脉冲变压器

在高压脉冲调制系统中设置脉冲变压器的原因已经在本章第二节中介绍过，这里简要介绍的主要是高压脉冲调制系统对脉冲变压器的基本技术要求和脉冲变压器的主要特点。

通过对两种高压脉冲调制系统工作原理的学习和比较可知，PFN的放电环节以及高压脉冲形成原理都是一样的，因此，脉冲变压器（Pulse transformer）在独立式高压脉冲调制系统中和机载式高压脉冲调制系统中的作用具有同样的重要性。

在本节开篇介绍高压脉冲形成网络（PFN）时就已经讲过，不论磁控管还是速调管，工作时都需要在阴极上施加特定宽度与一定幅度的高压方波负脉冲，其形状，见图2-11-26中虚线所示的“理想脉冲波形”；而PFN产生的正是宽度基本符合要求但幅度相对较低的方波负脉冲。因此，对脉冲变压器最基本的技术要求就是，在升高脉冲电压，即提高方波负脉冲幅度时，要保持PFN形成的脉冲宽度与脉冲波形不变。这一要求看似简单，但是，由于高压脉冲宽度（τ）一般只有2～4μs的数量级，而且高压脉冲的转换频率非常高，如果采用常规升压变压器，绕组感抗、绕组分布电容和变压器铁芯的磁场饱和程度等各种因素都会严重影响脉冲波形的上升沿与下降沿，会导致脉冲波形严重变形，可能会形成图2-11-26中点画线所示的“错误脉冲波形”，其后果是磁控管或速调管不能正常产生微波功率，这当然是不能接受的。因此，必须根据高压脉冲特点专门设计脉冲变压器。采用特殊设计的脉冲变压器之后，可以输出图2-11-26中实线所示的“实际脉冲波形”，虽然达不到理想脉冲波形的效果，但基本上能够满足微波源对高压脉冲波形的实际需求。

与一般升压变压器相比，脉冲变压器有如下两个基本特点。

1．变压器铁芯必须采用磁导率很高、厚度很薄的优质导磁材料制成；工艺上要采用环形卷绕式铁芯结构，而不能采用叠片式铁芯结构。其原因是脉冲变压器为单方向脉冲磁化，而不像一般的工频变压器那样双向交替磁化。

图2-11-26　脉冲变压器输出波形

2．脉冲变压器的初级绕组和次级绕组匝数都比较少，变比也比较低，一般不超过5～10倍，其原因主要是为了减少绕组的分布电容。另外，绕组的绕法和绕组均匀性也会影响分布电容的大小。因此，对脉冲变压器的生产工艺也提出了非常高的技术要求。