脉冲变压器的铁芯选材要求

脉冲变压器的铁芯选材要求

脉冲变压器是用来传输脉冲的变压器。当一系列脉冲持续时间为td(ms)、脉冲幅值电压为Um(V)的单极性脉冲电压加到匝数为N的脉冲变压器绕组上时，在每一个脉冲结束时，铁芯中的磁感应强度增量ΔB(T)为：ΔB=Umtd/NSc′10-2其中Sc为铁芯的有效截面积（cm2）。即磁感应强度增量ΔB与脉冲电压的面积（伏秒乘积）成正比。对输出单向脉冲时，ΔB=Bm-Br,如果在脉冲变压器铁芯上加去磁绕组时，ΔB=Bm+Br。在脉冲状态下，由动态脉冲磁滞回线的ΔB与相应的ΔHp之比为脉冲磁导率mp。

理想的脉冲波形是指矩形脉冲波，由于电路的参数影响，实际的脉冲波形与矩形脉冲有所差异，经常会发生畸变。比如脉冲前沿的上升时间tr与脉冲变压器的漏电感Ls、绕组和结构零件导致的分布电容Cs成比例，脉冲顶降l与励磁电感Lm成反比，另外涡流损耗因素也会影响输出的脉冲波形。

脉冲变压器的漏电感Ls=4bpN12lm/h

脉冲变压器的初级励磁电感Lm=4mppScN2/l′10-9涡流损耗Pe=Umd2tdlF/12N12Scr

b为与绕组结构型式有关的系数，lm为绕组线圈的平均匝长，h为绕组线圈的宽度，N1为初级绕组匝数，l为铁芯的平均磁路长度，Sc为铁芯的截面积，mp为铁芯的脉冲磁导率，r为铁芯材料的电阻率，d为铁芯材料的厚度，F为脉冲重复频率。

从以上公式可以看出，在给定的匝数和铁芯截面积时，脉冲宽度愈大，要求铁芯材料的磁感应强度的变化量ΔB也越大；在脉冲宽度给定时，提高铁芯材料的磁感应强度变化量ΔB，可以大大减少脉冲变压器铁芯的截面积和磁化绕组的匝数，即可缩小脉冲变压器的体积。要减小脉冲波形前沿的失真，应尽量减小脉冲变压器的漏电感和分布电容，为此需使脉冲变压器的绕组匝数尽可能的少，这就要求使用具有较高脉冲磁导率的材料。

为减小顶降，要尽可能的提高初级励磁电感量Lm，这就要求铁芯材料具有较高的脉冲磁导率mp。为减小涡流损耗，应选用电阻率高、厚度尽量薄的软磁带材作为铁芯材料，尤其是对重复频率高、脉冲宽度大的脉冲变压器更是如此。脉冲变压器对铁芯材料的要求为：1、高饱和磁感应强度Bs值；

2、高的脉冲磁导率，能用较小的铁芯尺寸获得足够大的励磁电感；

3、大功率单极性脉冲变压器要求铁芯具有大的磁感应强度增量ΔB,使用低剩磁感应材料；当采用附加直流偏磁时，要求铁芯具有高矩形比，小矫顽力Hc。4、小功率脉冲变压器要求铁芯的起始脉冲磁导率高；5、损耗小。

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铁氧体磁芯的电阻率高、频率范围宽、成本低，在小功率脉冲变压器中应用较多，但其ΔB和mp均较低，温度稳定性差，一般用于对顶降和后沿要求不高的场合。

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