[发明专利]一种高隔离驱动变压器及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高隔离驱动变压器及其设计方法，属于雷达高压电源技术，主要是针对电真空雷达发射机高压电源调制技术。

背景技术

现代一些先进体制的雷达根据不同工作方式需求要求信号脉宽、周期灵活可变，同时不同型号雷达发射机高压电源、电流要求也不同。为了满足不同电真空雷达发射机发射脉宽、周期灵活可变，电压、电流不同需求，需要基本功能模块通用性，通过基本功能模块的串并联来实现雷达发射机电源调制的要求，从而缩短研发周期，节省设计制造周期。

发明内容

本发明的目的在于设计制造一种通用功能模块，为满足不同雷达发射机电源调制要求，从而缩短研发周期，节省设计制造周期，通过基本功能模块的串并联来实现雷达发射机不同电源调制的要求。

实现本发明目的的技术解决方案为：根据发射机发射的脉宽，周期计算制造变压器所需环形磁芯型号，根据变压器需要隔离的电压值，选择使用高压线的耐压数值，确定高压硅橡胶线的直径，以达到初次级的电位差；在环氧灌封变压器次级时，设计中间过孔的大小能满足高压硅橡胶线穿过。采用共用变压器初级驱动，驱动多个变压器的次级，产生统一的初级驱动波形，完成多个开关的同时开关断，从而实现高电压大电流开通和关断，完成雷达发射机高压电源的调制。利用上述设计办法得到的隔离驱动变压器由初级线圈、次级线圈和磁芯组成，采用共用初级，串联带次级线圈磁芯的方式。其中磁芯采用环形磁芯，次级线圈绕制在环形磁芯上，然后环氧灌封，中心位置留有圆孔。初级线圈采用高压硅橡胶线，圈数为一匝，穿过带次级线圈磁芯的中间圆孔，用来隔离驱动变压器初级和次级高电位差。多个带次级线圈磁芯可串联在同一初级线圈上，产生次级驱动波形的脉宽一致，前后沿一致，延时一致，从而形成多个隔离驱动变压器的串联，完成高压电源的调制。利用上述隔离驱动变压器合成的开关模块开通性好，开关断损耗低，电压上升和下降沿优于200ns，调制电压大于40kV，电流大于200A，满足大部分现代雷达发射机电源调制要求。

附图说明

图1是隔离驱动变压器外形结构示例图。

图2是由一种隔离变压器驱动，合成产生电源调制方案原理图。

图3 是单个驱动单元产生的电压调制波形图。

图4 是N个驱动单元串联产生的电压调制波形图。

具体实施方式

本发明中隔离驱动变压器的设计方法具体步骤如下：

1）驱动变压器磁芯采用环形磁芯，根据发射机发射的脉宽周期计算制造变压器所需环形磁芯型号；

2）根据变压器需要隔离的电压值，选择使用高压线的耐压数值，确定高压硅橡胶线的直径来达到初次级的电位差；

3）在环氧灌封变压器次级时，设计中间过孔的大小，以满足高压硅橡胶线穿过；

4）多个变压器次级共用初级驱动，产生统一的初级驱动波形，通过计算单个开关的耐电压、耐电流，然后乘以变压器次级数量，实现设计高电压大电流开关组件的目的。

根据上述办法，本发明的隔离驱动变压器示例图如图1所示。具体结构为：隔离驱动变压器采用共用初级，串联带次级线圈磁芯的方式，其磁芯采用环形磁芯，次级线圈绕制在环形磁芯上，然后环氧灌封，中心位置留有圆孔。初级线圈采用高压硅橡胶线，圈数为一匝，穿过带次级线圈磁芯的中间圆孔，用来隔离驱动变压器初级和次级高电位差。多个带次级线圈磁芯可串联在同一初级线圈上，产生次级驱动波形的脉宽一致，前后沿一致，延时一致，从而形成多个隔离驱动变压器的串联，完成高压电源的调制。高压电源的调制原理如图2所示。