CN120108898A - 一种高频高压变压器及其控制方法、电能转变结构 - Google Patents

Abstract

本申请属于一种变压器结构，针对现有全灌封的固态变压器存在成本高，运行温度升高后电性能急剧降低，长时间运行后出现局部放电的技术问题，提供一种高频高压变压器及其控制方法、电能转变结构，高压侧线圈组件为灌封结构，高压侧线圈组件单独灌封，灌封胶不与磁芯整体灌注在一起，降低了由于灌封胶与磁芯的热膨胀系数不一致造成磁芯拉裂，导致电性能急剧降低发生的概率。磁芯呈环状，套设于两组子高压侧线圈组件紧靠的边上，两组绝缘骨架分别套设于磁芯相对的两个边上，低压侧线圈组件包括两组并联的子低压侧线圈组件，两组子低压侧线圈组件分别套设于两组绝缘骨架上，散热板安装于高压侧线圈组件底部或磁芯底部。

Description

一种高频高压变压器及其控制方法、电能转变结构

技术领域

本申请属于一种变压器结构，具体涉及一种高频高压变压器及其控制方法、电能转变结构。

背景技术

高频高压变压器作为固态变压器系统中唯一的隔离元件，既要实现高电气隔离，又要保证功率的高效可靠传递，已经成为决定固态变压器变换效率、系统成本、运行寿命的关键环节。

但是，现有高频高压变压器在实现高电气隔离时，往往需要使用大量环氧树脂对固态变压器进行全灌封，存在以下缺陷：（1）不利于成本控制；（2）环氧树脂是绝缘材料，固态变压器全灌封后会影响散热，在固态变压器运行温度升高之后，由于环氧树脂与磁芯的热膨胀系数不一致，将造成磁芯拉裂，导致固态变压器电性能急剧降低；（3）全灌封的固态变压器在长时间运行后，会造成固态变压器绝缘介质中电场强度激增，介质间应力分配不均，出现局部放电，进而影响高频高压变压器的可靠性和使用寿命。

发明内容

本申请针对现有全灌封的固态变压器存在成本高，运行温度升高后电性能急剧降低，长时间运行后出现局部放电的技术问题，提供一种高频高压变压器及其控制方法、电能转变结构。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现：

第一方面，本申请提出一种高频高压变压器，包括磁芯、低压侧线圈组件、高压侧线圈组件、散热板、两组绝缘骨架和多组导电排；

所述高压侧线圈组件为灌封结构，包括两组并排设置的子高压侧线圈组件，两组子高压侧线圈组件紧靠设置，且每组子高压侧线圈组件内部分别形成一个容放孔；

所述磁芯呈环状，套设于两组子高压侧线圈组件紧靠的边上，使磁芯相对的两个边分别位于两个容放孔内；

两组所述绝缘骨架分别套设于磁芯相对的两个边上；

所述低压侧线圈组件包括两组并联的子低压侧线圈组件，两组子低压侧线圈组件分别套设于两组绝缘骨架上；

多组导电排分别安装在子低压侧线圈组件和子高压侧线圈组件上，并向高压侧线圈组件外部延伸；

所述散热板安装于高压侧线圈组件底部；或者，所述散热板安装于磁芯底部；其中，底部为容放孔贯穿的任一端。

进一步地，还包括低压绕组线圈撑条和高压绕组线圈撑条；

所述散热板安装于磁芯底部；

所述低压绕组线圈撑条安装在散热板和子低压侧线圈组件之间，用于支撑子低压侧线圈组件；

所述高压绕组线圈撑条安装在散热板和子高压侧线圈组件之间，用于支撑子高压侧线圈组件。

进一步地，所述子高压侧线圈组件包括高压侧线圈和环网格布；

所述高压侧线圈绕设在环网格布上，高压侧线圈和环网格布之间设置有内侧金属屏蔽层，高压侧线圈外部包覆有内侧半导电层；

两组子高压侧线圈组件的内侧半导电层紧靠设置，形成高压侧线圈组件预成品；

所述高压侧线圈组件预成品外部封装有灌封胶，灌封胶外部涂覆有外侧半导电层。

进一步地，所述内侧金属屏蔽层采用铜箔。

进一步地，所述铜箔环绕高压侧线圈内壁的首尾之间留有5-20mm的空隙距离，且铜箔上连接有金属引线；

两组子高压侧线圈组件的金属引线并联。

进一步地，所述导电排设置有四组；

其中两组导电排的一端分别连接两组子低压侧线圈组件，另外两组导电排的一端分别连接在两组子高压侧线圈组件的金属引线上。

进一步地，还包括绝缘子；

所述绝缘子连接在金属引线上，绝缘子外部包覆应力缓释带。

进一步地，所述散热板采用铝板；

所述导电排采用铜排；

所述绝缘骨架采用环氧树脂骨架。

第二方面，本申请提出一种上述高频高压变压器的控制方法，包括：

通过控制低压侧线圈组件和高压侧线圈组件的相对面积，调节高频高压变压器的漏感；

通过控制磁芯、低压侧线圈组件和高压侧线圈组件的绝缘距离，使高频高压变压器适配不同的耐压环境要求。

第二方面，本申请提出一种电能转变结构，包括高压模块和低压模块；还包括上述高频高压变压器；

所述高频高压变压器的高压侧线圈组件与高压模块相连，低压侧线圈组件与低压模块相连；

所述高频高压变压器的高压侧线圈组件连接外部电力电子变换模块，用于接收电力电子变换模块产生的交流源。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

本申请提出一种高频高压变压器，包括磁芯、低压侧线圈组件、高压侧线圈组件、散热板、两组绝缘骨架和多组导电排，高压侧线圈组件为灌封结构，高压侧线圈组件单独灌封，灌封胶不与磁芯整体灌注在一起，降低了高频高压变压器运行温度升高之后，由于灌封胶与磁芯的热膨胀系数不一致造成磁芯拉裂情况，导致电性能急剧降低发生的概率，可以保证高频高压变压器的可靠性。磁芯呈环状，套设于两组子高压侧线圈组件紧靠的边上，两组绝缘骨架分别套设于磁芯相对的两个边上，低压侧线圈组件包括两组并联的子低压侧线圈组件，两组子低压侧线圈组件分别套设于两组绝缘骨架上，低压侧线圈组件绕制在里侧，只需与磁芯满足基础绝缘即可，无需使用环氧树脂灌封胶，增大了散热面积，散热板安装于高压侧线圈组件底部或者磁芯底部。子高压侧线圈组件和子低压侧线圈组件分别并联使用，能够减小线圈电流密度，减小变压器损耗，提高空间利用率和功率密度。且本申请的高频高压变压器结构中，绝缘距离、低压侧线圈组件和高压侧线圈组件的相对面积均可以灵活调整，使漏感可以根据要求进行调节。

本申请还提出了上述高频高压变压器的控制方法和一种电能转变结构，具备上述高频高压变压器的全部优势。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请高频高压变压器一个实施例的爆炸图；

图2为图1的组装图；

图3为本申请实施例中高压侧线圈组件的一种示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为图4中内侧金属屏蔽层的局部放大图；

图6为本申请实施例中高压侧线圈组件、低压侧线圈组件和内侧金属屏蔽层的原理示意图；

图7为本申请电能转变结构的一种示意图。

其中：1-磁芯、2-绝缘骨架、3-子低压侧线圈组件、4-高压侧线圈组件、4.1-应力缓释带、4.2-灌封胶、4.3-环网格布、4.4-高压侧线圈、4.5-内侧金属屏蔽层、4.6-内侧半导电层、4.7-外侧半导电层、5-导电排、6-散热板、7-低压绕组线圈撑条、8-高压绕组线圈撑条。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在电力电子行业，随着新能源的装机容量不断提升，电力电子汇集装备也向着更高电压等级和更大功率容量发展。数据中心、电动汽车超级充电等直流负荷容量不断增大，连接直流负荷与电网的电力电子装备同样面临新的挑战，既要能高效可靠地实现功率变换，又要具备与电网之间的故障隔离功能。

高频高压变压器能够同时满足高电气隔离要求和可靠的功率传递。主要有以下两种制作方式：

（1）油浸式变压器：使用绝缘油作为主绝缘介质，但是油属于易燃物质，不适用于封闭式环境使用。

（2）环氧浇注一体变压器：将绕组和磁芯整体浇注于环氧树脂内，进行高频高压变压器全灌封。

现有高频高压变压器为了实现高电气隔离性能，普遍采用第二种全灌封方式，但是通常具有以下问题：

（1）成本问题。

全灌封方式采用环氧树脂作为灌封材料，环氧树脂的价格相对较高，由于全灌封需要使用大量的环氧树脂，将大幅增加高频高压变压器的材料成本。

（2）散热效率问题。

灌封材料会覆盖高频高压变压器内部的散热通道，导致热量不易散发，从而影响高频高压变压器的稳定运行。另外，环氧树脂与磁芯在温度变化时具有不同的热膨胀系数，这种不匹配可能导致磁芯受到额外的应力，进而产生拉伸裂纹，裂纹不仅会降低磁芯的机械强度，还可能影响电气性能。

（3）电性能衰退问题。

基于问题（2），磁芯的裂纹可能导致电磁场分布不均，从而影响高频高压变压器的输出电压和电流稳定性。此外，裂纹还可能增加局部放电的风险，进一步损害高频高压变压器的电气性能。

（4）绝缘介质内部电场强度与应力分布问题。

高频高压变压器长期运行可能导致绝缘介质内部电场强度分布不均，使某些区域承受过高的电场强度，从而增加局部放电的风险。绝缘介质间的应力分布也可能因长期运行而发生变化，导致某些区域承受过大的应力，进而引发绝缘破坏。

基于上述情况，本申请提出一种高频高压变压器及其控制方法、电能转变结构，下面结合实施例和附图对本申请做详细说明。

作为本申请高频高压变压器的一种实施例，可以包括磁芯1、低压侧线圈组件、高压侧线圈组件4、散热板6、两组绝缘骨架2和多组导电排5。

所述高压侧线圈组件4为灌封结构，包括两组并排设置的子高压侧线圈组件，两组子高压侧线圈组件紧靠设置，且每组子高压侧线圈组件内部分别形成一个容放孔。高压侧线圈组件4采用灌封结构，不同于现有高频高压变压器全灌封的结构，也能够保护高压侧线圈组件4免受外界环境影响，减少电磁干扰，提高安全性。两组子高压侧线圈组件并排设置并紧靠，形成两个容放孔，这样的布局优化了磁芯1的安装位置，确保了磁通量的高效传递。

所述磁芯1呈环状，套设于两组子高压侧线圈组件紧靠的边上，使磁芯1相对的两个边分别位于两个容放孔内。磁芯1采用环状设计，能够有效集中磁场，减少漏磁，提高能量转换效率。磁芯1套设在两组子高压侧线圈组件紧靠的边上，这种设计使得磁芯1的每一侧都能与对应的子高压侧线圈组件紧密耦合，增强磁场的利用率。

两组所述绝缘骨架2分别套设于磁芯1相对的两个边上。两组绝缘骨架2为低压侧线圈组件提供了支撑结构，同时也保证了线圈与磁芯之间的电气隔离，防止短路。实际应用中，绝缘骨架2可以采用高性能绝缘材料，能够承受高电压而不被击穿即可。

所述低压侧线圈组件包括两组并联的子低压侧线圈组件3，两组子低压侧线圈组件3分别套设于两组绝缘骨架2上。低压侧线圈组件与高压侧线圈组件4通过磁芯1耦合，实现电压的升降转换，本申请中低压侧线圈组件的安装方式，也同时考虑了散热和电气绝缘的需求。

多组导电排5分别安装在子低压侧线圈组件3和子高压侧线圈组件上，并向高压侧线圈组件4外部延伸。导电排5的设置用于连接低压侧线圈组件和外部电路，以及高压侧线圈组件4和外部电路，进而实现电能的输入输出。

所述散热板6安装于高压侧线圈组件4底部；或者，所述散热板6安装于磁芯1底部；其中，底部是指容放孔贯穿的任一端。散热板6的设置使高频高压变压器能够有效散热，防止因低压侧线圈组件和高压侧线圈组件4过热而导致的性能下降或损坏。实际应用中，散热板6的材料可以选用高热导率材料，如铝或铜，还可以通过热设计优化散热路径，确保高频高压变压器长期稳定运行。

如图1所示，为本申请高频高压变压器一个实施例的爆炸图，如图2所示，为图1的组装图。如下通过该实施例对本申请做进一步说明。

磁芯1采用多对UU型磁芯拼装而成，每对UU型磁芯开口端相对放置，上下对齐拼装。实际应用中，UU型磁芯的对数可以根据高频高压变压器的容量需求进行调整，本实施例中采用4对UU型磁芯。每对UU型磁芯具有两个平行的腿部，以及一个连接这两个腿部的顶部和底部，这种设计使得磁芯1能够形成一个闭合的磁路，从而提高磁场的效率和强度。通过多对UU型磁芯的拼装，可以形成更长的磁路或更复杂的磁场结构，增加磁芯1的灵活性和可扩展性。作为一种示例，磁芯1可以采用铁氧体磁芯，在高频的时候磁芯1损耗小，易于成型和组装，可以灵活调节电感量，市场使用广泛，成本低。在本申请的其他实施例中，也可以用EE型磁芯替代UU型磁芯。

绝缘骨架2套装在UU型磁芯的两个腿部上，用于进行低压侧线圈组件和磁芯1之间的绝缘，绝缘骨架2使得低压侧线圈组件远离磁芯1结合处的气隙散磁通，能够有效减小低压侧线圈组件因散磁通所造成的涡流损耗。在本实施例中，绝缘骨架2采用环氧树脂材料。需要说明的是，绝缘骨架2的首要功能是提供低压侧线圈组件与磁芯1之间的电气隔离，防止电流直接从低压侧线圈组件流向磁芯1，或在两者之间形成意外的电气连接，从而保证电路的安全性和稳定性。另外，在磁芯1结合处，特别是气隙附近，磁场线可能会发散（散磁通）。这种发散的磁场线如果直接穿过低压侧线圈组件，会在线圈中产生涡流，进而造成能量损失（涡流损耗）。绝缘骨架2通过将低压侧线圈组件与这些发散的磁场线隔离，有效减小了涡流损耗，提高了设备的效率。

子低压侧线圈组件3采用中空的立方体状，套装在绝缘骨架2中。实际应用中，子低压侧线圈组件3可以由全换位的利兹线绕制而成，在高频下减小趋肤效应和邻近效应，从而减小子低压侧线圈组件3高频交流损耗。两组子低压侧线圈组件3并联使用，减小子低压侧线圈组件3电流密度，减小高频高压变压器温升和损耗。作为一种示例利兹线外层绝缘等级采用H等级或者更高等级，耐温不小于180℃，保证高频高压变压器在负载下长期运行也不会绝缘失效，进而确保高频高压变压器的运行稳定性。将子低压侧线圈组件3放在容放孔内侧的益处是，使得子低压侧线圈组件3与磁芯1和地之间没有很大的绝缘要求，可以有效的节省空间，增大高频高压变压器的整体功率密度。实际应用中，低压侧线圈组件只需与磁芯1满足基础绝缘即可，无需使用环氧树脂等材质的灌封胶，增大了散热面积。

如图3所示，为高压侧线圈组件4的一种示意图，如图4所示，为图3的A-A剖视图，如图5所示，为内侧金属屏蔽层4.5的局部放大图。高压侧线圈组件4整体为立方体状的立式结构，可以包括高压侧线圈4.4和环网格布4.3。高压侧线圈4.4绕设在环网格布4.3上，高压侧线圈4.4和环网格布4.3之间设置有内侧金属屏蔽层4.5，高压侧线圈4.4外部包覆有内侧半导电层4.6。两组子高压侧线圈组件的内侧半导电层4.6紧靠设置，形成高压侧线圈组件预成品。高压侧线圈组件预成品外部封装有灌封胶4.2，灌封胶4.2外部涂覆有外侧半导电层4.7。环网格布4.3可以提供支撑和固定作用，确保高压侧线圈4.4在运行过程中保持稳定的形状和位置。

实际制备过程中，可以先绕制环氧材质的环网格布4.3，留出高压侧线圈组件4和低压侧线圈组件的绝缘距离，保证高频高压变压器的原边和副边耐压隔离要求，之后再绕制高压侧线圈4.4，高压侧线圈4.4可以由全换位的利兹线绕制而成，在高频下减小趋肤效应和邻近效应，从而减小高压侧线圈4.4高频交流损耗。两组子高压侧线圈组件并联使用，能够减小线圈电流密度，减小高频高压变压器的温升和损耗。利兹线外层绝缘等级可以采用H等级或者更高等级，耐温通常不小于180℃，保证高频高压变压器在负载下长期运行也不会绝缘失效，进而保证高频高压变压器的运行稳定性。再用内侧金属屏蔽层4.5在高压侧线圈4.4内侧分别绕一圈，内侧金属屏蔽层4.5首尾之间留有5-20mm的距离，并焊接金属引线将内侧金属屏蔽层4.5引出，两组子高压侧线圈组件的内侧金属屏蔽层4.5分别引出后并联。再用半导电层材料包覆在高压侧线圈4.4上，形成内侧半导电层4.6。再将带有内侧金属屏蔽层4.5和内侧半导电层4.6的高压侧线圈4.4作为半成品放在灌封模具里面，四周预留足够的绝缘距离，保证耐压。再进行抽真空加热灌封，灌封物为环氧树脂灌封胶，导热系数在1-3W(m·K)，保证灌封后的子高压侧线圈组件的热传导出来。环网格布4.3和灌封胶4.2固化之后的等级通常为H等级，耐温通常不小于180℃。然后在灌封胶4.2固化完成脱模后，在灌封胶4.2的外围，增加外侧半导电层4.7的接地外屏蔽结构。外侧半导电层4.7涂覆后可紧密地附着在灌封胶4.2表面，将全部的电应力约束到灌封胶4.2中，以消除灌封胶4.2外空气间隙中的局部放电情况。如图6所示，为高压侧线圈组件4、低压侧线圈组件和内侧金属屏蔽层4.5的原理示意图。图6中，X表征低压侧线圈组件。

在本申请的一些实施例中，子高压侧线圈组件灌封时，可以在高压侧线圈4.4的金属引线上增加绝缘子，并在绝缘子外包覆高介电的应力缓释带4.1，绝缘子能够增大高压侧线圈4.4与地之间的爬电距离，高介电的应力缓释带4.1可以改善导致出线端沿面电场分布畸变严重的情况，使电场分布均匀，将局部放电情况控制在标准以内。

在本申请的一些实施例中，导电排5采用铜排，导电排5分别连接在高压侧线圈组件4和低压侧线圈组件的尾部，以便于与外部电路的高压模块和低压模块进行电气连接。

高压侧线圈组件4和低压侧线圈组件的绝缘距离预留好之后，进行高压侧线圈组件4整体灌封，由于环氧树脂灌封胶的导热系数在1-3W(m·K)，能够增加高压侧线圈组件4的散热。在保证绝缘耐压的基础上，环氧树脂用量可以大幅减小，进而降低成本，增加整体高频高压变压器的散热面积。低压侧线圈组件和高压侧线圈组件4可灵活搭配组装，即使出现耐压不良的情况，未破坏的低压侧线圈组件和高压侧线圈组件4也可以重复利用，降低成本，提高经济效益。

散热板6也可以用于固定高频高压变压器，在磁芯1底部用环氧树脂胶进行固化组装固定，同时传导高频高压变压器所产生的热量。在本实施例中，散热板6可以采用铝板，也可以用绝缘板替代。另外，也可以用撑板或拉杆进行固定。

另外，散热板6安装于磁芯1底部时，可以设置低压绕组线圈撑条7和高压绕组线圈撑条8，低压绕组线圈撑条7安装在散热板6和子低压侧线圈组件3之间，高压绕组线圈撑条8安装在散热板6和子高压侧线圈组件之间。其中，低压绕组线圈撑条7在组装高频高压变压器时，可以使低压侧线圈组件置于磁芯1中间位置，发挥支撑作用，使低压侧线圈组件不会压在磁芯1上，保证绝缘的同时，又能增加低压侧线圈组件的稳定性，避免因为低压侧线圈组件压在磁芯1上，导致磁芯1被压坏，影响电气性能。高压绕组线圈撑条8在组装高频高压变压器时，使高压侧线圈组件4位于磁芯1的中间位置，发挥支撑作用，使高压侧线圈组件4不会压在磁芯1上，保证绝缘的同时，又能增加高压侧线圈组件4的稳定性，避免高压侧线圈组件4压在磁芯1上，将磁芯1压坏，影响电气性能。低压绕组线圈撑条7和高压绕组线圈撑条8也能够对应避免低压侧线圈组件和高压侧线圈组件4掉落，造成与磁芯1之间的绝缘距离不足，引起耐压不良。

本申请的高频高压变压器制作方法简单，易于成型和组装，可以灵活调节电感量。高压侧线圈组件4单独灌封，灌封胶4.2不与磁芯1整体灌注在一起，有效降低了高频高压变压器运行温度升高之后，由于环氧树脂与磁芯1的热膨胀系数不一致，造成磁芯1拉裂发生的概率，不会因此导致电性能急剧降低，进而保证了高频高压变压器的可靠性。

本申请还提出了上述高频高压变压器的控制方法，可以包括：

通过控制低压侧线圈组件和高压侧线圈组件4的相对面积，调节高频高压变压器的漏感；

通过控制磁芯1、低压侧线圈组件和高压侧线圈组件4的绝缘距离，使高频高压变压器适配不同的耐压环境要求。

实际应用中，在LLC（表示包含两个电感和一个电容）谐振变换器拓扑中，漏感可作为谐振电感使用，使得应用本申请高频高压变压器的高频变压电路无需外加谐振电感，减少了元器件的使用，能够节省空间，降低成本，增加经济效益。

如图7所示，为本申请电能转变结构的一种示意图，图7中，数字“4”和数字“4.5”均为附图标记，为高压侧线圈组件4和内侧金属屏蔽层4.5，X表征低压侧线圈组件。电能转变结构可以包括高压模块、低压模块和前述的高频高压变压器。高频高压变压器的高压侧线圈组件4与高压模块相连，低压侧线圈组件与低压模块相连，高频高压变压器的高压侧线圈组件4连接外部电力电子变换模块，用于接收电力电子变换模块产生的交流源。

电力电子变换模块产生交流源时，磁芯1中便会产生交变磁通，从而产生交变的磁场，低压侧线圈组件就会产生感应电动势，完成能量的传递，实现将一种电力特征的电能转变为另一种电力特征的电能，集中实现电气隔离、电压变换、无功补偿、功率传输与控制、能量双向流动的功能。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高频高压变压器，其特征在于，包括磁芯(1)、低压侧线圈组件、高压侧线圈组件(4)、散热板(6)、两组绝缘骨架(2)和多组导电排(5)；

所述高压侧线圈组件(4)为灌封结构，包括两组并排设置的子高压侧线圈组件，两组子高压侧线圈组件紧靠设置，且每组子高压侧线圈组件内部分别形成一个容放孔；

所述磁芯(1)呈环状，套设于两组子高压侧线圈组件紧靠的边上，使磁芯(1)相对的两个边分别位于两个容放孔内；

两组所述绝缘骨架(2)分别套设于磁芯(1)相对的两个边上；

所述低压侧线圈组件包括两组并联的子低压侧线圈组件(3)，两组子低压侧线圈组件(3)分别套设于两组绝缘骨架(2)上；

多组导电排(5)分别安装在子低压侧线圈组件(3)和子高压侧线圈组件上，并向高压侧线圈组件(4)外部延伸；

所述散热板(6)安装于高压侧线圈组件(4)底部；或者，所述散热板(6)安装于磁芯(1)底部；其中，底部为容放孔贯穿的任一端。

2.根据权利要求1所述高频高压变压器，其特征在于，还包括低压绕组线圈撑条(7)和高压绕组线圈撑条(8)；

所述散热板(6)安装于磁芯(1)底部；

所述低压绕组线圈撑条(7)安装在散热板(6)和子低压侧线圈组件(3)之间，用于支撑子低压侧线圈组件(3)；

所述高压绕组线圈撑条(8)安装在散热板(6)和子高压侧线圈组件之间，用于支撑子高压侧线圈组件。

3.根据权利要求1所述高频高压变压器，其特征在于，所述子高压侧线圈组件包括高压侧线圈(4.4)和环网格布(4.3)；

所述高压侧线圈(4.4)绕设在环网格布(4.3)上，高压侧线圈(4.4)和环网格布(4.3)之间设置有内侧金属屏蔽层(4.5)，高压侧线圈(4.4)外部包覆有内侧半导电层(4.6)；

两组子高压侧线圈组件的内侧半导电层(4.6)紧靠设置，形成高压侧线圈组件预成品；

所述高压侧线圈组件预成品外部封装有灌封胶(4.2)，灌封胶(4.2)外部涂覆有外侧半导电层(4.7)。

4.根据权利要求3所述高频高压变压器，其特征在于，所述内侧金属屏蔽层(4.5)采用铜箔。

5.根据权利要求4所述高频高压变压器，其特征在于，所述铜箔环绕高压侧线圈(4.4)内壁的首尾之间留有5-20mm的空隙距离，且铜箔上连接有金属引线；

两组子高压侧线圈组件的金属引线并联。

6.根据权利要求5所述高频高压变压器，其特征在于，所述导电排(5)设置有四组；

其中两组导电排(5)的一端分别连接两组子低压侧线圈组件(3)，另外两组导电排(5)的一端分别连接在两组子高压侧线圈组件的金属引线上。

7.根据权利要求6所述高频高压变压器，其特征在于，还包括绝缘子；

所述绝缘子连接在金属引线上，绝缘子外部包覆应力缓释带(4.1)。

8.根据权利要求7所述高频高压变压器，其特征在于：

所述散热板(6)采用铝板；

所述导电排(5)采用铜排；

所述绝缘骨架(2)采用环氧树脂骨架。

9.一种权利要求1至8任一所述高频高压变压器的控制方法，其特征在于，包括：

通过控制低压侧线圈组件和高压侧线圈组件(4)的相对面积，调节高频高压变压器的漏感；

通过控制磁芯(1)、低压侧线圈组件和高压侧线圈组件(4)的绝缘距离，使高频高压变压器适配不同的耐压环境要求。

10.一种电能转变结构，包括高压模块和低压模块；其特征在于，还包括权利要求1至8任一所述高频高压变压器；

所述高频高压变压器的高压侧线圈组件(4)与高压模块相连，低压侧线圈组件与低压模块相连；

所述高频高压变压器的高压侧线圈组件(4)连接外部电力电子变换模块，用于接收电力电子变换模块产生的交流源。