一种大功率中频隔离变压器制造技术

本发明专利技术公开了一种大功率中频隔离变压器，至少包含一个变比为1:1的变压器单元；变压器单元包括一次绕组、二次绕组、第一立板、第二立板、第一绝缘支撑子、第二绝缘支撑子和环形磁芯；一次绕组固定在两侧立板之间；二次绕组固定在两侧绝缘支撑子之间，且二次绕组与一次绕组同轴设置；环形磁芯固定在所述一次绕组外侧；一次绕组和所述二次绕组通过环形磁芯实现磁耦合。本发明专利技术提供的大功率中频隔离变压器的整体结构紧凑，模块化设计，变比可调，调整灵活、节约成本；一、二次的同轴结构，二次绕组外的环形磁芯结构，漏感小，损耗小，磁芯不必单独冷却。对于不同的功率要求，可灵活调整磁芯个数，以避免磁芯饱和、控制温升，满足功率传输要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种大功率中频隔离变压器，至少包含一个变比为1:1的变压器单元；变压器单元包括一次绕组、二次绕组、第一立板、第二立板、第一绝缘支撑子、第二绝缘支撑子和环形磁芯；一次绕组固定在两侧立板之间；二次绕组固定在两侧绝缘支撑子之间，且二次绕组与一次绕组同轴设置；环形磁芯固定在所述一次绕组外侧；一次绕组和所述二次绕组通过环形磁芯实现磁耦合。本专利技术提供的大功率中频隔离变压器的整体结构紧凑，模块化设计，变比可调，调整灵活、节约成本；一、二次的同轴结构，二次绕组外的环形磁芯结构，漏感小，损耗小，磁芯不必单独冷却。对于不同的功率要求，可灵活调整磁芯个数，以避免磁芯饱和、控制温升，满足功率传输要求。【专利说明】一种大功率中频隔离变压器
本专利技术属于变压器领域，更具体地，涉及一种大功率中频隔离变压器。
技术介绍
隔离变压器是指输入绕组与输出绕组在电气上彼此隔离的变压器，它的原理与普通干式变压器相同，也是利用电磁感应原理，使得二次回路对地浮空，以保证用电安全。中频信号是指频率范围为300kHz?3MHz射频电磁波信号，多被用于AM电台、感应加热、等离子体装置等。由于射频的“趋肤效应”，以硅钢片为磁芯的传统变压器无法在中频范围内使用。目前，中频变压器采用的方案主要有同轴线变压器、空心变压器、传统铁氧体磁芯变压器。同轴线变压器用在中频功率放大电路中起阻抗变换作用，具有一定的电压隔离作用，但功率容量不高，一般不超过lkw。空心变压器中频功率传输时漏感较大，传输效率低，应用较少。传统铁氧体磁芯变压器主要有两种结构形式，一种是在柱式铁氧体磁芯上缠绕一、二次侧绕组，另一种是在闭合铁氧体磁芯上缠绕一、二次绕组，它们的缺点是变压器漏感相对较大，传输效率相对较低，特别是在大功率(几十千瓦到上百千瓦)传输时损耗较大，铁氧体磁芯发热严重，不能长时间工作。而且，在大功率传输时所需的导线比较粗，如果绕组之间要满足高电压隔离，导线的绝缘层就要求比较厚，变压器绕组难以制造。因此，采用传统中频变压器方案存在难以同时兼顾大功率容量、高效率传输和中频高电压隔离的问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种大功率中频隔离变压器，其目的在于提出一种变比、功率容量调节灵活，既能够高效传输中频功率，又具备高电压隔离功能的变压器解决方案；解决了传统变压器方案存在的难以同时兼顾大功率容量、高效率传输和中频高电压隔离的问题。本专利技术为中频大功率的隔离传输提供一种可行方案，同时也可以优化中频阻抗匹配网络结构和参数。本专利技术提供了一种大功率中频隔离变压器，包括至少一个变比为1:1的变压器单元；所述变压器单元包括一次绕组、二次绕组、第一立板、第二立板、第一绝缘支撑子、第二绝缘支撑子和环形磁芯；所述一次绕组与位于所述一次绕组两侧的第一立板和第二立板固定连接；所述二次绕组通过位于二次绕组两端的第一绝缘支撑子和第二绝缘支撑子分别固定在所述第一立板和所述第二立板之间，且所述二次绕组与所述一次绕组同轴设置；所述环形磁芯固定在所述一次绕组外侧；所述一次绕组和所述二次绕组通过所述环形磁芯实现磁耦合。本专利技术还提供了一种大功率中频隔离变压器，包括η个变比为1:1的变压器单元，η个变比为1:1的变压器单元中的一次绕组串联，且二次绕组并联后构成一个变比为η:1的变压器；所述变压器单元包括一次绕组、二次绕组、第一立板、第二立板、第一绝缘支撑子、第二绝缘支撑子和环形磁芯；所述一次绕组与位于所述一次绕组两侧的第一立板和第二立板固定连接；所述二次绕组通过位于二次绕组两端的第一绝缘支撑子和第二绝缘支撑子分别固定在所述第一立板和所述第二立板之间，且所述二次绕组与所述一次绕组同轴设置；所述环形磁芯固定在所述一次绕组外侧；所述一次绕组和所述二次绕组通过所述环形磁芯实现磁耦合；n为大于I的正整数。本专利技术还提供了一种大功率中频隔离变压器，包括n*m个变比为1:1的变压器单元，在一次侧，n*m个绕组分为η组，每组m个并联，然后η组串联；在二次侧，n*m个绕组分为m组，每组η个并联，然后m组串联；构成一个变比为n:m的变压器单元；所述变压器单元包括一次绕组、二次绕组、第一立板、第二立板、第一绝缘支撑子、第二绝缘支撑子和环形磁芯；所述一次绕组与位于所述一次绕组两侧的第一立板和第二立板固定连接；所述二次绕组通过位于二次绕组两端的第一绝缘支撑子和第二绝缘支撑子分别固定在所述第一立板和所述第二立板上，且所述二次绕组与所述一次绕组同轴设置；所述环形磁芯固定在所述一次绕组外侧；所述一次绕组和所述二次绕组通过所述环形磁芯实现磁耦合；n、m均为大于I的正整数，η与m不相等。更进一步优选地，在所述一次绕组和所述环形磁芯之间填充一定厚度的绝缘物质，保证环形磁芯与所述一次绕组同轴。更进一步优选地，所述一次绕组采用金属管，所述二次绕组采用金属管或者高压绝缘电缆。更进一步优选地，所述二次绕组采用内空的金属管，并在金属管中通冷却水散热。更进一步优选地，所述环形磁芯采用环形铁氧体磁芯，由多个环形铁氧体叠加而成，并套接在所述一次绕组上。本专利技术提供的大功率中频隔离变压器的整体结构紧凑，模块化设计，调整灵活、节约成本；一、二次绕组的同轴结构，二次绕组外的环形磁芯结构，漏感小，发热少，不必单独为磁芯提供冷却，能满足大功率高效传输要求。对于不同的功率条件，可灵活调整磁芯个数，避免磁芯饱和、控制温升，以实现大功率、高效的功率传输。采用了射频绝缘材料，提高了绝缘性能，能实现高电压条件下的电气隔离。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的大功率中频隔离变压器中1:1变压器单元的结构剖视图；图2为本专利技术实施例提供的大功率中频隔离变压器中变压器单元的磁芯结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一个变比为3:1 (η:1)的变压器电气示意图；图4为本专利技术实施例提供的一个变比为3:1的变压器结构外形图；图5为本专利技术实施例提供的的一个变比为3:2 (n:m)的变压器电气示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:1为二次绕组、2为第一立板、3为一次绕组、4为第一绝缘支撑子、5为固定螺栓、6为第二立板、7为环形磁芯、8为第二绝缘支撑子、9为并联连接板、10为分支水冷管、11为入水管、12为四通连接、13为管接头、14为连接固定卡、15为串联连接件、16为底座和17出水管。【具体实施方式】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仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术涉及的大功率中频隔离变压器至少包含一个变比为1:1的变压器单元，如附图1所示。变压器单元包括一次绕组3、二次绕组1、第一立板2、第二立板6、第一绝缘支撑子4、第二绝缘支撑子8和环形磁芯7 次绕组3与位于一次绕组3两侧的第一立板2和第二立板6固定连接；二次绕组I通过位于二次绕组I两端的第一绝缘支撑子4和第二绝缘支撑子8分别固定在第一立板2和所述第二立板6上，且二次绕组I与一次绕组3同轴设置；环形磁芯7固定在一次绕组3外侧；一次绕组3和二次绕组I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率中频隔离变压器，其特征在于，包括至少一个变比为1:1的变压器单元；所述变压器单元包括一次绕组（3）、二次绕组（1）、第一立板（2）、第二立板（6）、第一绝缘支撑子（4）、第二绝缘支撑子（8）和环形磁芯（7）；所述一次绕组（3）与位于所述一次绕组（3）两侧的第一立板（2）和第二立板（6）固定连接；所述二次绕组（1）通过位于二次绕组（1）两端的第一绝缘支撑子（4）和第二绝缘支撑子（8）分别固定在所述第一立板（2）和所述第二立板（6）之间，且所述二次绕组（1）与所述一次绕组（3）同轴设置；所述环形磁芯（7）固定在所述一次绕组（3）外侧；所述一次绕组（3）和所述二次绕组（1）通过所述环形磁芯（7）实现磁耦合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬，陈德智，汪辰热，岳海昆，刘开锋，黄江，李小飞，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：