传输线脉冲变压器次级线电感的优化设计。
现代脉冲功率技术正在向高功率、紧凑化方向发展[1]。与采用体积较大的Marx发生器作为初级能源[2-3]相比，脉冲变压器显然更能适应这样的发展要求。通常使用的脉冲变压器有2种：传统的磁通耦合脉冲变压器‘21和传输线脉冲变压器(TLT)。传统脉冲变压器由于耦合系数不高，线圈之间存在较严重的漏电感，适用的脉冲频率较低。相比之下，漏电感、匝间电容等因素对TLT输出脉冲的影响相对较小，因此，在减小脉冲上升时间，减缓脉冲平顶降落等方面。TLT具有优势，这种优势在高频输入情况下，表现尤为突出。故TLT在现代脉冲功率系统中有着广阔的应用前景。近年来，对TLT的研究逐渐升温，国内外许多研究人员正在积极探索这项技术‘}71，提出了多种颇具特色的TLT电路拓扑结构，比较有代表性的是牛津大学Graneau等人提出的级间有耦合结构陪93和法国Pecastaing等人提出的每级传输线上套不同类型磁环结构u引，但他们都没有对这些结构中各电感参数的选择优化进行讨论。本文建立了TLT的一般电路模型，分析并讨论了2种典型的TLT结构，推导出一般情况下输出脉冲电压幅值的计算公式，在此基础上优化了各次级线电感大小的设计。
TLT电路模型
传输线变压器电路一般采用输入端并联、输出端串联的结构。图1是二级TLT的基本电路结构图，图中zG是输入脉冲源的内阻，为避免电压波的反射，ZG应尽量与TLT输入端阻抗匹配；输出端负载阻值为2Zo，与TLT输出端阻抗匹配。输出端与输入端的阻抗比为4，电压的变比为2。但图1所示的电路结构内部存在一些短路路径，见图1中虚线所标识出的2条路径。当电压波经过一个传输线延时后，到达传输线的输出端，沿着短路路径有一个反射波沿虚线箭头方向传输，最终叠加至输出脉冲，引起脉冲平顶下降。这些短路路径构成了影响脉冲传输的次级传输线，简称次级线。显然，次级线是在传输线导体与地之间形成的。