峰值变压器——工作原理、装置、目的和应用

有一种特殊类型的变压器称为峰值变压器。这种类型的变压器将施加在其初级绕组上的正弦电压转换成与初级不同极性和相同频率的脉冲 正弦电压… 正弦波在这里馈送到初级绕组，脉冲从峰值变压器的次级绕组中移除。

峰值变压器在某些情况下用于控制气体放电装置，如闸流管和汞整流器，以及控制半导体晶闸管和其他一些特殊用途。

峰值变压器的工作原理

峰值变压器的运行是基于其铁芯铁磁材料的磁饱和现象。结论是，变压器磁化铁磁芯中的磁感应强度 B 的值非线性地取决于给定铁磁体的磁场 H 的强度。

因此，在较低的磁化场 H 值时——磁芯中的感应 B 首先快速且几乎线性增加，但磁化场 H 越大，磁芯中的感应 B 继续增长得越慢。

最终，在足够强的磁化场下，磁感应强度 B 实际上停止增加，尽管磁化场的强度 H 继续增加。 B 对 H 的这种非线性依赖性具有所谓的特征 迟滞电路.

已知在变压器次级绕组中引起电动势感应的磁通量F等于该绕组铁芯中的感应B与变压器的横截面积S的乘积。绕组芯。

因此，根据法拉第电磁感应定律，变压器次级绕组中的电动势 E2 与穿过次级绕组的磁通量 F 的变化率及其匝数 w 成正比。

考虑到以上两个因素，可以很容易地理解，在峰值变压器初级绕组电压的正弦波峰值对应的时间间隔内，如果振幅足以使铁磁体饱和，则其中的磁通量 Φ 为这些时刻的核心几乎不会改变。

但只有在磁化场 H 的正弦曲线通过零过渡的瞬间，铁芯中的磁通量 F 才会发生变化，而且变化非常剧烈（见上图）。并且变压器铁心的磁滞回线越窄，其导磁率越大，加在变压器初级绕组上的电压频率越高，这些时刻磁通量的变化率就越大。

因此，在铁心 H 的磁场过渡到零的时刻附近，假定这些过渡的速度很高，则在变压器的次级绕组上将形成交替极性的短钟形脉冲，因为方向引发这些脉冲的磁通量 F 的变化也是交替的。

峰变装置

峰值变压器可以用磁分流器或初级绕组供电电路中的附加电阻器制成。

在初级电路中使用电阻器的解决方案没有太大区别 来自经典的变形金刚...只有在这里，初级绕组中的峰值电流（在磁芯进入饱和状态的时间间隔内消耗）才受到电阻器的限制。在设计这种峰值变压器时，他们遵循在正弦波半波峰值处提供铁芯深度饱和的要求。

为此，选择合适的电源电压参数、电阻值、磁路横截面和变压器初级绕组的匝数。为了使脉冲尽可能短，具有高磁导率的软磁材料，例如永磁体，被用于制造磁路。

接收到的脉冲的幅度将直接取决于成品变压器次级绕组的匝数。当然，电阻的存在会导致这种设计中有功功率的显着损失，但它大大简化了磁芯的设计。

峰值限流磁分流变压器是在三级磁路上制成的，其中第三个杆与前两个杆之间有气隙隔开，第一和第二个杆彼此靠近并承载初级和次级绕组。

当磁场 H 增大时，闭合磁路由于其磁阻较小而首先饱和。随着磁化场的进一步增加，磁通量 F 通过第三个杆 - 分流器关闭，而 反应性 电路略有增加，从而限制了峰值电流。

与涉及电阻器的设计相比，这里的有源损耗较低，尽管核心结构有点复杂。

峰值变压器的应用

正如您已经了解的那样，峰值变压器对于获得正弦交流电压的短脉冲是必不可少的。通过这种方法获得的脉冲具有上升和下降时间短的特点，这使得它们可以用于为控制电极供电，例如半导体晶闸管、真空闸流管等。