由磁化电感产生的激磁电流与负载电流相比不能忽略。

小功率脉冲变压器的计算的理论与方法和大功率脉冲变压器相同,以下举例说明。

2. 可控硅控制电路触发脉冲变压器计算举例

a. 用于计算的原始数据

①次级脉冲电压U2=6V

②次级脉冲电流I2=2A

③脉冲持续时间td=20µs

④脉冲重复频率F=5000个/s

⑤变压比n=N2/N1=0.25

⑥脉冲源内阻Ri=2Ω

⑦换算到初级的负载⒘缛軨L´=10pF

⑧脉冲上升时间tr≤0.3µs

⑨顶降λ≤5%

电路图见图1

b.功率计算

(1) 脉冲功率

Pm=U2I2=6 x 2 =12W 

(2) 平均功率

Pe=PmtdF x 10-6=12 x 20 x 5000 x 10-6=1.2W

c. 确定导线直径

(1) 次级有效电流

(2) 初级有效电流

(3) 次级导线直径

取 j=2A/mm, 故

选用2根直径为0.47mm的QZ-2型漆包线并联使用。

(4)初级导线直径

选用QZ-2漆包线2根,直径0.23mm并联。

d.选铁心,确定△B值

(1)选冷轧硅钢带

根据脉冲持续时间td=20µs,选用厚0.08mm冷轧硅钢薄带。

(2)选铁心型式

铁心型式选BCD型铁心

(3)确定脉冲磁导率

取△B=0.3T, 确定脉冲磁导率µp=1500。

(4)计算铁心最大截面积

次级负载电阻RL=U2/I2=6/2=3Ω

换算到初级

从满足顶降出发计算磁化电感,按下式

取Lm为1000µH,按下式计算Scmax

式中,U1=U2/n=6/0.25=24V, BCD型铁心初选Sc/lc 为0.11

(5)选铁心

选择标准铁心BCD 6.5 x 12.5 x 12.5。由此得:a=6.5mm, b=12.5mm, c=8mm,h=12.5mm, Sc=0.691cm2, lc=5.97cm。

e.匝数计算

f.绕组配置及绝缘

为减小变压器漏感,将绕组配置在两个铁心柱上,初级绕组与次级绕组均为并联连接。绕组排列及电位分布如图2所示。

次级绕组与铁心间为底筒,底筒壁厚为0.8mm,底筒上包两层DLZ-08电缆纸,因此

初、次级绕组间用两层DLZ-08电缆纸,这样可得

g.脉冲变压器顶降

(1)脉冲变压器磁化电感

(2)脉冲顶降

所算得的顶降小于要求值5%。

h.脉冲变压器漏感Ls

初级绕组高度

次级绕组高度

绕组平均高度为

绕组总厚度为

绕组平均匝长为lm=4.43cm

脉冲变压器漏感为

i.分布电容计算

分布电容系数kd

式中:ei=3, U1=24V, Ua1=18V, Ub1=0V, Ua2=24V, Ub2=0V, Ua3=24V, Ub3=0V, Ua4=18V, Ub4=0V, 这样

脉冲变压器分布电容为

总的并联分布电容Cs'为

j.脉冲上升时间计算

根据k值查得δr=1.4 则脉冲上升时间为

所得脉冲上升时间tr小于要求值0.3µs

 


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