一种应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器制造技术

本发明专利技术涉及一种应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器，包括高压绕组、低压绕组、风道骨架、铁芯、热管、散热片，高低压绕组浇注体与铁芯之间有风道，能够加强铁芯的散热性；高频变压器铁芯用绝缘护壳包覆，并用高导热的硅胶灌封，提高铁芯耐温等级、变压器的抗振动性和耐腐蚀性；高压绕组使用半导电材料包覆，形成屏蔽层，能够有效降低高压绕组与低压绕组间的局部放电值；绕组整体使用环氧树脂真空浇注，能够提高高频变压器耐压以及降低高低压绕组间的局部放电值，低压绕组与风道之间浇注热管，铜管在浇注体外直连散热片，提高低压绕组的散热性，从而提高能量路由器的安全性和使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器


[0001]本专利技术属于电力系统领域，具体涉及一种应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器。

技术介绍

[0002]为促进集成互补的能源互联网现代能源体系建设的要求，大幅提高基于大功率的能量路由器、电力电子变压器、直流变压器、电容变压器、柔性变压器等新理念产品的生产能力，该类产品通常采用模块化级联拓扑，接近中压电网一端的模块在电力电子开关器件导通时，高频变压器高压侧有高电位，需要与低压侧有良好的绝缘性能，而能量路由器的体积主要受高压高频变压器功率密度的影响，当前市场上的高压高频变压器主要存在功率密度小、抗振动性差、散热差、耐腐蚀差等缺点，这就迫切需要一种抗振动性强、功率密度高、散热性能好、耐腐蚀性强的高压高频变压器。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器，起到隔离电气、改变高压与低压变比的作用，具有功率密度大、散热性好、抗振动性强以及耐腐蚀性强等。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器，包括高压绕组、低压绕组、风道骨架、铁芯、热管、散热片，其中：
[0005]高压绕组，连接能量路由器的高压侧，接收输入电压或电流；
[0006]低压绕组，连接能量路由器的低压侧，输出电压或电流；
[0007]铁芯，用于电磁耦合和功率传输，并使用硅胶类高导热材料灌封浇注，用于增强铁芯的耐温等级和防护性能以此提高变压器的抗振动性、耐腐蚀性和使用寿命，且该铁芯可以重复使用，同时铁芯窗口高度和宽度可缩小10mm至20mm，减小变压器的漏感；
[0008]热管，放置在低压绕组与风道骨架之间，对热管进行浇注，加强低压绕组的散热；
[0009]风道骨架，在低压绕组与铁芯之间，并作为绕组浇注的内壁，形成铁芯和绕组的散热通道；
[0010]散热片，直连铜管，用于加强高压高频变压器的散热功能；
[0011]其中，高压绕组和低压绕组使用环氧树脂浇注，加强其防护等级和耐压水平；风道骨架环绕在铁芯的周围，形成散热风道；热管在低压绕组与风道骨架之间分布，热管与低压绕组保证5kV的耐压，热管在浇注体外直连散热片；浇注体与铁芯之间留有风道，用于加强铁芯的散热。
[0012]进一步地，高压绕组用半导电材料包覆，形成屏蔽层，用于提高高压高频变压器的局放水平，从而提高变压器的寿命。
[0013]进一步地，热管直连散热片，提高变压器的散热性，极大的降低低压绕组温升，减小铁芯的窗口面积，提高变压器的功率密度。
[0014]本专利技术的有益效果：
[0015]1.由于高压绕组使用半导电材料包覆，提高了高频变压器的耐压水平，从而提高能量路由器的安全性和使用寿命。
[0016]2.由于高压绕组、低压绕组、热管使用环氧树脂浇注，浇注体外部的热管直连散热片，铁芯使用硅胶浇注，加大的提高变压器的散热性、抗振动性及耐腐蚀性。
附图说明
[0017]图1为本专利技术应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器的结构示意图。
[0018]图2为本专利技术应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器的热管以及散热片的结构示意图。
[0019]图3为本专利技术应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器的能量路由器的拓扑图。
[0020]图4为本专利技术应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器的AC/DC模块与DC/DC模块的串联拓扑图。
[0021]注：1
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高压绕组，2
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散热片，3
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铁芯护壳，4
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铁芯，5
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低压绕组，6
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浇注体，7
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热管。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。
[0023]针对上述问题，如图1所示，一种应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器，包括1
‑
高压绕组，2
‑
散热片，3
‑
铁芯护壳，4
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铁芯，5
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低压绕组，6
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浇注体，7
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热管。所述绕组浇注体与铁芯之间留有风道，高压绕组使用半导电材料包覆，形成屏蔽层，所述高压绕组、低压绕组使用环氧树脂真空浇注，所述低压绕组与风道骨架之间浇注热管，浇注体外部热管直连散热片。
[0024]高频变压器的绕组浇注体与铁芯之间留有风道，增强铁芯和绕组的散热性。高压绕组使用半导电材料包覆，形成屏蔽层，能够有效降低高频变压器的高压绕组与低压绕组间的局部放电值。高压绕组和低压绕组使用环氧树脂真空浇注，能够极大提高高频变压器耐压和局放水平，低压绕组与风道骨架之间浇注热管，热管在浇注体外直连散热片，极大的提高低压绕组的散热性，从而提高能量路由器的安全性和使用寿命。
[0025]如图2所示，热管和散热片均设计为圆弧结构，加大热管与低压绕组的接触面积，有利于低压绕组的散热。
[0026]如图3所示，为能量路由器的一种常用拓扑，该拓扑有四级变换，中压工频交流电压通过第一级AC/DC变换器整流，再通过第二级DC/AC变换成高频方波电压，第三级通过隔离高频变压器进行隔离和电压变换，第四级为AC/DC整流变换，输出直流电压，可直接连接储能、光伏、直流充电桩等，达到光储冲一体化的效果。
[0027]能量路由器通常采用模块串联分压的方式提高设备的耐压水平，图4为AC/DC模块与DC/DC模块串联的拓扑图，位于接近中压电网一端的模块具有高电位，所以在电力电子开关器件导通时，与开关器件相连的高频变压器高压侧同样具有高电位，设计高频变压器需
要考虑高耐压和局放控制，且需要考虑变压器的整体温升、耐腐蚀性和抗振动性。
[0028]上述实施方式中，采用的是能量路由器的一种典型拓扑，作为其它实施方式，也可以应用到采用模块化结构的其它能量路由器的拓扑中。
[0029]上述实施方式中，本专利技术的高频变压器应用到能量路由器的领域，作为其他实施方式，也可以应用到交直流配电网、电力电子技术和电力系统领域。
[0030]上述实施方式中，本专利技术的变压器为高频变压器，作为其他实施方式，也可以应用到中频变压器和低频变压器上。
[0031]以上给出了具体的实施方式，但本专利技术不局限于以上所描述的实施方式。在不脱离本专利技术原理的情况下，对实施方式进行变化、修改、替换和变型仍落入本专利技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于能量路由器的热管散热高压高频变压器，包含高压绕组、低压绕组、风道骨架、铁芯、热管、散热片，其特征在于：高压绕组，连接能量路由器的高压侧，接收输入电压或电流；低压绕组，连接能量路由器的低压侧，输出电压或电流；铁芯，使用硅胶类高导热材料灌封浇注，起到电磁耦合的作用；热管，放置在低压绕组与风道骨架之间，对热管进行浇注，加强低压绕组的散热；风道骨架，在低压绕组与铁芯之间，并作为绕组浇注的内壁，形成铁芯和绕组的散热通道；散热片，直连热管，用于加强高压高频变压器的散热功能；其中，高压绕组与低压绕组用环氧树脂浇注成浇注体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范建华，徐鹏飞，肖汝腾，谢堂林，王庆园，韩长忠，于晓强，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：