[发明专利]高压高频变压器及其绕制方法

说明书

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，具体涉及一种高压高频变压器，以及一种高压高频变压器的绕制方法。

背景技术

柔性直流输电是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，其采用最先进的电压源型换流器和全控器件，是常规直流输电技术的换代升级。柔性直流输电相比于交流输电和常规直流输电，在传输能量的同时，还能灵活地调节与之相连的交流系统电压，具有可控性较好、运行方式灵活、适用场合多等显著优点。

DC/DC变换器作为柔性直流输电系统的核心设备，是一种将直流电先逆变(升压或降压)成交流电，然后再整流变换成另一种直流电压的直流变换装置。随着电力电子技术、磁性技术的快速发展，对DC/DC变换器的高频化、高功率密度和高转换效率提出了更高的要求。而可应用于高隔离电压(1.4kV～4kV)场合的高频变压器是DC/DC变换器中的关键部件之一，对DC/DC变换器的性能和转换效率有着非常重要的影响。

目前，常用的隔离电源的变压器包括点开关的电源变压器和高隔离的电源变压器。其中，点开关的电源变压器由于隔离电压低，导致安全保护等级低，无法满足柔性直流输电的高隔离电压(即高绝缘)的要求，而高隔离的电源变压器虽然隔离电压较高，能满足柔性直流输电的高隔离电压的要求，但由于只能用于低频，无法满足柔性直流输电的高频要求，而且体积大，需充油充气，成本高，不便于小型化。此外，常用的开关电源的变压器虽然可以满足柔性直流输电的高频要求，但是无法满足其高隔离电压的要求。

因此，本领域亟待设计一种同时具有高隔离电压、高频性能的变压器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种同时具有高隔离电压、高频性能的高压高频变压器及其绕制方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种高压高频变压器，包括骨架，沿与骨架的轴线垂直的方向依次绕制在骨架上的第一内绝缘层、磁屏蔽层、第二内绝缘层、第一原边层、第一原副边间绝缘层、副边层、第二原副边间绝缘层、第二原边层和外绝缘层。

优选地，所述第一原边层包括至少一层第一初级绕组层和至少一层第一原边绝缘层，第一初级绕组层和第一原边绝缘层间隔设置且一一对应，位于最内侧的第一初级绕组层绕制在第二内绝缘层上；

所述副边层包括至少一层次级绕组层和至少一层副边绝缘层，次级绕组层和副边绝缘层间隔设置且一一对应，位于最内侧的次级绕组层绕制在第一原副边间绝缘层上；

所述第二原边层包括至少一层第二初级绕组层和至少一层第二原边绝缘层，第二初级绕组层和第二原边绝缘层间隔设置且一一对应，位于最内侧的第二初级绕组层绕制在第二原副边间绝缘层上。

优选地，所述第一原边层中包含的初级绕组的匝数与所述第二原边层中包含的初级绕组的匝数相同。

优选地，所述变压器还包括：

设置于第一原边层和第一原副边间绝缘层之间的第一铜箔层；和/或，

设置于副边层和第二原副边间绝缘层之间的第二铜箔层。

优选地，所述骨架包括中间部和分别位于中间部首尾两侧的 两个端部，且骨架在其两个端部处折弯；

所述变压器还包括绕制在第一内绝缘层上且分别紧贴骨架两个端部内侧设置的两个绝缘挡墙，除第一内绝缘层和外绝缘层之外的其他层均设于所述两个绝缘挡墙之间，外绝缘层包裹于变压器的内部导线、第二原边层和所述两个绝缘挡墙之外。

本发明还提供一种高压高频变压器的绕制方法，所述变压器包括骨架，所述绕制方法包括如下步骤：

沿与骨架的轴线垂直的方向在骨架上依次绕制第一内绝缘层、磁屏蔽层、第二内绝缘层、第一原边层、第一原副边间绝缘层、副边层、第二原副边间绝缘层、第二原边层和外绝缘层。

优选地，所述第一原边层包括至少一层第一初级绕组层和对应的至少一层第一原边绝缘层，则第一原边层的绕制方法为：在第二内绝缘层上间隔绕制第一初级绕组层和第一原边绝缘层；

所述副边层包括至少一层次级绕组层和对应的至少一层副边绝缘层，则副边层的绕制方法为：在第一原副边间绝缘层上间隔绕制次级绕组层和副边绝缘层；

所述第二原边层包括至少一层第二初级绕组层和对应的至少一层第二原边绝缘层，则第二原边层的绕制方法为：在第二原副边间绝缘层上间隔绕制第二初级绕组层和第二原边绝缘层。

优选地，所述第一原边层中包含的初级绕组的匝数与所述第二原边层中包含的初级绕组的匝数相同。

优选地，所述绕制方法还包括：