負載阻抗對直線變壓器驅(qū)動源傳遞效率的影響~王慶峰，劉慶想，張政權(quán)，徐遠燦，胡克松（西南交通大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都610031）變壓器（LTD）給負載放電時電壓傳遞效率、能量傳遞效率以及峰值功率傳遞效率的影響。基于設(shè)計加工的LTD單元模塊，高頻直流電源通過硅堆對脈沖形成網(wǎng)絡(luò)充電至工作電壓時，發(fā)出一個信號給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)接收到信號后通過觸發(fā)系統(tǒng)觸發(fā)導(dǎo)通開關(guān)，開關(guān)管選用從俄羅斯進口的可重復(fù)運行的高功率閘流管。脈沖形成網(wǎng)絡(luò)的充電電壓、負載兩端的脈沖電壓采用泰克公司生產(chǎn)的P6015A高壓探頭測量；電流通過串接在水電阻后面的電阻環(huán)測量，電阻環(huán)使用30個功率為5W，阻值為1n的金屬碳膜電阻并聯(lián)而成。負載采用硫酸銅溶液調(diào)制的水電阻負載，通過改變?nèi)芤簼舛龋覀冞x取了4組負載阻值，分別為2.30，2.45，2.74，在實驗過程中為了減小誤差，每一個負載阻值條件下，都做了5次實驗，表中給出的是5次平均值。由表中數(shù)據(jù)可以看出電壓效率隨著負載阻值的增大在逐漸增加，當(dāng)負載阻值為3.n時電壓傳遞效率達到了99%，而流經(jīng)負載的電流則隨著負載阻值的增大在逐漸減小。在一定充電電壓下，Blumlein型脈沖形成網(wǎng)絡(luò)上存儲的能量可由CU2/2給出，其中電容值約為146nF.負載上主脈沖能量是由示波器將電壓與電流相乘并求積后自動給出，由表中數(shù)據(jù)可知主脈沖能量效率隨著負載阻抗的增加先增大而后減小，呈現(xiàn)出拋物線的分布：與理論，仿真分析相l(xiāng)致U實驗中我們沒有進行更為細致的調(diào)節(jié)水電阻負載的阻值，尋找能量傳遞效率比較大試驗結(jié)構(gòu)示意圖值對應(yīng)的負載阻抗，但仍可判斷能量傳遞效率比較大值對應(yīng)的負載阻抗應(yīng)該在2.45~2.74n.對于脈沖功率源來說單脈沖輸出的峰值功率是一個重要的技術(shù)指標，在不考慮任何損耗的理想情況下其理論值可由（4）式給出。由表1實驗數(shù)據(jù)可知，作用于負載上的脈沖峰值功率效率隨著負載阻抗的增加同樣先增大而后減小，呈現(xiàn)出拋物線的分布，但是其變化量很小不到2%.綜上所述，增大負載阻抗可以有效地提高負載上獲得的電壓效率，但在一定程度上將會降低負載上獲得的能量傳遞效率與峰值功率效率。負載阻抗相對于匹配時增大36%，此時電壓傳遞效率將增大15%，能量傳遞效率與峰值功率效率則分別降低了3.5%，0.3%.模擬仿真值均比實驗中獲得的數(shù)據(jù)值高，分析其主要原因可能在于：（1）模擬中沒有考慮開關(guān)導(dǎo)通時內(nèi)阻，實際上開關(guān)導(dǎo)通時內(nèi)阻對傳遞效率影響明顯；（2）導(dǎo)線高頻電阻的影響。

　　表1不同負載阻值條件下測量值4結(jié)論通過增大負載阻值，使負載處于高失配狀態(tài)可在負載上獲得更高的電壓輸出。本文以Blumlein型脈沖形成線為理想模型，討論了負載阻值對LTD電壓傳遞效率、能量傳遞效率以及峰值功率的影響。在此基礎(chǔ)上利用Pspice軟件，仿真模擬了負載阻抗對Blumlein型脈沖形成網(wǎng)絡(luò)通過LTD單元放電時效率的影響。實驗研宄結(jié)果表明：能量傳遞效率、峰值功率效率隨著電壓的增大呈拋物線分布，且當(dāng)負載阻值基本與Blumlein型脈沖形成網(wǎng)絡(luò)的阻抗2.n相匹配時，可獲得比較大的能量傳遞效率、峰值功率效率，此時電壓傳遞效率為