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脉冲变压器的磁学(下)

时间:02-27 来源:互联网 点击:

25所示。U2和负载两端的电压非常地接近。LL的阻抗和频率f成正比。CD的阻抗和频率f成反比。两者引起的效应是:当f∞则U20,如图26所示。

高频响应主要是漏电感和分布电容起作用。当这些参数值很低时,就能得到比较好的高频响应。

7.3运行的频率响应

在理想的情况下,变压器的运行区间在它频率范围之内,变压器就相当于一个理想元件。,如果RSOURCERLOAD则U2=U1

在实际等效电路参数下,会使输出电压减小一些,这种衰减通常用插入损耗(dB)来表示。

插入损耗(dB)=10log(U2/U1)

综合7.1~7.3节可得到图27所示的频响曲线。

8时域响应特性

图32脉冲平顶响应

图31脉冲平顶响应的等效电路

图33下降沿等效电路

图34下降沿的响应

图35变压器的脉冲响应

本节将给出一个简单脉冲变压器的时域响应特性的简单说明。完整的含有许多方程分析起来相当复杂,为了简化分析,在本节中做下列假设:

(1)绕组电阻和源电阻及负载电阻相比是可以忽略的;

(2)漏电感可以集中在一项里;

(3)磁芯损耗电流和负载电流相比可以忽略;

(4)绕组之间的电容效应可以忽略。

这些假设对大多数实际情况来说是可行的,不会改变所获得基本特性的数据。在此假设下,可把图22的等效电路简化成如图28所示。

8.1脉冲上升沿响应

等效电路如图29所示。对于瞬间变化的输入电压而言,加在它上面的开路电感的阻抗是趋向无限大,可以忽略。假设源电阻R1也可忽略。

在此假设下,计算节点X的电流,并通过对它的方程求导数就能得到二次微分方程:这个方程的解是:

U2=U1(1+Ae-αt+Be-βt)(23)

图27变压器的频率响应

图26高频响应

由这个方程得出的波形如图30所示。超调量和波形的上升时间取决于R2,L2和CD的值。

8.2脉冲平顶响应

在脉冲上升沿的过渡过程结束后,就进入理想脉冲的第二阶段,脉冲平顶响应部分。其等效电路如图31所示。漏电感远小于开路电感,可以忽略。在脉冲峰值持续期间分布电容上电压的变化率是很小的,通过它的电流比负载电流很小,所以它也可以忽略。

在此假设下,我们再一次计算电流,并通过它的方程对时间求导数,就能得到一次微分方程:此方程的解是:

负载电压离开初始值后按指数规律下降,如图32所示。下降速率和开路电感成反比,即开路电感L0数值愈大,在脉冲持续期间,负载电压偏离初始值就愈小。

8.3脉冲下降沿响应

等效电路如图33所示。漏感通常比开路电感小,可以忽略。

在此假设下,先计算电流,然后再通过它对时间求导数,可以得到二次微分方程:此方程的解是:U2=U1(Aeαt+Beβt)

波形的形状取决于开路电感和CD的数值。

如果磁芯的励磁电流可以忽略,则其衰减的波形,一般来说是指数衰减的阻尼正弦振荡,如图34所示。

如果忽略了过大的励磁电流,随着磁场的衰减,将会发生一个再生电动势,引起一个很大的下冲。

综合8.1和8.3节的结果,就能得到完整的脉冲响应曲线,如图35所示。为了清楚起见,图中的过渡过程和下降的峰值是被放大了的,在一个好的变压器设计中,这些将是很不显著的。

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