回扫充电变压器的设计

在回扫充电技术中，回扫充电变压器的应用是其中关键之一。回扫充电变压器既起着充电电感作用，又具有变压器的功能，而且其回扫功能就是对充电变压器的取样经比较电路实现调制稳定脉冲电压的作用。以往设计采用充电电感设计方法，由于充电变压器比充电电感多了初级绕组，所以必需凭经验适当放取余量。本文针对回扫充电变压器的特性给出一种新的设计方法。
一、 回扫充电技术的优点
1、电网电压被直接整流加到充电变压器上，省去电源变压器。
2、由于充电变压器的隔离作用，调制组件的开关管与直流电源之间没有直接的电连接，因而调制器不易“连通”，具有很强的承受正失配能力。
3、只需改变比较器的电平，便可调节输出调制脉冲幅度，因而省去大功率调压器。
4、脉冲幅度稳定可达到10-3量级。
二、 回扫充电变压器的工用原理
回扫充电变压器工作状态类似于单端反激式变压器，其工作原理如图（1）所示:当赋能指令来时，直流电源电压被加到充电变压器初级绕组两端，绕组电流线性上升；当赋能控制脉冲结束时，充电变压器中储存了能量，赋能结束后，初级电流由突降为零，而其次级电流则由零上升为。若充电变压器变比为n，则其电流，次级电流给人工线电容充电，人工线电压逐渐升高，而电流则逐渐减小，充电变压器中的储存参量逐渐转化为人工线的储能，人工线电压达到最大值，人工线能量。

图1
三、 回扫充电变压器的设计方法
1、 选导线线径

2、 由AP选铁芯规格

其中AP为磁芯面积乘积（），L1为充电变压器初级电感（H），I1为充电变压器初级峰值电流（A），DB为脉冲磁感应增量（T），d1为初级绕组导线直径mm.
3、 气隙长度及面积设计

lg为磁芯中气隙长度(cm)，Ac为铁芯截面积（）。
Sg为磁芯中气隙面积（），a、b分别为铁芯叠厚和带宽（cm），lg，为单个气隙长度（cm）。

4、 计算匝数

W1为充电变压器初级匝数，考虑漏感等因素取，lg为空气隙(cm)，Sg为空气隙有效面积（），μO为空气导磁率。充电变压器次级匝数。
5、 校验铁芯磁感应密度
（1）确定气隙的磁场强度

（2）求气隙磁感应密度

（3）校验铁芯磁感应密度

Bc必须在铁芯磁化曲线弯曲部分以下不能饱和，如果Bc太大可增大气隙重新计算匝数，以求Bc不致于饱和。
6、 线圈结构、线圈参数的计算
（1）根据电压确定绕组端空距离
（2）计算绕组每层匝数和绕组层数
（3）确定内层、层间、绕组间及外包绝缘
（4）线圈厚度计算，确保线圈能装入铁芯
（5）计算线圈平均匝长、导线重量、铜耗Pm
7、 铁芯损耗计算
（1）磁滞损耗

（2）涡流损耗

（3）铁芯损耗

8、充电变压器总损耗

9、计算温升

K温升系数空气冷却为1000，油为200。C比热一般取0.5，∑S散热面积（）。
四、设计实例 某产品的回扫充电变压器的设计
1、已知，电流=3A，初级电感=245mh，赋能时间=1ms，充电时间=2ms，次级电感=2.1h，人工线充电电压 =1200V，人工线总电容，脉冲重复频率F=50Hz，变比n=1:3。
2、设 计
(1) 计算初级、次级导线
初级有效电流

初级导线线径，取j=3.2

次级有效电流

次级导线线径，取j=3.2

(2) 计算

=93()
初选带厚0.2mm切开的CD16×32×80硅钢铁芯（=91）
(3) 气隙设计

取
(4) 计算匝数

(取1400)

(5) 铁芯中磁感应密度校验
(A.W/m)
(A.W/m)× 525000=0.65(T)
　　
铁芯不饱和
(6) 线圈结构、线圈参数的计算
根据初次电压，初级取2.5mm端空，次取5mm端空
初级每层匝数

初级层数

次级每层匝数

次级层数

初级层间绝缘1层0.05mm聚酯薄膜，初次级间为4层0.05mm聚酯薄膜，次级层间绝缘为1层 0.05mm聚酯薄膜，外包2层0.13mm醇酸玻璃漆布。
右线包叠厚度
=1+2×0.0525+6×0.621+5×0.0525+4×0.0525+12×0.378+11×0.0525+2×0.13=10.7(mm)
左线包叠厚度
=1+2×0.0525+6×0.621+5×0.0525+4×0.0525+12×0.378+11×0.0525+2×0.13=10.7(mm)
窗口余量
=25-(10.7+10.7)=3.6(mm)
故铁芯能放下
(7) 温升计算（略）

参考文献:
高以鸿《调制回扫充电技术》《现代雷达》1991.3