CN115410804A - 高压变压器 - Google Patents

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CN115410804A CN202211235831.8A CN202211235831A CN115410804A CN 115410804 A CN115410804 A CN 115410804A CN 202211235831 A CN202211235831 A CN 202211235831A CN 115410804 A CN115410804 A CN 115410804A
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詹姆斯·R·普拉格
迪麦西·M·津巴
肯尼斯·E·米勒
约翰·G·卡斯凯德
艾丽亚·斯劳伯道夫
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Abstract

本发明公开一种高压变压器。所述高压变压器包括：变压器铁芯；至少一个初级绕组，其缠绕在变压器铁芯周围一圈或少于一圈；次级绕组，其缠绕在变压器铁芯周围多次；输入端，其与初级绕组电耦合；以及输出端，其与次级绕组电耦合，次级绕组提供大于11200伏特的电压。在一些实施例中，所述高压变压器具有在初级侧上测量的小于30nH的杂散电感，且所述变压器具有在次级侧上测量的小于100pF的杂散电容。

Description

高压变压器
相关申请的交叉引用
本申请是申请日为2016年11月30日，申请号为201680069903.2，发明名称为“高压变压器”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本申请涉及用变压器，特别是高压变压器。
背景技术
存在高压脉冲可以是有用的多种应用。这些应用范围从聚变科学到医疗设备到空间应用到半导体制造，等等。
发明内容
公开一种高压变压器。所述高压变压器包括：变压器铁芯；至少一个初级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围一次或少于一次；次级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次；输入端，其与所述初级绕组电耦合；以及输出端，其与所述次级绕组电耦合，所述次级绕组提供大于1200伏特的电压。在一些实施例中，所述高压变压器具有从初级侧测量的小于30nH的杂散电感，并且所述变压器具有从次级侧测量的小于100pF的杂散电容。
在一些实施例中，所述至少一个初级绕组包括多个导体，其缠绕在所述变压器铁芯周围少于一次。在一些实施例中，所述至少一个次级绕组包括单个导体，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次。
在一些实施例中，所述变压器具有从包括半径、宽度、高度、内径和大于1cm的外径的组中选择的至少一个维度。在一些实施例中，所述变压器铁芯具有环形形状。在一些实施例中，所述变压器铁芯具有圆柱形状。
在一些实施例中，所述次级绕组至少包括：第一组绕组，其在第一位置处缠绕在所述变压器铁芯周围；以及第二组绕组，其在第二位置处缠绕在所述变压器铁芯周围，所述第二位置与所述第二位置分离。在一些实施例中，所述次级绕组的至少一个子集中的每一个比所述次级绕组的子集的相邻绕组之一距所述变压器铁芯间隔开更远。
提及这些说明性实施例不是为了限制或限定本公开，而是为了提供示例以帮助对其进行理解。在具体实施方式中讨论附加实施例，并在此提供进一步的描述。通过查看本说明书或通过实践所提出的一个或多个实施例，可以进一步理解各种实施例中的一个或多个提供的优点。
附图说明
当参照附图阅读下面的具体实施方式时，更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点。
图1示出根据一些实施例的变压器的电路图。
图2示出根据一些实施例的具有缠绕或部分缠绕在变压器的铁芯周围的单匝初级绕组和多匝次级绕组的变压器的剖面侧视图。
图3示出根据一些实施例的具有缠绕在变压器铁芯周围的单片初级绕组和多匝次级绕组的变压器的剖面侧视图。
图4A是根据一些实施例的具有扩展开的次级绕组的具有环形形状的变压器铁芯的俯视图。
图4B是根据一些实施例的具有三个扩展开的次级绕组的具有环形形状的变压器铁芯的俯视图。
图5A是根据一些实施例的具有环形形状和具有距变压器铁芯依次间隔得更远的各个弯绕的次级绕组的变压器铁芯的俯视图。
图5B是根据一些实施例的具有环形形状和具有距变压器铁芯依次间隔得更远的每一组中的各个弯绕的两组次级绕组的变压器铁芯的俯视图。
图6是根据一些实施例的具有带有次级绕组的相邻匝之间的特定距离和/或次级绕组的匝和铁芯之间的特定距离的次级绕组的具有环形形状的变压器铁芯的俯视图。
图7是根据一些实施例的多变压器铁芯变压器的示意图。
图8示出堆叠在一起的四个变压器铁芯的剖面侧视图，并示出可以如何计算周长和横截面积的示例。
具体实施方式
本发明的一些实施例包括一种高压变压器，所述高压变压器包括：变压器铁芯；至少一个初级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围一次或少于一次；以及次级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次。在一些实施例中，高压变压器可以具有低阻抗和/或低电容。
在一些实施例中，高压变压器可以用于以小于150纳秒或小于50纳秒、或小于5ns的快速上升时间输出大于1000伏特的电压。
在一些实施例中，高压变压器具有在初级侧上测量的小于100nH、50nH、30nH、20nH、10nH、2nH、100pH的杂散电感，和/或变压器具有在次级侧上测量的小于100pF、30pF、10pF、1pF的杂散电容。
图1示出根据一些实施例的变压器100的电路图。变压器100包括变压器铁芯115周围的单匝初级绕组和多匝次级绕组。例如，单匝初级绕组可以包括缠绕在变压器铁芯115周围一次或更少次的一条或多条引线。例如，单匝初级绕组可以包括大于10、20、50、100、250、1200等个的各个单匝初级绕组。
例如，多匝次级绕组可以包括缠绕在变压器铁芯115周围多次的单条引线。例如，多匝次级绕组可以在变压器铁芯周围缠绕多于2、10、25、50、100、250、500等次。在一些实施例中，多个多匝次级绕组可以缠绕在变压器铁芯周围。
变压器100的电路图包括可以是变压器100中固有的各种可能的电感、电容和/或电阻值。
在一些实施例中，变压器可以在变压器的输出端处产生具有快速上升时间(例如小于100、10、1等纳秒的上升时间)的电压Vout。
变压器100的杂散电感Ls可以包括变压器的初级侧105和/或次级侧110上的电感。杂散电感Ls可以包括来自变压器100的若干个部件和/或源的电感。因此，例如，杂散电感Ls可以代表变压器100的等效或有效杂散电感。例如，杂散电感Ls可以是变压器100的等效或有效电感。
虽然在变压器100的初级侧上示出杂散电感Ls的表示，但也可以在初级侧105或次级侧110上表示杂散电感Ls，其中，初级侧105上杂散电感的值与次级侧110上杂散电感Ls的值不同达近似变压器初级与次级匝数比的平方和/或变压器电压升压比的平方。
例如，可以通过跨过变压器输入端Vin连接电感计来测量初级侧上测量或看到的杂散电感Ls，其中，变压器100与其它部件断开，并且其中，变压器输出端Vout短路。例如，可以通过跨过输出端Vout连接电感计来测量次级侧上测量或看到的杂散电感Ls，其中，变压器100与其它部件断开，并且其中，变压器输入端Vin短路。
例如，杂散电感Ls可以小于1nH(Ls＜1nH)。再例如，杂散电感Ls可以小于10nH(Ls＜10nH)、100nH(Ls＜100nH)等。杂散电感Ls可以是变压器100的初级侧105上和/或变压器输入端Vin处测量的(或从变压器100的初级侧105和/或在变压器输入端Vin处测量的)变压器100的电感。
铁芯的电阻Rs代表变压器铁芯115的电阻。铁芯的电阻Rs可以包括损失于变压器铁芯115中的发热的能量等。
初级磁化电感LM代表变压器100的初级磁化电感。例如，初级磁化电感LM可以小于1mH(LM＜1mH)。再例如，磁化电感可以小于100μH(LM<100μH)，1μH(LM<1μH)等。
杂散电容Cs可以包括初级绕组与次级绕组之间的电容耦合、和/或次级绕组与地之间的电容耦合、和/或次级绕组与铁芯或其某部分之间的电容耦合、和/或次级绕组的一部分与次级绕组的另一部分之间的电容耦合、和/或次级绕组的某部分与初级绕组的某部分之间的电容耦合、和/或次级绕组的某部分与结合变压器使用的其它部件和元件(例如，可以安装变压器的印刷电路板)的某部分之间的电容耦合。
杂散电容Cs可以包括来自变压器100的多个部件和/或源的电容。因此，例如，杂散电容Cs可以表示变压器100的等效或有效杂散电容。例如，杂散电容Cs可以是变压器100的等效或有效电容。
虽然在变压器100的次级侧110上示出杂散电容Cs的表示，但也可以在初级侧105或次级侧110上表示杂散电容Cs，其中，初级侧105上的杂散电容Cs的值与次级侧110上的杂散电容Cs的值不同达近似变压器的初级与次级匝数比的平方和/或变压器电压升压比的平方。
例如，可以通过跨过变压器输出端Vout连接电容计来测量在次级侧110上测量或看到的杂散电容Cs，其中，变压器与其他部件断开，其中，次级绕组在其开始、中间或者结尾附近沿其长度在某处电开路，并且其中，变压器输入端Vin开路。例如，可以通过跨过变压器输入端Vin连接电容计来测量在初级侧105上测量或看到的杂散电容Cs，其中，初级绕组在其开始、中间或者结尾附近沿其长度在某处电开路，并且其中，变压器与其他部件断开，并且其中，变压器输出端Vout开路。
例如，电开路初级绕组或次级绕组可以意味着在沿着绕组的长度的某处设置小的中断(例如0.1毫米的分离度)，使得绕组输入端不再与绕组输出端电连接。例如，可以这样做，从而允许标准电容计正确地工作，而不会被连续绕组短路。
例如，杂散电容Cs可以小于1pF(CS＜1pF)。再例如，杂散电容Cs可以小于10pF(Cs＜10pF)、100pF(Cs＜100pF)等。杂散电容Cs可以是变压器100的次级侧110上测量(或从变压器100的次级侧110和/或在变压器输出端Vout处测量)的变压器100的电容。
在一些实施例中，输出端Vout的电压可以大于1kV、10kV、100kV等。在一些实施例中，可以用小于600V的输入电压实现这些电压。在其他实施例中，可以用小于800V或小于3600V的输入电压实现这些电压。
变压器铁芯115可以具有任意数量的形状，例如，环形(toroid)、环面(torus)、方形环形、圆柱、方形环形形状、多边环形形状等。变压器芯115也可以具有任意截面形状，例如正方形、多边形或圆形横截面。
在一些实施例中，变压器铁芯115可以包括空气、铁、铁氧体、软铁氧体、MnZn、NiZn、硬铁氧体、粉末、镍铁合金、无定形金属、玻璃态金属或其某种组合。
在一些实施例中，变压器可以包括：一个或多个单匝初级绕组，其缠绕在变压器铁芯周围；以及次级绕组，其缠绕在变压器铁芯周围。在一些实施例中，变压器可以具有小于约100pH、1nH、10nH、100nH等的杂散电感。此低电感可以是变压器的以下特性中的一个或多个的后生物(artifact)：单匝初级绕组、并行缠绕的多个单匝初级绕组、并行缠绕的次级绕组、并行缠绕的多个次级绕组、与印刷电路板集成的变压器、堆叠在彼此上的一个或多个铁芯、与具有小于4毫米或小于1毫米的厚度的印刷电路板耦合的变压器、与具有用于初级绕组和/或次级绕组的多个馈通的印刷电路板耦合的变压器、变压器铁芯上涂敷的聚合物(例如聚酰亚胺)，小的铁芯大小(例如小于约1cm的铁芯维度)、具有短长度的次级绕组、连续初级绕组、次级绕组的各个匝之间的间距变化的次级绕组、次级绕组的各个匝和初级绕组之间的间距变化的次级绕组等。
在一些实施例中，变压器可以包括：单匝初级绕组，其缠绕在变压器铁芯周围；以及次级绕组，其缠绕在变压器铁芯周围。在一些实施例中，变压器可以具有小于约100pF、10pF、1pF等的有效/等效电容Cs。此低电容可以是变压器的以下特性中的一个或多个的后生物：单匝初级绕组的细引线直径(例如小于24AWG引线的直径)、次级绕组的细引线直径(例如小于24AWG引线的直径)、变压器不是封闭的、布置在多个组中的多个次级绕组、用次级绕组和变压器铁芯之间的间距缠绕次级绕组、多个并行铁芯，小的铁芯大小(例如小于约1cm的铁芯维度)、依次间隔的连续的次级绕组、次级绕组的各个匝之间的间距变化的次级绕组、次级绕组的各个匝和初级绕组之间的间距变化的次级绕组等。
在一些实施例中，初级绕组可以包括引线、片、迹线、导电平面等或其任意组合。在一些实施例中，初级绕组可以包括具有从0.1mm上至1cm(例如，0.1mm、0.5mm、1mm、5mm、1cm等)的导体直径的引线。
在一些实施例中，次级绕组可以包括引线、片、迹线、导电平面等或其任意组合。在一些实施例中，次级绕组可以包括具有从0.1mm上至1cm(例如，0.1mm、0.5mm、1mm、5mm、1cm等)的引线。
图2示出根据一些实施例的具有缠卷或部分缠卷在变压器铁芯210周围的单匝初级绕组225和多匝次级绕组220的变压器的剖面侧视图。例如，单匝初级绕组225可以缠卷在变压器铁芯210周围一次或少于一次(例如，单匝)。虽然仅示出一个单匝初级绕组225，但是多个单匝初级绕组可以缠卷或部分缠卷在变压器铁芯210周围。在一些实施例中，单匝初级绕组225可以包括附图所示的缠卷在变压器210周围的引线和电路板上的迹线261的组合。
多匝次级绕组220可以包括缠卷在变压器铁芯周围多于一次的单引线。虽然仅示出多匝次级绕组220的一个匝，但是引线可以缠卷在变压器铁芯210周围任意次数。例如，多匝次级绕组220可以缠卷在变压器铁芯210周围多于3、10、25、50、100、250、500等次。
在一些实施例中，初级绕组225可以布置得靠近铁芯以减少杂散电感。在一些实施例中，全部或部分次级绕组或一些次级绕组可以距铁芯间隔离开某距离，以减少杂散电容。
在一些实施例中，初级绕组225端接于变压器铁芯210的外周上的电路板205上的焊盘240处以及环形形状的变压器铁芯210的中心孔内的焊盘241处。在一些实施例中，焊盘241可以与电路板205的内部或外部层上的导电电路板迹线耦合。可选地或附加地，导电电路板迹线可以包括具有任意形状的导电片和/或导电面。焊盘240和焊盘241将初级绕组与包括例如开关电路和/或其它部件的初级电路电耦合。
如图所示，次级线圈220通过穿过位于环形形状的变压器铁芯210周边处的电路板205中的孔230、环形形状的变压器铁芯210的内孔、电路板205中的孔211而缠卷在变压器芯210周围。次级绕组220的相继绕组可以穿过电路板中的孔230或另一孔231。此外，次级绕组220的相继绕组可以穿过电路板205中的孔211。次级绕组220可以与例如压缩电路、输出部件和/或负载的次级电路耦合。在一些实施例中，单个次级绕组220可以穿过位于变压器铁芯210周边上的多个孔以及孔211缠卷在变压器铁芯210周围多次。
在一些实施例中，变压器铁芯210可以具有小于约0.5cm、1cm、2.5cm、5cm和/或10cm的铁芯维度。在一些实施例中，变压器铁芯210可以具有可以范围从1平方厘米到100平方厘米的横截面面积。在一些实施例中，变压器铁芯210可以具有可以范围从1cm到30cm的铁芯直径。
图3示出根据一些实施例的变压器的剖面侧视图，该变压器具有缠卷在变压器铁芯210周围的单片初级绕组325和多匝次级绕组220。例如，单匝初级绕组可以缠卷在变压器铁芯210周围一次或少于一次(例如，单匝)。
在一些实施例中，单片初级绕组325可以包括缠卷在变压器铁芯的至少一部分周围的导电片。如图3所示，单片初级绕组325缠卷在变压器铁芯的外部、顶部和内部表面周围。电路板205上和/或其内的导电迹线和/或平面可以完成初级匝，并将初级匝连接到其它电路元件。
在一些实施例中，单片初级绕组325可以端接于电路板205上的一个或多个焊盘上。在一些实施例中，单片初级绕组325可以用两条或更多条引线端接。
在一些实施例中，单片初级绕组325可以包括已经涂覆在变压器铁芯210的一个或多个外表面上的导电涂料。在一些实施例中，单片初级绕组325可以包括已经使用沉积技术(例如热喷涂、气相沉积、化学气相沉积、离子束沉积、等离子体和热喷涂沉积)沉积在变压器芯210上的金属层。在一些实施例中，单片初级绕组325可以包括缠卷在变压器芯210周围的导电带材料。在一些实施例中，单片初级绕组325可以包括已经电镀在变压器铁芯210上的导体。
在一些实施例中，绝缘体可以布置在变压器铁芯和单片初级绕组325之间。例如，绝缘体可以包括聚合物、聚酰亚胺、环氧树脂等。
多匝次级绕组220可以包括缠卷在变压器铁芯周围多于一次的引线。虽然仅示出多匝次级绕组220的一个匝，但是引线可以缠卷在变压器铁芯210周围任意次数。可以并行使用一个或多个次级绕组以减少杂散电感。
在一些实施例中，次级绕组可以距铁芯间隔离开某距离以减少杂散电容。下面将讨论一些示例。
如图所示，次级线圈220可以通过穿过位于环形形状的变压器铁芯210的周边处的电路板205的孔230、环形形状的变压器铁芯210的内孔和电路板205中的孔211而缠卷在变压器芯210周围。次级绕组220的相继绕组可以穿过电路板中的孔230或另一孔231。此外，次级绕组220的相继绕组可以穿过电路板205中的孔211。次级绕组220可以与例如压缩电路、输出部件和/或负载的次级电路耦合。在一些实施例中，单个次级绕组220可以穿过位于变压器铁芯210周边上的多个孔以及孔211缠卷在变压器铁芯210周围多次。
变压器可以具有任意形状。图2、3所示的变压器示出为具有矩形截面的环形形状-方形环形形状。也可以使用圆环形形状。变压器铁芯也可以具有圆柱形状，例如，其中，初级绕组和/或次级绕组缠绕在圆柱的部分周围。再例如，变压器铁芯还可以具有多边形状，其具有正方形、多边形或圆形截面，且其具有多边形状内的正方形、圆形或多边形孔。可以使用许多其它铁芯形状。
在各种实施例中使用的变压器铁芯可以具有至少一个大于1cm的维度。例如，所述维度可以包括变压器铁芯孔的内径、变压器铁芯孔的外径、变压器铁芯的高度等。在一些实施例中，变压器铁芯可以具有大于2cm、3cm、5cm、10cm、20cm等的至少一个维度。
图4A是具有扩展开的次级绕组415的具有环形形状的变压器铁芯210的俯视图。在该示例中，次级绕组415在变压器铁芯210上的两个位置中扩展开。每个位置中的绕组电耦合在一起，以确保次级绕组是单弯绕引线。
图4B是具有三个扩展开的次级绕组420的具有环形形状的变压器铁芯210的俯视图。在该示例中，次级绕组420在变压器铁芯210上的三个位置中扩展开。每个位置中的绕组电耦合在一起，以确保次级绕组是单弯绕引线。可以使用任意数量的扩展开的绕组分组，例如一到六组。
图5A是具有环形形状和具有距变压器铁芯依次间隔得更远的各个弯绕的次级绕组515的变压器铁芯210的俯视图。在该示例中，四组次级绕组515比相邻绕组之一距变压器铁芯201逐渐间隔得更远。在一些实施例中，次级绕组515的每一弯绕可比相邻绕组之一以距变压器铁芯间隔开更远。绕组的各个匝间的间距也可以变化。在低压侧上，绕组之间的间距可以很小，但是随着电压增加，绕组之间的间距可以增加，并且或者绕组和铁芯之间的距离可以增加。
图5B是具有环形形状和具有距变压器铁芯依次间隔得更远的每组中的各个弯绕的两组次级绕组515的变压器铁芯210的俯视图。
在一些实施例中，沿着变压器铁芯、在变压器铁芯上、或变压器铁芯周围的不同位置中的次级绕组的分组可以减少或消除变压器中发生的电晕放电的可能性。当电压足够高以在周围气体中形成导电区域时，变压器周围的气体电离可能产生电晕。例如，如图4A、4B、5A和5B所示，通过将次级绕组分离成分组，可以降低铁芯中的电场，从而降低产生电晕的概率。
在一些实施例中，多个变压器铁芯可以堆叠在彼此上。在一些实施例中，每个单独变压器铁芯可以包括一个或多个初级绕组，而次级绕组缠绕在多个变压器铁芯中的两个或更多个周围。
图6是根据一些实施例的具有带有次级绕组的相邻匝之间的特定距离和/或次级绕组的匝和变压器铁芯210之间的特定距离的次级绕组555的具有环形形状的变压器铁芯550的俯视图。虽然示出具有相邻匝之间的特定距离的次级绕组555的六个匝，但是可以以这种方式布置次级绕组555的任意匝数。例如，可以使用具有次级绕组555的两个匝之间的特定距离和/或次级绕组555的两个匝和变压器铁芯210之间的特定距离的次级绕组555的两个匝。在图中，R和r代表次级绕组555的相邻匝和变压器铁芯210之间的最小距离。在一些实施例中，对于给定的次级绕组(例如，r1＝R1，r2＝R2，…rn＝Rn)，这些值可以是恒定的。
A和a代表次级绕组555的各个匝或次级绕组555的匝集合之间的分离度。例如，对于环形铁芯，每一个A可以总是大于相应的a。再例如，A可以等于a。
可以选择R、r、A和a的值，例如，以控制次级绕组555的各个匝和任何其他部件的之间的电场大小。在一些实施例中，可能期望控制次级绕组的匝之间的电场、次级绕组555的匝和铁芯之间的电场、和/或次级绕组匝和初级绕组之间的电场。可以这样做，例如，以控制电晕、杂散电感和/或杂散电容。
可以选择R、r、A和a的值，例如，以控制次级绕组555的各个匝之间的互感耦合和/或它们与其它部件的互感耦合。可以这样做，例如，以控制杂散电感。在一些实施例中，可能期望选择R、r、A和a的值以建立杂散电容与杂散电感之间的特定比率。
例如，可以以“伏特每密耳(V/mil)”为单位来测量电场，其中1密耳是千分之一英寸。随着每个相继次级匝上的电压增加，需要将其保持为更远离变压器铁芯210和初级绕组，以保持V/mil(电场)恒定。在一些实施例中，次级绕组555的每个匝都可以具有距次级绕组的相邻匝的相同分离度，以例如在它们之间保持恒定电场。在一些实施例中，可以增加次级绕组的相邻匝之间的分离度，以匹配距铁芯的分离度，以还控制从匝间互耦产生的杂散电感。在一些实施例中，各个匝距彼此间隔得越远，它们的杂散互耦度就越低。
在一些实施例中，可以增加次级绕组555的一个或多个匝和变压器铁芯210或初级绕组之间的间距，以保持气体中小于约500V/mil、400V/mil、300V/mil、200V/mil、100V/mil、50V/mil、40V/mil、30V/mil、20V/mil、10V/mil、5V/mil或液体(例如，油)中小于约5000V/mil、4000V/mil、3000V/mil、2000V/mil、1000V/mil、500V/mil、400V/mil、300V/mil、200V/mil、100V/mil、50V/mil的电场。
在一些实施例中，Ri≈Ai和/或ri≈ai。在一些实施例中，Ri≈0.1Ai和/或ri≈0.1ai。在一些实施例中，Ri≈0.5Ai和/或ri≈0.5ai。在一些实施例中，Ri≈10Ai和/或ri≈10a。在一些实施例中，Ri≈5Ai和/或ri≈5ai。
图7是根据一些实施例的多变压器铁芯变压器600的示意图。多变压器铁芯变压器600包括四个输入端605-A、605-B、605-C和605-D。每个输入端605可以与至少部分地缠绕在变压器的变压器铁芯620周围的初级绕组615耦合。杂散电感610(例如，联合地或单独地，610A、610B、610C和/或610D)可以发现于初级绕组615之间，和/或杂散电感610可以是初级绕组615的一部分。
次级绕组625可以缠绕在多变压器铁芯变压器600的所有四个变压器铁芯620-A、620-B、620-C和620-D(或两个或多个变压器铁芯)周围。次级绕组625可以包括次级杂散电感630和/或次级杂散电容640。在一些实施例中，次级杂散电容640可以小于1pF、10pF、100pF等。在一些实施例中，次级杂散电感630可以小于10nH、100nH、1000nH等。此外，多变压器铁芯变压器600可以用于向负载635驱动高电压。在一些实施例中，杂散电感610可以小于100nH、10nH、1nH、0.1nH等。
在一些实施例中，多变压器铁芯变压器600的次级绕组625可以包括任意类型的绕组配置，例如，如图4A、4B、5A、5B和/或6所示的绕组配置。在一些实施例中，次级绕组625可以包括任意数量的绕组和/或可以包括具有任意类型的间距的绕组。在一些实施例中，可以考虑任意类型的次级绕组625。可选地或附加地，多变压器铁芯变压器600的初级绕组615可以包括例如引线、片、迹线、导电平面等或其任意组合。
在一些实施例中，一个或多个变压器铁芯620内的杂散电感和/或杂散电容可以通过以下某种组合方式得以降低和/或最小化：使得一个或多个变压器铁芯组合的总周长最小化，和/或关于一个或多个变压器铁芯组合的周长来使得横截面面积最大化。图8示出堆叠在一起的四个变压器铁芯710、711、712、713的剖面侧视图，并示出可以如何计算周长和横截面面积的示例。在该示例中，变压器铁芯堆的横截面的周长可以计算为P＝A+B，并且变压器铁芯堆的横截面面积可以从P＝AB计算出。
在一些实施例中，绝缘部可以放置在次级绕组和初级绕组和/或变压器铁芯的各个部分之间。
在一些实施例中，初级绕组(或绕组)可以具有小于次级绕组导体的直径的直径。
术语“实质”是意为在所指值的5％或20％之内，或制造公差内。
根据本发明的部分实施例，还提供了如下例子。
例子1.一种高压变压器，包括：
变压器铁芯；
至少一个初级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围一次或少于一次；
次级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次；
输入端，其与所述初级绕组电耦合；以及
输出端，其与所述次级绕组电耦合，所述次级绕组提供大于1200伏特的电压。
例子2.根据例子1所述的高压变压器，其中所述初级绕组包括电路板上的引线和迹线。
例子3.根据例子1所述的高压变压器，其中所述高压变压器具有在所述高压变压器的所述初级侧上测量的小于30nH的杂散电感，其中所述初级侧包括所述至少一个初级绕组。
例子4.根据例子1所述的高压变压器，其中所述高压变压器具有在所述高压变压器的所述次级侧上测量的小于100pF的杂散电容，其中所述次级侧包括所述次级绕组。
例子5.根据例子1所述的高压变压器，其中所述至少一个初级绕组包括多个导体，其缠绕在所述变压器铁芯周围小于一次。
例子6.根据例子1所述的高压变压器，其中所述至少一个次级绕组包括单个导体，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次。
例子7.根据例子1所述的高压变压器，其中所述变压器具有从半径、宽度、高度、内径和大于3厘米的外径组成的组中选择的至少一个维度。
例子8.根据例子1所述的高压变压器，其中所述变压器铁芯具有环形形状。
例子9.根据例子1所述的高压变压器，其中所述变压器铁芯具有圆柱形状。
例子10.根据例子1所述的高压变压器，其中所述次级绕组至少包括：第一组绕组，其在第一位置处缠绕在所述变压器铁芯周围；以及第二组绕组，其在第二位置处缠绕在所述变压器铁芯周围，所述第二位置与所述第一位置分离。
例子11.根据例子1所述的高压变压器，其中所述次级绕组的至少一个子集中的每一个比所述次级绕组的子集的相邻绕组之一距所述变压器铁芯间隔开更远。
例子12.根据例子1所述的高压变压器，其中所述次级绕组的第一子集中每一个与所述次级绕组的第二子集间隔开更远。
例子13.根据例子1所述的高压变压器，其中所述变压器具有小于100μH的磁化电感。
例子14.一种高压变压器，包括：
变压器铁芯；
至少一个初级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围一次或少于一次；
次级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次；
输入端，其与所述初级绕组电耦合；以及
输出端，其与所述次级绕组电耦合，所述次级绕组提供大于1200伏特的电压；
其中所述高压变压器具有在初级侧上测量的小于30nH的杂散电感，所述变压器具有在次级侧上测量的小于100pF的杂散电容，其中所述初级侧包括所述至少一个初级绕组，所述次级侧包括所述至少一个次级绕组。
例子15.根据例子1所述的高压变压器，其中所述初级绕组包括电路板上的引线和迹线。
例子16.一种高压变压器，包括：
第一变压器铁芯；
第一初级绕组，其缠绕在所述第一变压器铁芯周围一次或少于一次；
第二变压器铁芯；
第二初级绕组，其缠绕在所述第二变压器铁芯周围一次或少于一次；
次级绕组，其缠绕在所述第一变压器铁芯和所述第二变压器铁芯二者周围多次；
输入端，其与所述初级绕组电耦合；以及
输出端，其与所述次级绕组电耦合，所述次级绕组提供大于1200伏特的电压。
例子17.根据例子16所述的高压变压器，其中所述第一初级绕组包括电路板上的引线和迹线，并且其中所述第二初级绕组包括电路板上的引线和迹线。
例子18.根据例子16所述的高压变压器，进一步包括：
一个或多个附加变压器铁芯；以及
一个或多个附加初级绕组，所述一个或多个附加初级绕组中的每一个缠绕在所述一个或多个附加变压器铁芯中的相应一个周围一次或少于一次；
其中所述次级绕组缠绕在所述第一变压器铁芯、所述第二变压器铁芯、以及所述一个或多个附加变压器铁芯周围多次。
例子19.一种高压变压器，包括：
变压器铁芯；
绝缘体，其布置在所述变压器铁芯表面上；
导体片，其布置在所述绝缘体上并且布置所述变压器铁芯的一部分周围；
次级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次；
输入端，其与所述导体片电耦合；以及
输出端，其与所述次级绕组电耦合，所述次级绕组提供大于1200伏特的电压。
例子20.根据例子19所述的高压变压器，其中所述高压变压器具有在初级侧上测量的小于30nH的杂散电感，所述变压器具有在次级侧上测量的小于100pF的杂散电容，其中所述初级侧包括所述至少一个初级绕组，所述次级侧包括所述至少一个次级绕组。
公开了各种实施例。各种实施例可以部分或完全组合以产生其他实施例。
本申请文件中阐述了许多具体细节，以提供对所要求主题的透彻理解。然而，本领域的技术人员将理解：可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求的主题。在其他情况下，尚未详细描述本领域普通技术人员公知的方法、装置、或系统，以免模糊所要求的主题。
可以在这些计算设备的操作中执行本申请文件中所公开的方法的实施例。以上示例中所呈现的块的顺序可以变化——例如，块可以重排、组合和/或分离为子块。可以并行执行特定块或处理。
本申请文件中的“适用于”或“被配置为”意为开放和包含式语言的意义，其不排除适用于或被配置为执行附加任务或步骤的设备。此外，使用“基于”意为开放和包含式的，表现在：“基于”一个或多个陈述的条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于超出所陈述的范围的附加条件或值。本申请文件中包括的标题、列表和编号只是为了易于解释，而非意为限制。
虽然已针对本主题具体实施例详细描述本主题，但应认识到，在本领域技术人员达到上述理解后，可以容易地产生对这些实施例的改变、变形以及等同。因此，应该理解，本公开已经为了示例而非限制的目的而提出，并且不排除包括对于现有技术普通技术人员将显见的对本主题的这些修改、变形和/或添加。

Claims (10)

1.一种高压变压器，包括：
变压器铁芯；
至少一个初级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围一次或少于一次；
次级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次；
输入端，其与所述初级绕组电耦合；以及
输出端，其与所述次级绕组电耦合，所述次级绕组提供大于1200伏特的电压。
2.根据权利要求1所述的高压变压器，其中所述初级绕组包括电路板上的引线和迹线。
3.根据权利要求1所述的高压变压器，其中所述高压变压器具有在所述高压变压器的所述初级侧上测量的小于30nH的杂散电感，其中所述初级侧包括所述至少一个初级绕组。
4.根据权利要求1所述的高压变压器，其中所述高压变压器具有在所述高压变压器的所述次级侧上测量的小于100pF的杂散电容，其中所述次级侧包括所述次级绕组。
5.根据权利要求1所述的高压变压器，其中所述至少一个初级绕组包括多个导体，其缠绕在所述变压器铁芯周围小于一次。
6.根据权利要求1所述的高压变压器，其中所述至少一个次级绕组包括单个导体，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次。
7.根据权利要求1所述的高压变压器，其中所述变压器具有从半径、宽度、高度、内径和大于3厘米的外径组成的组中选择的至少一个维度。
8.一种高压变压器，包括：
变压器铁芯；
至少一个初级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围一次或少于一次；
次级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次；
输入端，其与所述初级绕组电耦合；以及
输出端，其与所述次级绕组电耦合，所述次级绕组提供大于1200伏特的电压；
其中所述高压变压器具有在初级侧上测量的小于30nH的杂散电感，所述变压器具有在次级侧上测量的小于100pF的杂散电容，其中所述初级侧包括所述至少一个初级绕组，所述次级侧包括所述至少一个次级绕组。
9.一种高压变压器，包括：
第一变压器铁芯；
第一初级绕组，其缠绕在所述第一变压器铁芯周围一次或少于一次；
第二变压器铁芯；
第二初级绕组，其缠绕在所述第二变压器铁芯周围一次或少于一次；
次级绕组，其缠绕在所述第一变压器铁芯和所述第二变压器铁芯二者周围多次；
输入端，其与所述初级绕组电耦合；以及
输出端，其与所述次级绕组电耦合，所述次级绕组提供大于1200伏特的电压。
10.一种高压变压器，包括：
变压器铁芯；
绝缘体，其布置在所述变压器铁芯表面上；
导体片，其布置在所述绝缘体上并且布置所述变压器铁芯的一部分周围；
次级绕组，其缠绕在所述变压器铁芯周围多次；
输入端，其与所述导体片电耦合；以及
输出端，其与所述次级绕组电耦合，所述次级绕组提供大于1200伏特的电压。
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