脉冲变压器设计与制作指南

脉冲变压器设计目录前言 (1)1脉冲变压器设计要求和原始数据 (3)1.1脉冲变压器计算程序设计要求 (3)1.2计算原始数据： (6)2脉冲变压器的设计 (8)2.1线路的计算 (8)2.2绝缘的设计 (11)2.3铁心和绕组的选择 (14)2.3.1铁心的设计要求 (14)2.3.2铁心的去磁电路 (16)2.3.3绕组的选择 (20)2.4脉冲变压器的脉冲的计算 (25)2.4.1脉冲平顶降落的验算 (25)2.4.2脉冲的前沿畸变验算 (26)2.4.3脉冲后沿宽度的检查 (30)2.5脉冲变压器的整体结构 (31)2.6脉冲变压器的温升与经济指标 (34)2.6.1脉冲变压器的温升和经济指标 (34)2.6.2脉冲变压器的温升和经济指标的验算 (35)3脉冲变压器的试验 (38)3.1脉冲变压器的初次试验 (38)3.1.1 加压试验 (38)3.1.2改变回路参数的试验 (39)3.1.3 “ +/ -极性”的试验 (39)3.2脉冲变压器的负荷试验 (40)3.2.1 脉冲波形的检查 (40)3.2.2漏感和电容 (41)3.2.3变比的测量 (42)总结 (43)致谢 (45)参考文献 (46)、八■、-前言脉冲变压器是电子变压器一种特殊类型，它所变换的不是正弦电压，也不是交流方波，而是接近矩形的单极性脉冲；脉冲变压器现已极其广泛地应用于各种电子设备之中。

脉冲变压器与一般普通变压器的区别所有脉冲变压器其基本原理与一般普通变压器（如音频变压器、电力变压器、电源变压器等）相同，但就磁芯的磁化过程这一点来看是有区别的，分析如下：（1）脉冲变压器是一个工作在暂态中的变压器，也就是说，脉冲过程在短暂的时间内发生，是一个顶部平滑的方波，而一般普通变压器是工作在连续不变的磁化中的，其交变信号是按正弦波形变化•（2）脉冲信号是重复周期，一定间隔的，且只有正极或负极的电压，而交变信号是连续重复的，既有正的也有负的电压值。

脉冲变压器升压高压脉冲电源的设计首先确定输入电压和输出电压。

根据实际需求和应用场景，确定输入电压和输出电压的范围。

输入电压可以是低电压稳定的直流或交流电源，输出电压则是需要升压的高电压脉冲。

其次考虑功率和效率。

功率是指电源能够输出的电流和电压的乘积，而效率则是输出功率与输入功率之间的比值。

通过合理的设计和选型，可以提高脉冲变压器的功率和效率，以满足实际需求。

接下来需要考虑保护措施。

高压脉冲电源在使用过程中需要特别注意安全问题。

设计中应该考虑过流、过压、短路等故障保护电路，并采取防护措施防止对人和设备造成伤害。

在设计脉冲变压器时，可以采用以下步骤：1.确定输入电压和输出电压范围，根据实际需求选取合适的变压器。

2.选择合适的电源转换器。

根据输入电压和输出电压的差异，选择合适的电源转换器，如DC-DC转换器或AC-DC转换器。

3.计算变压比。

根据输入电压和输出电压的范围，计算变压比。

变压器的变比可以通过变压器的线圈匝数比例来实现。

4.设计变压器。

根据变压比和功率需求，设计变压器的线圈匝数和磁芯尺寸。

5.调整参数。

根据实际测量和测试结果，调整变压器的参数以达到预期的输出电压。

6.添加保护电路。

设计过流、过压、短路等故障保护电路，保证电源的安全可靠性。

7.进行实验和测试。

在设计完成后，进行实验和测试，验证设计的性能和稳定性。

8.进行优化。

根据实验和测试结果，调整设计参数，进一步优化脉冲变压器的性能。

总之，设计脉冲变压器升压高压脉冲电源需要充分考虑输入电压、输出电压、功率、效率、保护等因素，并根据实际需求进行合理的选型和设计。

通过合理的设计和优化，可以得到满足需求的高压脉冲电源。

高压隔离脉冲变压器设计摘要:介绍了高压隔离脉冲变压器对铁心材料的要求及低Br超微晶合金磁性能对脉冲波形各参数内在的关系,并简单叙述应用和实验结果。

关键词:雷达发射机;脉冲变压器;高压隔离;超微晶1引言高压隔离脉冲变压器在雷达发射机浮动板调制器中得到了广泛的应用,随着脉冲技术的发展,此类脉冲变压器成为浮动板调制器中的关键件,其要求变换脉冲宽度从几微秒到几百微秒,重复频率从几百赫兹到几千赫兹,高压隔离电压从几千伏到几百千伏,并要求脉冲波形失真度小,以及重量轻,体积小,工作时变压器要求可靠稳定。

在设计此类脉冲变压器时采用超微晶合金低Br,高脉冲磁导率的铁心,能较好地解决上述问题。

2 问题的提出在浮动板调制器设计中,高压隔离脉冲变压器是必不可少的。

它要求体积小,其电路图见图1。

电性能参数如下:=4～120μs脉冲宽度:td脉冲前沿:t≤0.2μsr脉冲电压:U1=15V变压比:n=2∶1次级负载阻抗:50Ω初次级绕组高压隔离电压:10kV顶降:λ≤3%综合以上脉冲变压器的各项技术指标的要求,要提供高质量的脉冲变压器,必须有一个高质量的铁心,它是脉冲变压器成败的关键。

1铁心对脉冲变压器电性能的影响2从脉冲变压器的理论分析和实践证明,铁心是脉冲变压器的核心,其磁性能的指标直接影响脉冲变压器的性能。

而此种高压隔离变压器的脉冲宽度和重复频率变化范围很大,既要适应窄脉冲、高重复频率的工作状态,又要适应宽脉冲、低重复频率的工作状态,而且要求输出波形的前沿和顶部失真小。

因此,必须了解铁心磁性能能否满足波形的需要,这样就有必要了解铁心磁性能和变压器电性能参数之间的关系。

3在研究脉冲变压器铁心物理现象时,变压器绕组的电阻、漏感以及分布电容的数值都很小。

为了研究问题的方便,假设这些参数都等于零。

假设脉冲变压器的次级绕组开路,在初次级绕组上施加电压为U1为常数的阶越脉冲。

根据电磁感应定律,所加的电压和绕组中的电势相等。

我们知道,要减小脉冲变压器输出波形的前沿失真,必须要使漏感和分布电容减到最小值。

高频变压器的设计与制作脉冲变压器也可称作开关变压器，或简单地称作高频变压器。

在传统的高频变压器设计中，由于磁芯材料的限制，其工作频率较低，一般在20kHz左右。

随着电源技术的不断发展，电源系统的小型化、高频化和大功率化已成为一个永恒的研究方向和发展趋势。

因此，研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积、提高电源输出功率比的关键因素。

随着应用技术领域的不断扩展，开关电源的应用愈来愈广泛，但制作开关电源的主要技术和耗费主要精力就是制作开关变压器的部件。

开关变压器与普通变压器的区别大致有以下几点：(1)电源电压不是正弦波，而是交流方波，初级绕组中电流都是非正弦波。

(2)变压器的工作频率比较高，通常都在几十赫兹，甚至高达几十万赫兹。

在确定铁芯材料及损耗时必须考虑能满足高频工作的需要及铁芯中有高次谐波的影响。

(3)绕组线路比较复杂，多半都有中心抽头。

这不仅增大了初级绕组的尺寸，增大了变压器的体积和重量，而且使绕组在铁芯窗口中的分布关系发生变化。

图1 开关电源原理图本文介绍了一款如图1所示的DC—DC变换器，输入电压为直流24V，输出电压分别为5V及12V的多路直流输出。

要求各路输出电流都在lA以上，核心器件是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片UC3842，最高工作频率可达200kHz。

根据锌锰铁氧体合金的优异电磁性能，通过具体示例介绍工作频率为100kHz的高频开关电源变压器的设计及注意事项。

2变压器磁芯的选择与工作点的确定2．1 磁芯材料的选择从变压器的性能指标要求可知，传统的薄带硅钢已很难满足变压器在频率、使用环境方面的设计要求。

磁芯的材料只有从坡莫合金、铁氧体材料、钴基非晶态合金和超微晶合金几种材料中来考虑。

坡莫合金、钴基非晶态价格高，约为铁氧体材料的数倍，而饱和磁感应强度Bs也不是很高，且加工工艺复杂。

考虑到我们所要求的电源输出功率并不高，大约为30W，因此，综合几种材料的性能比较，我们还是选择了饱和磁感应强度Bs较高，温度稳定性好，价格低廉，加工方便的性价比较低的锌锰铁氧体材料，并选以此材料作为框架的EI28来绕制本例中的脉冲变压器。

脉冲电压器和电感器组员： B11041003 贾晓萍 B11041005 吴磊 B11041026 王淮成脉冲变压器制作流程Ⅴ.工程图工程图内容包括：线路图、剖面图、使用之CORE、BOBBIN、绕制说明、电气测试、外观图等说明一. 线路图：1. 符号说明：A. 表示起绕点B. 表示出线引到线轴的端子上.C. 表示不接PIN的出线.F1为英文FLYING-LEAD的字头，意思为飞出来的引线，我们可称之为飞线.D. 表示变压器的铁芯，其左边为初级，右边为次级，E. 表示铜箔.F. 表示外铜箔G. 表示套管Ⅵ.变压器制作工法(A：高频类)一.绕线1.材料确认1.1 BOBBIN规格之确认.1.2不用的PIN须剪去时，应在未绕线前先剪掉，以防绕完线后再剪除时会刮伤 WIRE或剪错脚，而且可以避免绕线时缠错脚位.1.3 确认BOBBIN完整：不得有破损和裂缝.1.4将BOBBIN正确插入治具，一般特殊标记为1脚(斜角为PIN1)，如果图面无注明，则1脚朝机器.1.5须包醋酸布的先依工程图要求包好，紧靠BOBBIN两侧，再在指定的PIN上先缠线(或先钩线)后开始绕线，原则上绕线应在指定的范围内绕线2.绕线方式根据变压器要求不同，绕线的方式大致可分为以下几种2.1一层密绕：布线只占一层，紧密的线与线间没有空隙.整齐的绕线. (如图6.1)2.2 均等绕：在绕线范围内以相等的间隔进行绕线;间隔误差在20%以内可以允收.(如图6.2)2.3 多层密绕：在一个绕组一层无法绕完，必须绕至第二层或二层以上，此绕法分为三种情况：a.任意绕：在一定程度上整齐排列，达到最上层时，布线已零乱，呈凹凸不平状况，这是绕线中最粗略的绕线方法 .b.整列密绕：几乎所有的布线都整齐排列，但有若乾的布线零乱(约占全体30%，圈数少的约占5%REF).c.完全整列密绕：绕线至最上层也不零乱，绕线很整齐的排列著，这是绕线中最难的绕线方法.2.4 定位绕线：布线指定在固定的位置，一般分五种情况 (如图6.3)2.5 并绕：两根以上的WIRE同时平行的绕同一组线，各自平行的绕，不可交叉.此绕法大致可分为四种情况：(如图6.4)3.注意事项：4.3.1当起绕(START)和结束(FINISH)出入线在BOBBIN同一侧时，结束端回线前须贴一块横越胶布(CROSSOVER TAPE)作隔离。

脉冲变压器设计指南合集
脉冲变压器是个啥？简单来说，它就像是把电压和电流变成跳
舞的搭档，一个负责变电压，一个负责变电流。

在脉冲的世界里，
这俩得配合得刚刚好。

想要脉冲变压器跳得好，得知道它在哪儿跳。

是在高压下狂舞，还是在快速响应的舞台上？不同的地方，得有不同的装备。

比如高
压下，得给它穿上厚厚的“防弹衣”；快速响应时，得让它身轻如燕。

频率也是个关键。

脉冲信号的节奏快慢，直接影响脉冲变压器
的舞步。

节奏快了，它得跟上节奏，不掉链子。

所以，得根据节奏
选对舞步，让它跳得既稳又美。

别忘了，跳舞也会出汗。

脉冲变压器在工作时也会发热。

如果
热得受不了，它就会“罢工”。

所以，得给它装个“小风扇”，或
者让它的舞步更流畅，这样就不容易热了。

最后，安全也很重要。

跳舞时不能撞到自己，脉冲变压器也得
保护自己。

得用那种不容易被撞破的材料，给它穿上“护甲”，这
样就算电压再高，它也能稳稳地跳下去。

总的来说，设计脉冲变压器就像是编排一场舞蹈，得考虑场地、节奏、舞步、散热和安全。

只有这样，才能让它跳出一场精彩绝伦
的演出！。

脉冲驱动变压器设计指南脉冲驱动变压器（Pulse driven transformer）是一种将电压和电流转换为脉冲信号的器件，常用于电子设备和电源系统中。

它的设计和制造需要考虑多个因素，包括电压、电流、功率、频率以及电气和磁性特性等。

本文将为您提供一份脉冲驱动变压器设计的指南，详细介绍设计过程中需要注意的关键要素。

第一步是确定设计参数。

首先，需要确定变压器的输入和输出电压，并计算电压转换比。

输入电压是指输入信号的电压，即驱动信号的电压。

输出电压是期望在变压器的输出端点上获得的电压。

通过计算电压比，可以确定变压器的匝数比例。

其次，需要确定变压器的额定电流和功率。

额定电流是指变压器在额定工作条件下允许通过的电流。

功率则与额定电流和额定电压相关，可以通过计算得出。

第二步是选择磁性材料。

磁性材料是变压器的核心部分，决定了变压器的功率和效率。

最常用的磁性材料是铁氧体和磁性硅钢片。

铁氧体适用于高频应用，而磁性硅钢片适用于低频应用。

选择合适的材料要考虑到频率、损耗、热量产生和可行性等因素。

第三步是计算和设计变压器的参数。

这包括匝数、线径、磁芯尺寸等。

匝数的计算是基于电压转换比、输入电压和输出电压进行的。

根据材料的选择和预期功率损耗，可以计算合适的线径。

磁芯尺寸可以根据所需功率和电流计算得出，进而确定变压器的尺寸。

第四步是绕线设计。

绕线是将导线绕在磁芯上的过程，需要根据变压器的参数和设计要求进行合理的布局。

绕线的设计要考虑到电流密度、线圈层数、绕线方式以及绝缘等。

对于高频应用，绕线的布局也会影响到变压器的电磁干扰和噪声。

第五步是制造和测试。

在制造变压器之前，需要先制作样品并进行测试以验证设计的准确性。

测试可以包括电压、电流和功率等参数的测量，以及温度和效率的评估。

根据测试结果，可以进行适当的修改和调整。

最后，还需要考虑变压器的保护和冷却。

保护电路可以防止过电压、过电流和短路等故障产生。

冷却系统则可用于散热，确保变压器在工作时不过热。

微型高频脉冲薄膜变压器的设计与制作高频特有的脉冲变压器，可以变更装置内的电流及电压、搭配各类阻抗、隔离各类电位、变更极性脉冲。

从现有状态看，电气配件凸显了更高的集成特性，配件自重及固有的体积被逐渐缩减。

为此，文章探析了微型架构下的这类变压器特性，依照模型推演得来精准的参数设计。

测试曲线表明，薄膜变压器凸显了最优的高频特性，适应常规运用。

标签：微型；高频脉冲薄膜变压器；设计；制作脉冲变压器，即高频特性的常用变压器。

传统设计之中，受到磁芯限制，这类变压器拟定的频率还是偏低的。

伴随技术进展，电源被变更为新颖的小型电源，呈现高频趋势。

这种状态下，采纳高频特性的、微型薄膜这样的新变压器，可缩减总的体积，提升输出功率特有的比值。

测定了多样磁芯制备成的器材样本，描画电感曲线、精准阻抗曲线，测得变压器平日内的运转性能，提供制作思路。

1 设计案例及过程1.1 设计的案例某高频微型的、薄膜制备成的变压器，含有24V这一输入电压、5V这样的输出电压，多条路径都供应着直流输出。

这类输出电路，都超越了1A。

核心变压配件是UC类别的3842芯片，它被归类为脉宽调制的新式芯片；最高范畴的平常频率超越了190kHz。

这类薄膜芯片整合了锰铁及锌独有的电磁特性，包含高频属性[1]。

1.2 设计制作过程制备必备掩膜、清除基片尘杂、着手制备变压器、测定现有样本。

筛选了2微米特有的磁芯薄膜，变压器搭配着的薄膜设定了0.5微米。

通过测量，得到各层级的配件电感、电阻及Q值、系统中的阻抗。

采纳掩膜流程来制备这样的变压装置。

初始测得了3比2这样的次级比[2]。

频率升高时，薄膜固有的磁导率会被显著缩减。

伴随频率升高，初始的电感会慢慢被缩减。

2微米这样的测试配件，薄膜厚度偏大，为此电感也大。

磁性配件关联的特性参数，含有Q这一品质因子，它表达着存留的总能量、总损耗二者的比值。

若要增大Q值，就应增添原有的电感，或者缩减电阻。

变压配件显示出来的Q值，会随同初始的频率而不断递增[3]。