传输线型变压器工作原理

　　传输线型变压器如何工作

　　本文进行的理论分析是根据传输线参数为精确分布即传输线法进行的。与传统变压器不同，n∶1的TLT变压器的匝比n和特性(即电压、电流和负载变换等)完全受传输线段互连的影响，而与器件中的磁性材料无关。故在分析TLT特性时，有意识地省略了器件中存在磁性材料的因素。在TLT中的磁性材料所起的作用仅仅使传输线段中流动的净电流量达到最小，磁性材料在器件并不起功率传输的作用。这将在后面进行讨论。

　　我们以最合适进入理论分析的最基本的TLT电路是2∶1压比的变压器开始阐述。这种变压器由两根在输入端和输出端分别以串联和并联连接的传输线段组成，见图1所示。当外加电压Vin被均匀地分布在两根具有相同的特性阻抗Zo线段时，即会出现电压变换。而且，作为理想的传输线传播信号，就意味着在传输线段内必定流动着大小相等方向相反的电流Iin(即净电流为零)。为此，结果是通过负载RL的电流为2iin，并占了全部的输入功率。在后面的分析结论中可以看到，传输线段必须保持短的电尺寸(也就是说βl要小，此处的β=2π/λ是传输线段的传播系数，l是电波的长度)，以避免沿传输线的驻波引起电压和电流变换的恶化。或者换种说法，为使变压器正常工作，其输入电压与电流信号当传播到负载时，不应引起明显的相位延迟。

　　当把图1的电路改变布局变为图2所示的单线段布置时，将会得到一种从设计到制造更为有利的结果，并且其同样符合2∶1变压器的分析结论。这种布置的修改在考虑了电路末端特性的情况下是容许的。根据所修改的电路，很容易证明输出端的电压和电流仍然是Vin/2和2iin。

　　在下面的分析中我们会发现，修改后的TLT电路(图2)出现的小βl值比图1电路的βl值存在更好的性能。图3所示的电路结构是n∶1 TLT电压变压器的一般形式，可以用于后面介绍的TLT样品的设计。