变压器初次级线圈电感估算

对具有不闭合磁芯的Tesla变压器磁路进行了研究，计算了Tesla变压器磁路中磁力线分布以及各处磁感应强度分布，结果表明：在磁芯所在位置，磁力线主要集中在磁芯内部；在内外筒磁芯之间，磁力线主要分布在初次级线圈以外磁芯两端之间的空隙中。实际的Tesla变压器漏磁较小，分析了在没有漏磁的理想情况下Tesla变压器不闭合磁芯对初、次级线圈电感的影响，并给出了初、次级线圈电感的估算公式，利用估计公式得出的结果与实际测量对比，误差范围在15以内，该公式在Tesla变压器设计和参数估算时不失为一种简便易行的处理方法。

Tesla变压器是一种双谐振脉冲变压器，由N．Tesla于1891年首次提出。把Tesla变压器与脉冲形成线结合起来的想法是由俄罗斯科学院G．A．Mesyats院士和他的同事们[2]提出来的。采用Tesla变压器构造技术，结构紧凑，体积和质量较小，能量传输效率高，并能够实现大变比升压，可以降低初级回路工作电压，使初级回路控制相对比较容易，但其结构复杂，技术难度大[3]。在Tesla变压器的设计中，初、次级线圈电感等是很重要的参数，文献[7]对空芯Tesla变压器的初、次级线圈电感等参数进行了计算，但对不闭合磁芯的Tesla变压器的初、次级线圈电感研究较少。本文研究了Tesla变压器磁路中磁力线分布以及各处磁感应强度分布，分析了在理想情况下Tesla变压器不闭合磁芯对初、次级线圈电感的影响，并给出了初、次级线圈电感的估算公式。

磁路分析

磁路概念的建立是基于磁性(铁磁)材料的磁导率远远大于非铁磁材料的磁导率，也就是说，由磁导率大的导磁体构成磁路的路径，则磁通主要在这种路径——磁路中通过。电路中导电材料的电导率一般是周围绝缘材料的电导率的1O倍以上，而磁路中导磁材料的磁导率一般是周围非导磁材料的磁导率的10～1O倍，二者相差较大。因此，在实际的磁路中漏磁现象比漏电现象要显著得多。漏磁通的计算比较困难，在大多数情况下忽略漏磁通。

由于高压绝缘和结构要求，将Tesla变压器的初级线圈、次级线圈置于脉冲形成线内部，次级线圈一般为锥形结构，两端分别与脉冲形成线内外筒相连，Tesla变压器采用的是不闭合磁芯，是两个不同半径的圆筒状磁芯，同轴安装在形成线的内外筒导体上，如图1所示。

由于磁芯磁导率远大于空气间隙的磁导率，近似认为Tesla变压器磁路主要由内外筒磁芯(轴向磁路)和磁芯两端之间的环状气隙(径向磁路)构成，如图2所示。

在忽略杂散磁通量、涡流、磁场沿磁导体截面的不均匀性以及磁芯边沿效应的情况下，整个磁路各个截面上(磁芯内部和间隙中)的磁通量基本相等，这样，可以假设磁芯间隙中相同半径、不同轴向位置处磁场强度值基本相等(如图2所示)。

R1,R2,RP1,RP3,门1.门2组成电池电压检测电路，其中，RP1调节电池放电终止电压，RP2调节电池充电终止电压。LED1(绿色)，LED2(红色)分别作充电终止指示和电终止指示。晶体管VT和

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