[实用新型]一种高压脉冲变压器

说明书

本实用新型公开了一种高压脉冲变压器，包括：原边绕组、副边绕组、磁芯、骨架、环氧绝缘胶；脉冲变压器的原边绕组为单匝绕组；副边绕组为上副边绕组和下副边绕组，各5匝串联输出，实现变比为10；磁芯为双E磁芯，上下闭合粘结结构；骨架包括上绕组骨架、下绕组骨架和浇注外壳，上下绕组骨架用于原副边的嵌入固定，浇注外壳作为变压器绝缘浇注模具；所述环氧绝缘胶用于浇注外壳内部结构的绝缘处理；本实用新型公开的高压脉冲变压器的输出电压可达10kV、输出电流100A、耦合系数98％、绝缘电压70kV，本实用新型公开的高压脉冲变压器不仅原边绕组与副边绕组间的耦合系数高，同时体积小，结构简单。

技术领域

本实用新型属于变压器领域，更具体地，涉及一种高压脉冲变压器。

背景技术

在脉冲功率技术中，通常需要产生10kV以上的脉冲电压，脉冲功率技术的原理是缓慢储存低功率的输入能量，然后以高功率(高电压、大电流) 的形式将能量快速释放。高压脉冲变压器是大功率脉冲电路中的一个重要部件，高压脉冲变压器主要用于高压电容器组放电电路中，高压脉冲变压器原边与电容器组的串联，副边与负载连接，通过脉冲变压器来实现低压到高压的变换。

普通变压器变换的一般是工频正弦波，由于工作频率低，普通变压器铁芯一般为叠层硅钢片焊接而成，由于硅钢片有层间绝缘，且硅钢片的厚度往往在0.01mm～0.5mm范围，因此硅钢的涡流效应影响较小。高压脉冲变压器一般都工作在升压模式，变换的往往是单极性脉冲。由于脉冲的前沿很陡，相应的基波频率非常高，因此硅钢在高频下去磁效应和铁芯损耗很大，因此脉冲变压器磁芯一般选择电导率很低的铁氧体，为了使输出波形更陡，变压器的漏感需要很小。

目前常见的用于产生高压脉冲的变压器两种方式：传输线变压器、Telsa 变压器方式。传输线变压器是将传输线和变压器二者结合而形成的新元件，它具有变压器实现电压电流转换的功能，又具有传输线漏感小的特性，因此它可以实现脉冲功率转换的要求，但是传输线脉冲变压器为了达到期望的电压增益，需要进行并联多根电缆阻抗匹配，使得传输线变压器体积巨大。Tesla变压器的输出电压可达MV级，Tesla变压器往往采用开路磁芯，其磁芯结构庞大复杂，不利于脉冲发生系统的小型化且成本较高，此外Tesla 变压器耦合系数较低。总体而言，现有高压脉冲变压器存在耦合低、体积大的缺点。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种高压脉冲变压器，旨在解决现有的传输变压器和Telsa变压器无法同时兼容高耦合和体积小的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高压脉冲变压器，包括：骨架、原边绕组、副边绕组、磁芯和环氧绝缘胶；

骨架包括上绕组骨架、下绕组骨架和浇注外壳；上绕组骨架和下绕组骨架的表面均用于嵌入副边绕组；浇注外壳为单面开口，其开口侧用于环氧绝缘胶流入；原边绕组嵌于上绕组骨架和下绕组骨架之间；上绕组骨架、下绕组骨架以及浇注外壳间通过环氧绝缘胶浇注填充；磁芯包括两个铁氧体磁芯，两个铁氧体磁芯分别位于上绕组骨架和下绕组骨架的外侧；

上绕组骨架和下绕组骨架用于固定原边绕组和副边绕组；浇注外壳为绝缘浇注模具；环氧绝缘胶用于浇注外壳内部结构的绝缘处理。

优选地，两个铁氧体磁芯均为E型铁氧体磁芯，且两个E型铁氧体磁芯上下闭合粘结；

优选地，浇注外壳为矩形槽结构；

优选地，骨架为树脂材料3D打印一体化制作；

优选地，原边绕组为单匝铜板；

优选地，副边绕组包括上副边绕组和下副边绕组；上副边绕组和下副边绕组均设置5匝铜板；

优选地，上绕组骨架和下绕组骨架的上下表面均开槽；

优选地，浇注外壳上设置有原边绕组和副边绕组的线孔。