本实用新型专利技术提供了一款高压谐振变压器结构，采用圆柱形同轴分体式套筒结构，由圆柱形内线圈骨架和圆柱形外线圈骨架组成，内线圈骨架套入并搁置于外线圈骨架的内部，在外线圈骨架的下边槽边缘设置两个耳凸作为固定脚，竖立式安置，在内线圈骨架的顶部设置凸起的接线桩；内、外线圈均绕制成单层结构，线圈端头分别从两端的绕线槽引出。该结构兼顾大电流与高绝缘能力要求，能够灵活改变绕组匝数。
【技术实现步骤摘要】
一款高压谐振变压器结构
本技术所涉及的一种高压谐振变压器属于电子技术应用领域，能够为上万伏 特的高电压环境通过磁耦合传递能量，并提供急速变化的瞬间大电流。
技术介绍
变压器是一种通过电磁感应的作用传递电能、改变电压值的器件，在电力系统中 和生产生活中得到广泛应用。从结构上看，各类变压器都有线圈和磁路两个基本部分组成。 线圈是两个或多个匝数不同且彼此绝缘的绕组，磁路是各线圈共用的一个公共磁场通道。 这样，原边线圈产生的磁场穿过副边线圈，在副线圈上就会感应出电动势，电路上实现了完 全隔离而电能得以传输。 不同的应用环境有不同的要求，电力系统中主要是工频功率变压器，输送正弦交 流电，用硅钢片构成磁路，体积较大;在高频开关电源中，改用了锰锌铁氧体磁芯或坡莫合 金材料等作为磁路，体积大为缩小，往往工作于脉冲电压环境，电压的变化速率较高。它们 一般为环形闭合磁路，绕组的电感量较大，而电流升降速率不高。变压器的输出电压决定于 磁通量的变化率，也就是决定于励磁电流的变化率，对于高压变压器往往需要很高的励磁 电流变化率。需要电流急速升降时，宜采用高频谐振方式的变压器，高频谐振变压器绕组匝 数较少，且不设置闭合磁芯，因而绕组的电感量较小，电流变化速率高。 为了保证高耐压的要求，很多高压脉冲变压器设计成树脂灌封的一体结构，不可 随意拆卸调整，如早期电视机里的高压包、臭氧发生器的高压包、脉冲点火高压发生器等。 常规的高压升压变压器中，高、低压绕组分绕于各自的绕线骨架，并置于闭合磁路的不同位 置上，如分置于U字形磁芯的对边。其中高压绕组一般采用分段绕制或单层绕制，分段绕制 的匝数较多，适宜小电流工作，单层绕制的匝数较少，适合电流快速升降和大电流工作。高 压谐振变压器就是为了获得高电压，一般都工作于升压模式，输出电压为几千伏到几千千 伏，有很高的耐压要求。为此，高压谐振变压器绕组之间、绕组内匝间的绝缘结构需要合理 设置。 为解决大电流与高绝缘能力兼顾的问题，本技术提供了一款高压谐振变压器 结构，采用圆柱形同轴分体式套筒结构，可以灵活改变绕组匝数，能够在3万伏特以下的电 压环境中使用。
技术实现思路
本技术一款高压谐振变压器结构能够灵活改变绕组匝数，以磁耦合方式提升 高压脉冲电压幅值，从技术层面上看，具有以下特征： 采用圆柱形同轴分体式套筒结构，由圆柱形内线圈骨架和圆柱形外线圈骨架组 成，内线圈骨架套入并搁置于外线圈骨架的内部，竖立式安置，如附图1所示;每个线圈骨架 的两端凸起作为绕线槽边框，中间有一段55-60mm长的绕线槽，在两端的绕线槽边框上均留 有穿线孔或者设有置线凹口；圆柱形内线圈骨架内部是直径12mm的中空结构，放置IOmm直 径60-70mm长度的高频磁棒，内线圈骨架的线槽长度大于外线圈骨架的线槽长度3-5mm，骨 架的上端是一个直径40mm的圆盘，在圆盘上方两侧对称设置两个凸起的接线粧;外线圈骨 架的线槽边框直径大于绕线槽18-20mm，在下部绕线槽边缘的径向两侧对称设置两个耳凸 作为固定脚，固定脚的孔间距为52mm;内、外线圈均绕制成单层结构，线圈绕向互为相反，线 圈端头分别从两端的绕线槽引出，下端均为低电位端，上端均为高电位端。 本技术所述的高压谐振变压器具体尺寸如附图2所示。内、外线圈骨架完全由 绝缘材料制作，绝缘层厚度设计为3_5mm，线槽长度远大于内外线圈的间距，并且内线圈长 度大于外线圈长度，此时圆柱形内线圈骨架内置高频磁棒，可以加强与外线圈的磁耦合能 力，加强能量传递。 本技术所述的高压谐振变压器设计成柱形竖立安装，让线圈的一端靠近承载 体，线圈的另一端远离承载体，可以悬在空间留出足够的安全尺度。内、外线圈均绕制成单 层结构也是为了确保绕组能够承受高电压，电压差最大的线圈端头分置于圆柱体的两端， 有足够的安全距离，完全能够满足3万伏特以下的电压环境使用。内、外两组线圈绕向互为 相反，并将两个高电位端均置于上端，有助于降低两组线圈之间的电压差，从而降低线圈之 间的耐压要求。为了适合高电压环境使用，本技术所述的高压谐振变压器除了外线圈骨架底 部设有两个螺丝固定孔和内线圈骨架顶部设置拧螺丝的导线接线粧外，没有其它金属连接 部件，内线圈骨架的上端圆盘搁置于外线圈骨架上端面之上，两者依靠绕线轴之间的摩擦 力固定。本技术所述的高压谐振变压器适宜于做成升压变压器，原边线圈匝数较少， 置于内线圈骨架上，副边线圈匝数较多，置于外线圈内架上。变压器的升压比由两组线圈的 匝数比决定，可以按下式估算： 其中U内是内部线圈两2而电压，U外是外部线圈两2而电压，N内是内部线圈PS数，N外是外 部线圈匝数。比如内、外线圈匝数分别为8:40,当内部线圈施加3kV脉冲电压时，外部线圈两 端可以输出近15kV的电压。【附图说明】 附图1是高压谐振变压器外形结构视图。 图中1是圆柱形内线圈骨架，2是圆柱形外线圈骨架和外线圈，3是接线粧，4是固定 孔，5是下穿线槽口。 附图2是高压谐振变压器的尺寸图。【具体实施方式】 下面结合本技术的附图，对本技术的实施作进一步说明。 本技术所述的高压谐振变压器骨架最好采用尼龙或者工程塑料等高强度且 绝缘能力好的材料制作。 以应用于电弧发生器为例，本技术所述的高压谐振变压器制作成小电感量的 变压器，用作提升高电压，原边线圈置于内部，内、外线圈匝数分别定为8匝和40匝。工作中 原边线圈的瞬时电流较大，为了减少导线电阻的限流作用，内线较采用双线并绕方式，用两 条1.0mm的漆包线并行绕制，匝间均匀地留出间距。外部线圈最好采用单条1.2mm的漆包线 密集绕制。两组线圈绕向互为相反。若要改变升压比，可以通过改变绕组的匝数比实现，但 绕组匝数不宜过多。 直径IOmm的磁棒用柔性云母片或者其它绝缘纸包裹一定厚度后塞入内线圈骨架 的中间圆孔，磁棒长度应该大于绕线槽长度且小于骨架长度。磁棒与骨架之间有足够的摩 擦力，使得两者不至于相对滑动。 变压器安装时，底部线端与电路的低电位部分连接，绝缘要求比较低。顶部用作高 电位端，需要与周边物体留出足够的安全距离。如果没有绝缘材料隔离，一般要留有30mm以 上的空间距离，若空间尺度不够则必须加绝缘材料隔离。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1. 一款高压谐振变压器结构，其结构特征在于:采用圆柱形同轴分体式套筒结构，由圆 柱形内线圈骨架和圆柱形外线圈骨架组成，内线圈骨架套入并搁置于外线圈骨架的内部， 竖立式安置;每个线圈骨架的两端凸起作为绕线槽边框，中间有一段55-60mm长的绕线槽， 在两端的绕线槽边框上均留有穿线孔或者设有置线凹口；圆柱形内线圈骨架内部是直径 12mm的中空结构，放置IOmm直径60-70mm长度的高频磁棒，内线圈骨...
【专利技术属性】
技术研发人员：童佳俊，陈庭勋，季小刚，
申请(专利权)人：浙江海洋学院，
类型：新型
国别省市：
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