2. Импульсные трансформаторы
В электронных устройствах для согласования полных сопротивлений, изменения знака и амплитуды импульсов, а также для размножения импульсов применяют импульсные трансформаторы. Одно из основных требований, предъявляемых к импульсным трансформаторам, – минимальное искажение формы трансформируемых импульсов.
Для выяснения принципиальной возможности преобразования кратковременных однополярных импульсов рассмотрим идеальный трансформатор (без потерь и паразитных емкостей), работающий без нагрузки. Пусть на вход этого трансформатора подаются однополярные импульсы прямоугольной формы продолжительностью tи с периодом Т. Первичный контур трансформатора с активным сопротивлением r1 обладает некоторой постоянной времени זּ = L1 / r1, обусловленной индуктивностью этого контура L1.
Рассмотрим случай, когда постоянная времени первичного контура намного меньше продолжительности импульса, т. е. זּ << tи. При этом график первичного тока i1 = ƒ(t) имеет вид кривой, отличающейся от прямоугольника, а кривая вторичного напряжения u2 = ƒ(t) значительно искажена: в интервале времени 1–2 напряжение u2 = 0, так как при i1=const ЭДС e2 = M (di / dt) = 0, где M – взаимная индуктивность обмоток. Следовательно, при זּ << tи трансформирование импульсов сопровождается их значительным искажением.
Рассмотрим случай, когда постоянная времени намного больше продолжительности импульса, т. е. זּ >> tи. Этот случай более реален, так как продолжительность импульсов обычно не превышает 10-4 с. Теперь, когда импульс напряжения u1 прекращается еще до окончания переходного процесса в первичной цепи, импульсы напряжения u2 на выходе трансформатора не имеют значительных искажений. Возникающая отрицательная часть импульса u2 легко устраняется включением полупроводникового диода во вторичную цепь трансформатора.
Для уменьшения паразитных емкостей и индуктивности рассеяния обмоток последние делают с небольшим числом витков. При этом малая продолжительность трансформируемых импульсов позволяет выполнять обмотки импульсных трансформаторов проводом уменьшенного поперечного сечения, не вызывая недопустимых перегревов. Это способствует уменьшению габаритных размеров и массы импульсных трансформаторов.