充電電感(充電變壓器)
獨立式高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)的充電儲能回路中有一個充電電感(L),見圖2-11-2;機載式高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)的充電儲能回路中有一個充電變壓器(T1),見圖2-11-13。充電電感和充電變壓器都是相應(yīng)高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之一,現(xiàn)分述如下。
(一)充電電感(charging inductance)
根據(jù)工作原理的描述可知,獨立式高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)中的充電電感(L)有兩個作用:首先是在PFN充電儲能時的限流作用。因為PFN放電之后,一旦閘流管關(guān)斷截至,高達10幾千伏(kV)至20幾千伏(kV)的直流高壓電源就開始向PFN充電。因為PFN上的串聯(lián)電感線圈和脈沖變壓器繞組線圈的電感量都比較小,PFN并聯(lián)電容器的電容量又比較大,整個充電回路相當(dāng)于一個“容性負載”,而電容器的電壓不能突變,如果不增加充電電感(L)的話,瞬間充電電流會非常大,既對直流高壓電源形成沖擊,也會對PFN形成大電流沖擊。同時,通過脈沖變壓器的升壓作用,會在磁控管或速調(diào)管的陰極上產(chǎn)生非常大的正向脈沖沖擊電壓。在充電與放電高速交替變換的高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)中,必然會造成非常嚴(yán)重的器件損壞。而加了串聯(lián)充電電感(L)之后,只要電感量足夠大,就可以有效遏制充電回路的瞬間沖擊電流,讓PFN的充電過程變得比較平緩。當(dāng)然,充電電感(L)的電感量也不能太大,否則,如果充電過于緩慢,高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)也不能正常工作;充電電感(L)的第二個作用,是閘流管導(dǎo)通時直流高壓電源的臨時隔離負載,其實這也是一種限流功能。因為閘流管導(dǎo)通之后,如果沒有充電電感(L),高達10千伏(kV)以上的直流高壓電源相當(dāng)于短路,這是絕對不能允許的!有了充電電感(L)之后,由于電感電壓不能突變,在閘流管導(dǎo)通的瞬間,直流高壓電源相當(dāng)于開路,可以有效保護直流高壓電源。由于閘流管的截至與導(dǎo)通轉(zhuǎn)換速度非常快(幾百赫茲),所以,在正常情況下,一個電感量比較大的充電電感就足以隔離直流高壓電源在系統(tǒng)放電脈沖時的漏電流。以上足以說明,充電電感(L)也是獨立式高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之一。
(二)充電變壓器(charging transformer)
機載式高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)中的充電變壓器(T1)也有兩個作用,但與充電電感不同,充電變壓器(T1)的作用一是升壓,二是隔離。在獨立式高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)中,充電電源是先升壓后整流,充電電感是直接連接在高達10幾千伏(kV)以上的直流高壓電源上;而在機載式高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)中,充電電源是先整流后升壓,因此,充電變壓器的作用首先是升壓。雖然在一般意義上來講,電感性變壓器具有“隔直流”作用,但作為高速開關(guān)的直流電源來講,其脈沖過渡過程也相當(dāng)于交流效果,因此可以用充電變壓器進行脈沖升壓,在充電變壓器的副邊繞組上也可以產(chǎn)生向PFN充電用的10千伏(kV)以上的直流脈沖高電壓。充電變壓器(T1)的第二個作用是電源隔離,當(dāng)對PFN充電結(jié)束之后,充電變壓器的充電電流就降為零,也就隔斷了直流電源與PFN之間的聯(lián)系,因此,當(dāng)閘流管由截至變?yōu)閷?dǎo)通,系統(tǒng)進入PFN放電脈沖形成環(huán)節(jié)時,不會對充電電源造成任何影響,當(dāng)然也就不會產(chǎn)生充電電源的漏電流現(xiàn)象,即便閘流管不能及時關(guān)斷也沒關(guān)系,因此也不需要像獨立式高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)中那樣的高壓電源超載保護電路。
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