技术领域
[0001] 本
发明涉及电
力电子设备技术领域，具体来说，是涉及一种高阻抗
自耦变压器。
背景技术
[0002]
气体放电灯是通过气体放电将
电能转换为光的一种电
光源，是由气体、金属
蒸汽或几种气体与金属蒸汽的混合放电而发光的灯。气体放电灯用途极为广泛，在工业、农业、医疗卫生和科学研究等领域都有广泛的用途，除作为照明光源之外，气体放电灯在摄影、放映、晒图、照相复制、
光刻工艺、化学合成、塑料及
橡胶老化、
荧光显微镜、光学示波器、荧光分析、紫外探伤、杀菌消毒、医疗、
生物栽培、固体激光等方面都有广泛应用。
[0003] 随着新技术的发展，气体放电灯的应用领域也在进一步拓展。例如在一种
水处理设备中，应用了一种气体放电灯，其启动
电压高于工业配电系统中常用的电压，所以需要一种升压装置。现有的解决办法是采用
镇流器来实现升压，但是镇流器的
输出电压是不稳定的，不利于延长
灯管的使用寿命。此外，这类气体放电灯的灯管造价都比较高，采用现有的镇流器装置来实现对启动电压的升压，不利于延长灯管的使用寿命，进而因此会产生更高的经济耗损。
[0004] 此外，不同于常用的气体放电灯的工作电压都是低于工业配电系统中的
电源电压(也即是：工作电压都是低于400V的)，对于大多数常见的气体放电灯，小功率的灯管工作电压只有几十伏，大功率的有100～200V。而这款应用在水处理设备中的气体放电灯在启动后进入持续发光时的工作电压在600V左右，高于电源电压。
[0005] 因此，针对于气体放电灯启动电压高、持续发光后的灯管两端的工作电压大、工作
电流大的特点，有必要开发出一种适用的变压器。
发明内容
[0006] 本发明的目的是为了适应新的应用需要，克服现有设备中的不足之处，提供一种高阻抗自耦变压器，能够满足启动电压高、持续发光后的灯管两端的工作电压大的气体放电灯的供电要求，实现输出电压初始值高且稳定，并且输出电压又可以随着负载电流的增大而下降的功能，且具有体积小、重量轻、结构简单、造价低的优点。
[0007] 本发明的目的是这样实现的：
[0008] 一种高阻抗自耦变压器，包括：一个上
铁轭、一个下铁轭、两个主铁芯柱和一个副铁芯柱。
[0009] 所述两个主铁芯柱设置在上铁轭和下铁轭之间，每个主铁芯柱上分别绕有一个线圈，以其中一个主铁芯柱为第一主铁芯柱、另一个主铁芯柱为第二主铁芯柱，所述第一主铁芯柱上的线圈连接至电源，所述第二主铁芯柱上的线圈与第一主铁芯柱的线圈
串联后连接至负载。所述两个主铁芯柱上以及所述两个主铁芯柱与上、下铁轭的连接处均不设置气隙。
[0010] 所述副铁芯柱设置在所述上铁轭和下铁轭的侧边且连接上、下铁轭，或所述副铁芯柱设置在所述上铁轭和下铁轭之间且连接上、下铁轭。所述副铁芯柱上不绕线圈，所述副铁芯柱与上铁轭、下铁轭的连接处均设有气隙。
[0011] 当第一铁芯柱上的线圈内通有激磁电流时，产生磁通并形成主磁通回路和副磁通回路，磁通经过第一主铁芯柱-上铁轭-第二主铁芯柱-下铁轭-第一主铁芯柱形成主磁通回路，磁通经过第一主铁芯柱-上铁轭-副铁芯柱-下铁轭-第一主铁芯柱形成副磁通回路。由于副铁芯柱与上、下铁轭之间的连接处设有气隙，所以副磁通回路的磁阻比主磁通回路的磁阻大。
[0012] 在气体放电灯未接入电源时，变压器处于空载状态，其输出电压接近于空载电压，此时变压器的输出电压较高。这样一来，当气体放电灯接入电源刚启动时，此时变压器可以提供一个初始值高且稳定的启始电压，既满足气体放电灯刚启动时要求输入电压高的工作特点，又不会出现过电压而损坏灯管或影响灯管的使用寿命。启动完成并持续发光后，由于灯管内的阻抗小，两端的工作电压低，使得通过灯管的电流会增大。此时，副铁芯柱提供了一个分流的磁通回路，当负载电流(也就是通过灯管中的电流)增大时，输入电流也相应增大；同时，增大的输入电流又因副铁芯柱回路的存在而在输入
电路中产生了电压降，类似于在输入电路中串联了一个分压电抗器，输入电流越大，电抗器上所分得的电压超高，也相当于降低了输入电压，使第二个铁芯柱上线圈的感应电压也变低；这样，变压器总的输出电压也变低，以适应气体放电灯的工作要求。
[0013] 本发明所提出的采用上述技术方案的高阻抗自耦变压器，与
现有技术相比，结构更简单，因此也体积更小、重量更轻，且造价低，却能够实现输出电压初始值高且稳定，并且输出电压又可以随着负载电流的增大而下降的功能，满足工作电压高于电源电压的这类气体放电灯的供电要求，从而保证气体放电灯的稳定启动和后续工作。且本发明具有体积小、重量轻、结构简单、造价低的优点。
附图说明
[0014] 通过以下本发明的
实施例并结合附图的描述，示出本发明的其它优点和特征，该实施例以实例的形式给出，但并不限于此，其中：
[0015] 图1为本发明高阻抗自耦变压器的第一实施例的结构示意图。
[0016] 图2为图1中所示实施例的俯视图(结构示意)。
[0017] 图3为图1中所示实施例的磁通回路示意图。
[0018] 图4为本发明高阻抗自耦变压器的第二实施例的结构示意图。
[0019] 图5为图4中所示实施例的俯视图(结构示意)。
[0020] 图6为图4中所示实施例的磁通回路示意图。
具体实施方式
[0021] 如图1-2所示的高阻抗自耦变压器，包括：上铁轭1、下铁轭3、第一主铁芯柱21、第二主铁芯柱22和副铁芯柱23。如图中从左至右，依次为副铁芯柱23、第一主铁芯柱21、第二主铁芯柱22，副铁芯柱23设置在上铁轭1和下铁轭3的侧边且连接上、下铁轭，第一主铁芯柱21、第二主铁芯柱22均设置在上铁轭1和下铁轭3之间。
[0022] 第一主铁芯柱21和第二主铁芯柱22上分别绕有一个线圈4，第一主铁芯柱21上的线圈4接输入端连接至电源，第二主铁芯柱22上的线圈4与第一主铁芯柱21的线圈4串联后接输出端连接至负载。副铁芯柱23上不绕置线圈，并且副铁芯柱23与上铁轭1的连接处、副铁芯柱23与下铁轭3的连接处均设有气隙5。
[0023] 结合图3所示，当线圈4内通有激磁电流时，将产生磁通。磁通经过第一主铁芯柱21——上铁轭1——第二主铁芯柱22——下铁轭3——第一主铁芯柱21形成主磁通回路；磁通经过第一主铁芯柱21——上铁轭1——副铁芯柱23——下铁轭3——第一主铁芯柱21形成副磁通回路。
[0024] 上述实施例是本发明的一个较优实施例。其中的各铁芯柱之间的
位置是可以调整的。如图4-5所示的另一实施例中，高阻抗自耦变压器包括：上铁轭1、下铁轭3、第一主铁芯柱21、第二主铁芯柱22和副铁芯柱23。如图中从左至右，依次为第一主铁芯柱21、副铁芯柱23、第二主铁芯柱22。本实施例中，第一主铁芯柱21、第二主铁芯柱22和副铁芯柱23均设置在上铁轭1和下铁轭3之间。每个主铁芯柱上分别绕有一个线圈4，第一主铁芯柱21上的线圈
4连接至电源，第二主铁芯柱22上的线圈4与第一主铁芯柱21的线圈4串联后连接至负载。副铁芯柱23上不绕置线圈，并且副铁芯柱23与上铁轭1的连接处、副铁芯柱23与下铁轭3的连接处均设有气隙5。
[0025] 结合图6所示，当线圈4内通有激磁电流时，将产生磁通。磁通经过第一主铁芯柱21——上铁轭1——第二主铁芯柱22——下铁轭3——第一主铁芯柱21形成主磁通回路；磁通经过第一主铁芯柱21——上铁轭1——副铁芯柱23——下铁轭3——第一主铁芯柱21形成副磁通回路。
[0026] 虽然本发明已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本发明的范围只局限于上述的结构，只要
本技术领域的技术人员在阅读上述的说明后可很容易地发展出的等效替代结构，在不脱离本发明之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本发明
专利范围之内。
