負(fù)載阻抗對(duì)直線變壓器驅(qū)動(dòng)源傳遞效率的影響~王慶峰，劉慶想，張政權(quán)，徐遠(yuǎn)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(fù)載放電時(shí)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?；谠O(shè)計(jì)加工的LTD單元模塊，高頻直流電源通過硅堆對(duì)脈沖形成網(wǎng)絡(luò)充電至工作電壓時(shí)，發(fā)出一個(gè)信號(hào)給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)接收到信號(hào)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(jìn)口的可重復(fù)運(yùn)行的高功率閘流管。脈沖形成網(wǎng)絡(luò)的充電電壓、負(fù)載兩端的脈沖電壓采用泰克公司生產(chǎn)的P6015A高壓探頭測(cè)量；電流通過串接在水電阻后面的電阻環(huán)測(cè)量，電阻環(huán)使用30個(gè)功率為5W，阻值為1n的金屬碳膜電阻并聯(lián)而成。負(fù)載采用硫酸銅溶液調(diào)制的水電阻負(fù)載，通過改變?nèi)芤簼舛?，我們選取了4組負(fù)載阻值，分別為2.30，2.45，2.74，在實(shí)驗(yàn)過程中為了減小誤差，每一個(gè)負(fù)載阻值條件下，都做了5次實(shí)驗(yàn)，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(fù)載阻值的增大在逐漸增加，當(dāng)負(fù)載阻值為3.n時(shí)電壓傳遞效率達(dá)到了99%，而流經(jīng)負(fù)載的電流則隨著負(fù)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(chǔ)的能量可由CU2/2給出，其中電容值約為146nF.負(fù)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(dòng)給出，由表中數(shù)據(jù)可知主脈沖能量效率隨著負(fù)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(shí)驗(yàn)中我們沒有進(jìn)行更為細(xì)致的調(diào)節(jié)水電阻負(fù)載的阻值，尋找能量傳遞效率比較大試驗(yàn)結(jié)構(gòu)示意圖值對(duì)應(yīng)的負(fù)載阻抗，但仍可判斷能量傳遞效率比較大值對(duì)應(yīng)的負(fù)載阻抗應(yīng)該在2.45~2.74n.對(duì)于脈沖功率源來說單脈沖輸出的峰值功率是一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)，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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，作用于負(fù)載上的脈沖峰值功率效率隨著負(fù)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(fù)載阻抗可以有效地提高負(fù)載上獲得的電壓效率，但在一定程度上將會(huì)降低負(fù)載上獲得的能量傳遞效率與峰值功率效率。負(fù)載阻抗相對(duì)于匹配時(shí)增大36%，此時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)內(nèi)阻，實(shí)際上開關(guān)導(dǎo)通時(shí)內(nèi)阻對(duì)傳遞效率影響明顯；（2）導(dǎo)線高頻電阻的影響。

　　表1不同負(fù)載阻值條件下測(cè)量值4結(jié)論通過增大負(fù)載阻值，使負(fù)載處于高失配狀態(tài)可在負(fù)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(fù)載阻值對(duì)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(fù)載阻抗對(duì)Blumlein型脈沖形成網(wǎng)絡(luò)通過LTD單元放電時(shí)效率的影響。實(shí)驗(yàn)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(fù)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(shí)，可獲得比較大的能量傳遞效率、峰值功率效率，此時(shí)電壓傳遞效率為