基于TLT的高頻高壓脈沖源研制

摘要：文章研究了TLT的相關(guān)機理，著(zhù)重對四階TLT進(jìn)行了詳細分析與研究，并設計與制作了四階TLT，最后通過(guò)相關(guān)實(shí)驗驗證，成功實(shí)現了四階TLT的理想增益以及400KHz下的高壓脈沖輸出。
關(guān)鍵詞：TLT；高頻高壓；脈沖源

0 引言
自20世紀60年代初以來(lái)，應軍事、高科技武器以及國防科研等多方面的需求，脈沖功率技術(shù)(Pulse Power Technology，PPT)已逐漸發(fā)展成為一門(mén)新興科學(xué)技術(shù)。目前正朝著(zhù)高功率、全固態(tài)、高重頻和緊湊化的方向發(fā)展，針對這樣的發(fā)展需求，具有上升前沿快、方波脈沖平頂下降小和頻率響應范圍寬等特點(diǎn)的傳輸線(xiàn)脈沖變壓器(Transmission Line Pulse Transformer，TLT)成為了研究熱點(diǎn)，在脈沖功率技術(shù)中有著(zhù)重要的應用前景。
在這一背景下，本文開(kāi)展了以TLT為基礎的高頻高壓脈沖源研究。基于TLT基本原理，本文進(jìn)行了四階TLT的電壓增益公式推導以及輸出特性分析，并進(jìn)行了四級TLT的設計制作加工以及完成了相關(guān)實(shí)驗驗證，實(shí)現了2400V下400KHz的脈沖輸出。

1 TLT基本原理
TLT的基本思想是利用輸入與輸出端的阻抗變換來(lái)實(shí)現電路參數的轉換。對于升壓TLT而言，常采用輸入端并聯(lián)，輸出端串聯(lián)，每一級傳輸線(xiàn)的輸入電壓波形與輸入端脈沖源的相同，在輸出端產(chǎn)生升壓效果。
盡管TLT構造較簡(jiǎn)單，但其詳細的工作機理又是相當復雜的，主要是因為在多級TLT中，從第二級開(kāi)始，每級將會(huì )與地之間形成次級回路，簡(jiǎn)稱(chēng)次級線(xiàn)。次級線(xiàn)的存在會(huì )對TLT的輸出結果產(chǎn)生影響，會(huì )使輸出脈沖電壓幅值下降以及上升沿畸變。

圖1為一個(gè)n級TLT的示意圖，將TLT各級傳輸線(xiàn)(除第一級外)都繞于磁環(huán)上，每級線(xiàn)上的電感分別為L(cháng)1，L2，L3，…。這樣做能在不影響主傳輸線(xiàn)的情況下，相當于在各次級線(xiàn)上分別接入了一個(gè)電感，提高了次級線(xiàn)阻抗，從而可減小次級線(xiàn)上的電流及損耗，減弱次級線(xiàn)對輸出結果的影響。