一种大功率高频高压变压器及其绝缘配绕方法技术

本发明专利技术公开了一种大功率高频高压变压器，包括磁芯，磁芯上依次绕制有初级绕组、次级绕组A和次级绕组B，初级绕组与磁芯之间设有绝缘配置A，初级绕组与次级绕组A之间设有绝缘配置B，次级绕组A与次级绕组B之间设有绝缘配置C，次级绕组B的外部设有绝缘配置D。本发明专利技术还公开了一种大功率高频高压变压器的绝缘配绕方法，采用整张绝缘纸横向面绕和带状绝缘带纵向绕制交叉结合的方法，可以防止带状绝缘带纵向缠绕所产生的缝隙漏电，提高了绝缘纸的有效利用率。在绕制初、次级绕组之间的绝缘层时，对初级绕组的进、出线根部的孔隙进行填补，这样也大大改善高频高压变压器的绝缘。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于开关电源
，具体涉及一种大功率高频高压变压器，本专利技术还涉及上述高频高压变压器的绝缘配绕方法。
技术介绍
高频高压变压器是工作频率超过10kHz的功率变压器，它包括磁芯、初级绕组、次级绕组及相应的绝缘配置。其中初级绕组和次级绕组均环绕于磁芯，绝缘是目前绕制高频高压变压器过程中的难题之一。高频高压变压器绕制过程中，其磁芯与初级绕组之间、初级绕组与次级绕组之间、次级绕组的层间以及最外保护层均要有相应的绝缘配置，否则在使用中可能会造成变压器绝缘的破坏、出现高压打火现象等一系列安全问题。合理的变压器绝缘配置能够有效地提高变压器的耐压。对于环形磁芯，现有的绝缘纸绕制方案主要是使用带状绝缘带在磁芯侧面进行纵向绕制。这样绕制的好处是使得高频高压变压器的绝缘结构紧凑，整洁美观。但是这样绕制容易产生条状缝隙，电压会从缝隙中自找最短路径爬出，大大降低绝缘等级。在实际绕制过程中，在绕制初级绕组和次级绕组的绝缘时，带状缠绕绝缘纸会在初级绕组的进、出线根部会产生孔隙，使得电压透过该孔隙产生打火现象，由条状缠绕绝缘纸产生的缝隙和孔隙引起的高压打火击穿绝缘问题是目前大功率高频高压变压器绕制面临的瓶颈问题。另外，在实际绕制过程中，绝缘层数选取存在较大的盲目性，容易导致绝缘纸的浪费以及变压器漏感的增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大功率高频高压变压器，提高了绝缘纸的利用率，减少了变压器的漏感。本专利技术的另一目的是提供一种大功率高频高压变压器的绝缘配绕方法。本专利技术所采用的第一种技术方案是，一种大功率高频高压变压器，包括磁芯，磁芯上依次绕制有初级绕组、次级绕组A和次级绕组B，初级绕组与磁芯之间设有绝缘配置A，初级绕组与次级绕组A之间设有绝缘配置B，次级绕组A与次级绕组B之间设有绝缘配置C，次级绕组B的外部设有绝缘配置D。本专利技术所采用的第一种技术方案的特点还在于，其中绝缘配置A包括至少一层绝缘层，最靠近磁芯的为第一层绝缘层，奇数层绝缘层的绕制结构为：带状绝缘带纵向带绕；偶数层绝缘层的绕制结构为：整张绝缘纸横向面绕；其中绝缘配置B包括至少一层绝缘层，最靠近初级绕组进端的为第一层绝缘层，奇数层绝缘层的绕制结构为：带状绝缘带纵向绕制；偶数层绝缘层的绕制结构为：整张绝缘纸横向面绕；其中绝缘配置C包括至少一层绝缘层，最靠近次级绕组A进端的为第一层，奇数层绝缘层的绕制结构为：带状绝缘带纵向绕制；偶数层绝缘纸的绕制结构为：整张绝缘纸横向面绕；其中绝缘配置D包括至少一层绝缘层，最靠近次级绕组B进端的为第一层，奇数层绝缘层的绕制结构为：带状绝缘带纵向绕制，偶数层绝缘层的绕制结构为：整张绝缘纸横向面绕。本专利技术所采用的第二种技术方案是，一种大功率高频高压变压器的绝缘配绕方法，具体包括以下步骤：步骤1，确定高频高压变压器的绕制参数；步骤2，根据步骤1确定的绕制参数绕制高频高压变压器的磁芯与初级绕组之间的绝缘配置A；步骤3，根据步骤1确定的绕制参数绕制高频高压变压器的初级绕组与次级绕组A之间的绝缘配置B；步骤4，根据步骤1确定的绕制参数绕制高频高压变压器的次级绕组A与次级绕组B之间的绝缘配置C；步骤5，根据步骤1确定的绕制参数绕制高频高压变压器的次级绕组B外部的绝缘配置D。本专利技术所采用的第二种技术方案的特点还在于，其中步骤1中确定的参数具体为：步骤1.1，确定高频高压变压器磁芯材质，初级绕组匝数、股数及导线规格；次级绕组A匝数、股数及导线规格；次级绕组B匝数、股数及导线规格；步骤1.2，确定磁芯与初级绕组之间的绝缘指标、初级绕组与次级绕组A之间的绝缘指标、次级绕组A与次级绕组B之间的绝缘指标及次级绕组B外部的绝缘指标；步骤1.3，根据步骤1.2所确定的高频高压变压器各部分绝缘指标计算相应各部分的绝缘层数。其中步骤2的具体过程为：按照步骤1.3确定的磁芯与初级绕组之间的绝缘层数进行绕制，针对绝缘配置A中各绝缘层的具体绕制过程如下：步骤2.1，将带状绝缘带在磁芯上纵向紧密绕制一层；步骤2.2，在步骤2.1绕制的绝缘层上再横向紧密面绕一层绝缘纸；步骤2.3，重复操作步骤2.1～2.2，直至将步骤1.3所确定的绝缘层数绕制完成为止；步骤2.4，使用带状绝缘带在步骤2.3所得绝缘层上纵向绕制一层绝缘层，并对高频高压变压器进行真空浸漆处理。其中步骤3的具体过程为：按照步骤1.3确定的初级绕组与次级绕组A之间的绝缘层数进行绕制，针对绝缘配置B中各绝缘层的具体绕制过程如下：步骤3.1，将带状绝缘带在初级绕组上纵向紧密绕制一层，绕制过程中用绝缘带对初级绕组的进线根部和出现根部产生的孔隙进行补绕；步骤3.2，在步骤3.1绕制的绝缘层上再横向紧密面绕一层绝缘纸；步骤3.3，对高频高压变压器进行真空浸漆处理；步骤3.4，重复操作步骤3.1～3.3，直至将步骤1.3所确定的绝缘层数绕制完成为止；步骤3.5，使用带状绝缘带在步骤3.4所得绝缘层上纵向绕制一层绝缘层，并对高频高压变压器进行真空浸漆处理。其中步骤1.3的具体过程为：令带状绝缘纸的带宽为d1，厚度为d2，耐压为V；设高频高压变压器上各部分的绝缘指标为Un，n＝1,2,3,4；相邻带状绝缘带缠绕时重叠宽度d3，重叠所产生的缝隙距离d4。带状绝缘带纵向绕制层数mn计算公式如下： m n = U n 2 V × 1 k 1 + 1 × k 2 × 10 k 3 , n = 1 , 2 , 3 , 4 - - - ( 1 ) ; ]]>其中，为相邻带状绝缘带缠绕时重叠比例度，0＜k1＜1；k2为相邻带状绝缘带缠绕时的缝隙系数；k3为电压上升击穿率；绝缘纸横向面绕层数pn计算公式如下式： p n = U n 2 V × 10 k 3 , n = 1 , 2 , 3 , 4 - - - ( 2 ) . ]]>其中步骤4的具体过程为：按照步骤1.3确定的次级绕组A与次级绕组B之间的绝缘层数进行绕制，针对绝缘配置C中各绝缘层的具体绕制过程如下：步骤4.1，将带状绝缘带在次级绕组A上纵向紧密绕制一层；步骤4.2，在步骤4.1绕制的绝缘层上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率高频高压变压器，其特征在于：包括磁芯(5)，磁芯(5)上依次绕制有初级绕组(6)、次级绕组A(7)和次级绕组B(8)，初级绕组(6)与磁芯(5)之间设有绝缘配置A(1)，初级绕组(6)与次级绕组A(7)之间设有绝缘配置B(2)，次级绕组A(7)与次级绕组B(8)之间设有绝缘配置C(3)，次级绕组B的外部设有绝缘配置D(4)。

【技术特征摘要】
1.一种大功率高频高压变压器，其特征在于：包括磁芯(5)，磁芯(5)上依次绕制有初级绕组(6)、次级绕组A(7)和次级绕组B(8)，初级绕组(6)与磁芯(5)之间设有绝缘配置A(1)，初级绕组(6)与次级绕组A(7)之间设有绝缘配置B(2)，次级绕组A(7)与次级绕组B(8)之间设有绝缘配置C(3)，次级绕组B的外部设有绝缘配置D(4)。2.根据权利要求1所述的一种大功率高频高压变压器，其特征在于：所述绝缘配置A(1)包括至少一层绝缘层，最靠近磁芯(5)的为第一层绝缘层，奇数层绝缘层的绕制结构为：带状绝缘带纵向绕制；偶数层绝缘层的绕制结构为：整张绝缘纸横向面绕；所述绝缘配置B(2)包括至少一层绝缘层，最靠近初级绕组进端(6-1)的为第一层绝缘层，奇数层绝缘层的绕制结构为：带状绝缘带纵向绕制；偶数层绝缘纸的绕制结构为：整张绝缘纸横向面绕；所述绝缘配置C(3)包括至少一层绝缘层，最靠近次级绕组A进端(7-1)的为第一层，奇数层绝缘层的绕制结构为：带状绝缘带纵向绕制；偶数层绝缘纸的绕制结构为：整张绝缘纸横向面绕；所述绝缘配置D(4)包括至少一层绝缘层，最靠近次级绕组B进端(8-1)的为第一层，奇数层绝缘层的绕制结构为：带状绝缘带纵向绕制，偶数层绝缘层的绕制结构为：整张绝缘纸横向面绕。3.应用于如权利要求1所述的一种大功率高频高压变压器的绝缘配绕方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1，确定高频高压变压器的绕制参数；步骤2，根据步骤1确定的绕制参数绕制高频高压变压器的磁芯(5)与初级绕组(6)之间的绝缘配置A(1)；步骤3，根据步骤1确定的绕制参数绕制高频高压变压器的初级绕组(6)与次级绕组A(7)之间的绝缘配置B(2)；步骤4，根据步骤1确定的绕制参数绕制高频高压变压器的次级绕组A与次级绕组B之间的绝缘配置C(3)；步骤5，根据步骤1确定的绕制参数绕制高频高压变压器的次级绕组B(8)外部的绝缘配置D(4)。4.根据权利要求3所述的一种大功率高频高压变压器的绝缘配绕方法，其特征在于：所述步骤1中确定的参数具体为：步骤1.1，确定高频高压变压器磁芯(5)材质，初级绕组(6)匝数、股数及导线规格；次级绕组A(7)匝数、股数及导线规格；次级绕组B(8)匝数、股数及导线规格；步骤1.2，确定磁芯(5)与初级绕组(6)之间的绝缘指标、初级绕组(6)与次级绕组A(7)之间的绝缘指标、次级绕组A(7)与次级绕组B(8)之间的绝缘指标及次级绕组B(8)外部的绝缘指标；步骤1.3，根据步骤1.2所确定的高频高压变压器各部分绝缘指标计算相应各部分的绝缘层数。5.根据权利要求4所述的一种大功率高频高压变压器的绝缘配绕方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：按照步骤1.3确定的磁芯(5)与初级绕组(6)之间的绝缘层数进行绕制，针对绝缘配置A(1)中各绝缘层的具体绕制过程如下：步骤2.1，将带状绝缘带在磁芯(5)上纵向紧密绕制一层；步骤2.2，在步骤2.1绕制的绝缘层上再横向紧密面绕一层绝缘纸；步骤2.3，重复操作步骤2.1～2.2，直至将步骤1.3所确定的绝缘层数绕制完成为止；步骤2.4，使用带状绝缘带在步骤2.3所得绝缘层上纵向绕制一层绝缘层，并对高频高压变压器进行真空浸漆处理。6.根据权利要求5所述的一种大功率高频高压变压器的绝缘配绕方法，其特征在于：所述步骤1.3的具体过程为：设高频高压变压器上的绝缘指标为Un，n＝1,2,3,4，带状绝缘带宽度d1、厚度d2、耐压V；相邻带状绝缘带缠绕时重叠宽度d3，重叠所产生的缝隙距离d4。带状绝缘带纵向绕制层数mn计算公式如下： m n = ...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬军鹏，顾卓斌，曾光，杨波，许江涛，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61