基于TLT的高頻高壓脈沖源研制

由圖4分析可知，若已知Z'／Z0=jx，則當(dāng)x取9時(shí)，即次級(jí)線阻抗為傳輸線特性阻抗的9倍時(shí)，輸出增益可達(dá)到理想狀態(tài)下的95％，而不必要繼續(xù)像傳統(tǒng)理論上所說的要將次級(jí)線阻抗做得很大去獲得理論增益值，因?yàn)楹艽蟮拇渭?jí)線阻抗在工程上是非常難實(shí)現(xiàn)的。

3 四階TLT的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
圖5為4階TLT的電路結(jié)構(gòu)示意圖：

根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖我們制作了3組繞有磁環(huán)的線(line2，line3，line4)和一組無磁環(huán)的線(line1)按圖5中方式連接。考慮到我們是在高頻高壓下工作并期望取得相對(duì)好的電壓增益，所以先要進(jìn)行以下相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材的選擇與相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)計(jì)。
3．1 器材選擇
(1)高壓線的選擇?？紤]到耐高壓要求，我們選用FF46-V 40kV 1mm2的鐵氟龍(Teflon)高壓線。
(2)高頻磁芯的選擇?？紤]到在400kHz高頻下工作，我們選用DMEGC公司生產(chǎn)的型號(hào)為H160x113x25PDN85H的鎳鋅鐵氧體磁芯。之所以選擇該磁芯是因?yàn)殒囦\材質(zhì)的高頻特性好，在高重頻下工作時(shí)損耗較小。
3．2 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)
(1)Z0的計(jì)算。根據(jù)平行雙導(dǎo)線特性

將εr=2．1，D=5．0mm，2a=1．0mm代入上式進(jìn)行計(jì)算得Z0=189．83Ω。
(2)Z’的計(jì)算。由前面公式的推導(dǎo)，四階理想增益為4，達(dá)到理想增益值的95％時(shí)需要的z’為Z’=9，Z0=1．708kΩ。
現(xiàn)按脈沖頻率為400kHz，上述Z’所滿足的要求來設(shè)計(jì)電感。則由Z’=2πfL=1．708 kΩ得L=679μH。
下表為利用LCR測(cè)試儀測(cè)得的各階傳輸線在不同f(頻率，kHz)下的L(電感，μH)值。

實(shí)際L值比理論計(jì)算值稍微偏小點(diǎn)，是由于考慮到線太長(zhǎng)時(shí)，TLT上對(duì)地分布電容很大，對(duì)電路上的電流及脈沖波形有嚴(yán)重影響，所以我們選擇了短線，長(zhǎng)度為3．5m的線雙絞后再繞成電感。