高变比脉冲变压器固态调制器的研制

摘要

固态半导体开关串联使用时要求均压和信号同步,导致固态半导体调制器的可靠性及稳定性降低.为解决该问题,对基于高变比脉冲变压器耦合全固态刚管调制器的设计原理、拓扑结构开展了研究.基于脉冲变压器等效电路模型,利用拉普拉斯变换法分析了脉冲变压器分布参数对输出波形的影响,并根据系统设计指标要求计算出过冲特征系数和上升时间系数,进而对脉冲变压器结构进行了优化设计.研究结果表明,输出波形的前沿与漏感和分布电容的乘积成正比,其过冲与漏感和分布电容的比值成正比;优化后脉冲变压器的变比从原来的1∶30提高到1∶70,其初级电压仅需1 kV即可达到设计要求,且保证了漏感和分布电容满足系统的需求.在此基础上研制的高变比脉冲变压器固态调制器在工作电压70 kV、负载阻抗1.4 kΩ、脉冲宽度100 μs的条件下,实现输出脉冲前沿2.8 μs、脉冲后沿2μs,达到系统设计要求,且在100Hz满功率条件下实现长时间稳定运行.