[实用新型]双极性电压输出脉冲变压器以及系统

说明书

本实用新型公开一种双极性电压输出脉冲变压器以及系统，该双极性电压输出脉冲变压器包括外壳体、内壳体、初级线圈以及次级线圈，外壳体、内壳体的内部均形成有空腔，内壳体、初级线圈以及次级线圈设置在外壳体的内部，次级线圈包括正电压输出次级线圈以及负电压输出次级线圈，分别绕设在内壳体的外表面上，外壳体上还设置有正电压输出端以及负电压输出端，分别对应与正电压输出次级线圈、负电压输出次级线圈连接以输出正、负电压。本实用新型具有结构简单紧凑、成本低、体积重量小且耦合系数与能量效率高等优点。

技术领域

本实用新型涉及脉冲功率设备技术领域，尤其涉及一种双极性电压输出脉冲变压器以及系统。

背景技术

变压器是以法拉第电磁感应定律为基础，能够将一个电路中的电能通过磁场传输到另一个电路中的电磁装置。脉冲变压器则是变压器的一种特殊类型，它所变换的不是持续的电压，而是脉冲电压，充电时间通常在十几μs至几百μs。由于脉冲条件下，变压器的绝缘击穿特性明显好于持续电压下的绝缘特性，因此相比于变化持续电压的常规变压器，脉冲变压器其结构更为紧凑。包括脉冲变压器等的脉冲功率装置已广泛应用在医疗、食品杀菌、高功率微波、高能激光器等各领域。

脉冲变压器是实现对高压脉冲发生器(如Marx发生器)高压脉冲充电的关键器件。高压脉冲发生器的充电方式包括单一极性充电、正负充电两种类型，其中采用单一极性充电的高压脉冲发生器，其装置内高功率开关数量与高压脉冲发生器的级数一致，而采用正负充电的高压脉冲发生器，其装置内高功率开关数量仅为高压脉冲发生器级数的一半，因此正负充电的高压脉冲发生器开关数量可以减少一半，使得高压脉冲发生器的工作可靠性可以显著提高。

针对于正负充电的高压脉冲发生器，目前通常是采用两个分立的升压电源、变压器对高压脉冲发生器内部不同级数电容进行正、负充电，即采用两个独立的脉冲变压器来分别提供正、负电压。但是上述采两个独立的脉冲变压器来分别提供正、负电压的方式，由于同时需要使用两套变压器设备，会增加整个系统的体积重量、实现成本以及结构复杂度，且当应用于高压脉冲输出场合时，由于单台脉冲变压器输出电压幅值较高，相应的变压器内部的最大场强较高，因而脉冲变压器所具有的耦合系数、能量效率并不高，致使对高压脉冲发生器充电时需要较长的充电时间。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、成本低、体积重量小且耦合系数与能量效率高的双极性电压输出脉冲变压器以及系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种双极性电压输出脉冲变压器，包括外壳体、内壳体、初级线圈以及次级线，所述外壳体、内壳体的内部均形成有空腔，所述内壳体、初级线圈、次级线圈设置在所述外壳体的内部，所述次级线圈包括正电压输出次级线圈以及负电压输出次级线圈，分别绕设在所述内壳体的外表面上，所述外壳体上还设置有正电压输出端以及负电压输出端，分别对应与所述正电压输出次级线圈、负电压输出次级线圈连接以输出正、负电压。

进一步的，所述正电压输出次级线圈、负电压输出次级线圈同方向绕设在所述内壳体的外表面上，所述正电压输出次级线圈与所述负电压输出次级线圈的一端还连接形成共地接点。

进一步的，所述内壳体包括用于绕设所述正电压输出次级线圈的第一壳体部分以及用于绕设所述负电压输出次级线圈的第二壳体部分。

进一步的，所述第一壳体部分和/或所述第二壳体部分呈锥形筒状结构，所述锥形筒状结构的直径朝中部方向逐渐增大。

进一步的，所述初级线圈包括两组以上的初级线圈组，每组所述初级线圈组并联连接。

进一步的，各组所述初级线圈组的一端从所述外壳体引出后并联连接以形成输入端，各组所述初级线圈组的另一端在所述外壳体内部与所述次级线圈的共地接点连接。

进一步的，所述外壳体的内表面开设有凹槽，以用于固定设置所述初级线圈。