脉冲变压器,又称尖峰波变压器,是一种用铁磁饱和现象来感应尖波
电动势的变压器。脉冲变压器主要用于脉冲和开关电路中,也可用作
耦合、绝缘、升压、降压或
阻抗匹配等。
脉冲变压器分两种类型,一种是一次
绕组加
正弦电压,二次绕组输出脉冲电动势;另一种是一次绕组加直流
方波电压,二次绕组输出脉冲电动势。其传送的电压
波形是矩形波或其他形状的脉冲波。脉冲变压器为
铁心结构,其铁心窗口形状通常有矩形及圆形两种;铁心一般选用较薄的电工钢片、软磁合金、软磁
铁氧体和非金态合金材料。脉冲变压器常用的绕组型式为圆简式,绕组材料一般选用耐电压强度较高、
介电常数较小的材料。其具备两个特性:一个是输出特性;另一个是铁心的磁化特性。
脉冲变压器大多用在
高科技领域的电子设备中,如高压大功率脉冲变压器,主要用在雷达、高能物理变换技术等领域;低压小功率脉冲交压器,大多应用在工矿企事业及科研系统的自动控制装置中、计算系统、电视及
无线电通信设备中。
对脉冲变压器而言,因为主要考虑
波形传送问题。即使同样是宽频带变压器,但只要波形能满足设计要求,磁心也可以工作在非线性区域。因此,其外形可做得比通信用变压器小很多。还有,除通过大功率脉冲外,变压器的传输损耗一般还不大。因此,所取磁心的尺寸大小取决于脉冲通过时
磁通量是否饱和,或者取决于铁耗引起的温升是否超过允许值。
脉冲变压器的结构和一般
控制变压器类似,由导电的
绕组和导磁的
铁心构成了脉冲变压器的核心部分。不过绝大多数脉冲变压器铁心做成
环形,材料一般为坡莫合金或锰锌铁淦氧磁性瓷等;其绕组是双边或三边的,第三边绕组一般是为改善某种性能而设置的,绕组特点是通过改变副绕组的绕向来改变输出端脉冲信号的
极性。
脉冲变压器工作原理利用铁心的
磁饱和性能把输入的
正弦信号电压变成窄脉冲形输出电压的变压器。可用于
燃烧器的点火、晶闸管的触发等。脉冲变压器结构为原绕组套在断面较大的由
硅钢片叠成的
铁心柱上,副绕组套在坡莫合金材料制成的断面较小的易于高度饱和的铁心柱上,在两柱中间可设置磁分路。电压和
磁通量的关系,输入电压u1是
正弦波,在左面铁心中产生正弦磁通Φ1。右面铁心中磁通Φ2高度饱和,是平顶波,它只有在零值附近发生变化,并立即饱和达到定值。当Φ2过零值的瞬间,在副
绕组中就感应出极陡的窄脉冲
电动势e2。磁分路有气隙存在,Φσ基本上按线性变化,与漏磁相似,其作用在于保证Φ1为
正弦信号。
所有脉冲变压器其基本原理与一般普通变压器(如音频变压器、
电力变压器、
电源变压器等)相同,但就
磁芯的磁化过程这一点来看是有区别的,分析如下:
(1)脉冲变压器是一个工作在暂态中的变压器,也就是说,脉冲过程在短暂的时间内发生,是一个顶部平滑的
方波,而一般普通变压器是工作在连续不变的磁化中的,其交变信号是按
正弦波形变化。
(2)脉冲信号是重复周期,一定间隔的,且只有正极或
负极的电压,而交变信号是连续重复的,既有正的也有负的电压值。
脉冲变压器广泛用于雷达、变换技术;
负载电阻与
馈线特性
阻抗的匹配;升高或降低脉冲电压;改变脉冲的
极性;变压器次级电路和初级电路的隔离应用几个
次级绕组以取得
相位关系;隔离电源部分的直流成分;在
晶体管(或
电子管)脉冲
振荡器中使集电极(
阳极)和基极(
栅极)间得到强藕合;采用若干个次级绕组,以便得到几个不同幅值的脉冲,使电子管的板极回路和栅极回路,或晶体管的集电极与基极间形成正反馈,以便产生
自激振荡;作为功率合成及变换元件等。