專利名稱：高頻升壓變壓器和遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型申請(qǐng)涉及的是高頻升壓變壓器和高頻升壓整流變壓器。
背景技術(shù)：
初級(jí)輸入采用高頻信號(hào)以得到次級(jí)高電壓輸出，實(shí)現(xiàn)縮小變壓器體積獲得高電壓輸出技術(shù)目的，是科技技術(shù)人員推出高頻高壓變壓器產(chǎn)品的技術(shù)初衷。高頻高壓變壓器廣泛應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)有高頻變壓器面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題是如何削弱變壓器自身分布參數(shù)帶來的不良影響，而且技術(shù)人員所追求的是最好完全避免自身分布參數(shù)不良影響。但變壓器漏感和分布電容的存在不可避免的，尤其是工作在高頻條件下，次級(jí)繞組側(cè)由此產(chǎn)生無效電流，造成變壓器工作效率低，且自身發(fā)熱嚴(yán)重。減小漏感和分布電容、降低分布參數(shù)對(duì)變壓器性能的影響，已有技術(shù)中雖設(shè)計(jì)采用多種技術(shù)手段，但削弱分布參數(shù)的影響技術(shù)解決手段非常有限，而且所取得的技術(shù)效果也不足以彌補(bǔ)由此而引起的其它技術(shù)問題。 另外，現(xiàn)有的高頻變壓器自身獲得萬伏電壓、幾十萬伏的變壓高壓輸出非常困難，只得借助倍壓整流電路輔助獲得高電壓輸出，因此使體積變得龐大，工作不穩(wěn)定和發(fā)熱等現(xiàn)象趨勢(shì)加劇?，F(xiàn)有高頻高壓變壓器，次級(jí)繞組有分層、分段或分線包繞制形式，以次級(jí)繞組結(jié)構(gòu)為例，次級(jí)繞組分為多個(gè)線包，各線包之間串聯(lián)連接，每個(gè)線包從最內(nèi)層開始逐層向外多層繞制，內(nèi)外相鄰兩層的電氣連接方式主要有“]”型、“Z”型、“Z”型三種繞組結(jié)構(gòu)。多層間往復(fù)回線繞制結(jié)構(gòu)，繞組同名端與異名端層間重疊，使得層間空間感應(yīng)電場(chǎng)抵消疊加，初、次級(jí)繞組耦合效率降低；另外，還存在正向輸入激勵(lì)耦合維持不足、反向輸入回程時(shí)段瞬間泄放出現(xiàn)大量耦合損失的技術(shù)問題，也導(dǎo)致變壓器工作效率進(jìn)一步下降。由于以上多種因素， 導(dǎo)致高壓側(cè)電壓值與理論值相差甚遠(yuǎn)，高頻變壓器性能極差，次級(jí)繞組、鐵芯以及屏蔽層過流過熱，高壓輸出能力低下，抑制了高壓輸出能力。因此設(shè)計(jì)推出尤其是高壓、特高壓高頻變壓器就成為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員共同面對(duì)的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型專利申請(qǐng)的發(fā)明目的在于提供一種以小體積構(gòu)成實(shí)現(xiàn)高變壓效率、大變壓比的高頻升壓變壓器和遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，它能夠可靠的輸出高壓以及特高壓值。本實(shí)用新型專利申請(qǐng)?zhí)峁┑母哳l升壓變壓器技術(shù)方案，其技術(shù)方案是一種高頻升壓變壓器，初級(jí)繞組和次級(jí)繞組同名端同端、內(nèi)、外經(jīng)絕緣屏蔽層徑向重疊設(shè)置在鐵芯上，次級(jí)繞組包括有若干與初級(jí)繞組繞向和螺線方向相同、沿鐵芯軸線同軸向順序絕緣排列的繞組段。本實(shí)用新型專利申請(qǐng)還提供有遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，它的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組同名端同端、內(nèi)、外經(jīng)絕緣屏蔽層徑向重疊設(shè)置在鐵芯上，次級(jí)繞組包括有若干與初級(jí)繞組繞向和螺線方向相同、沿鐵芯軸線同軸向順序絕緣排列的繞組段，按激勵(lì)方向、每一繞組段均串聯(lián)一快速恢復(fù)二極管后與一電容并聯(lián)構(gòu)成一繞組回路單元，若干繞組回路單元次串聯(lián)構(gòu)成次級(jí)繞組。在上述的整體技術(shù)方案中，所述的若干繞組回路單元依次串聯(lián)構(gòu)成一繞組模塊， 每一繞組模塊串聯(lián)高壓快速恢復(fù)二極管再并聯(lián)電容后依次串聯(lián)構(gòu)成次級(jí)繞組。在上述整體技術(shù)方案中，所述的繞組段均為環(huán)形繞組模片，它是由固定復(fù)合的三層絕緣膜環(huán)片和盤繞設(shè)置在三層絕緣膜環(huán)片之間絕緣間隔的兩層線圈構(gòu)成，所述的兩層線圈于中層絕緣膜環(huán)片兩側(cè)、由絕緣膜環(huán)片內(nèi)緣起始由內(nèi)向外互為反向繞向繞制的兩線圈， 兩層線圈內(nèi)圈端電連接構(gòu)成一完整連續(xù)繞組。所述的兩層線圈可以由一繞組線繞制而成， 即該繞組線中部跨中層絕緣膜環(huán)片內(nèi)邊緣在中層絕緣膜環(huán)片兩側(cè)面起始由內(nèi)至外以互為反向繞向繞制而成的兩層線圈。在上述的整體技術(shù)方案中，所述的繞組段為兩外側(cè)固定復(fù)合有絕緣外層的環(huán)形柔性線路板構(gòu)成的環(huán)形繞組模片，環(huán)形柔性線路板的兩側(cè)面上、由內(nèi)至外以互為反向繞向印制有兩覆銅線圈，兩線圈的內(nèi)圈端電連接構(gòu)成一完整連續(xù)繞組。在上述的整體技術(shù)方案中，初級(jí)繞組和次組繞組之間的屏蔽層為梳形屏蔽片，該梳形屏蔽片的梳片與鐵芯軸向平行。本實(shí)用新型的高頻升壓變壓器和遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器從根本上解決了現(xiàn)有高頻變壓器繞組繞制結(jié)構(gòu)和繞組電路結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的因空間感應(yīng)電場(chǎng)抵消疊加、反向輸入回程損失、導(dǎo)致耦合度弱、變壓比極低、輸出壓值能力不足等技術(shù)問題。變壓器自身分布參數(shù)在本技術(shù)方案中不再被視為清除對(duì)象，其次級(jí)繞組所采取的繞制和順序排布結(jié)構(gòu)，將變壓器的分布參數(shù)與快速恢復(fù)二極管和電容器件的電路組成結(jié)合起協(xié)同作用，由此各繞組段的空間感應(yīng)電場(chǎng)逐梯段壘加、遞增并保持，激勵(lì)耦合變壓效率大幅度提高，其變壓比大幅度提高；在本構(gòu)成中，變壓器自身分布參數(shù)不僅不再是必須根除的不良因素，它們的存在與快速恢復(fù)二極管和電容器件共同協(xié)同，在次級(jí)繞組側(cè)起到耦合遞進(jìn)保持正向激勵(lì)、阻止反向回程泄放的作用，避免輸入回程損失，具有提高變壓輸出效率、具有高壓輸出、保持高壓輸出的可靠性和穩(wěn)定性的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。特別是采用片式繞組結(jié)構(gòu)，體積指標(biāo)更是大幅度縮小，實(shí)現(xiàn)小體積變壓器高壓、特高壓輸出的技術(shù)目的。片式繞組結(jié)構(gòu)，每一多匝數(shù)繞組段在鐵芯軸向上只有單匝繞組、甚至是柔性線路板與絕緣膜疊加厚度軸向尺寸，將匝數(shù)龐大的原線包結(jié)構(gòu)縮減為多片軸向疊壘結(jié)構(gòu)，變壓器體積被極限縮小、變壓耦合輸出效率大幅度提高，可實(shí)現(xiàn)高壓、以至特高壓輸出工作，輸出電壓可達(dá)到十幾萬，幾十萬以及百萬伏的輸出值。本技術(shù)方案還克服了高頻高壓變壓器自身發(fā)熱、技術(shù)指標(biāo)不穩(wěn)定等技術(shù)問題。本產(chǎn)品技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

圖1是本高壓高頻變壓器的繞組接線原理圖圖2、圖3、圖4分別是本遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器的幾種具體實(shí)施例接線原理圖，其中圖3和圖4分別是負(fù)高壓高頻整流變壓器和正高壓高頻整流變壓器的接線原理圖圖5是圖3的負(fù)高頻高壓整流變壓器和圖4的正高頻高壓高壓整流變壓器連接構(gòu)成的直流高壓電力變壓器接線原理圖圖6是初級(jí)繞組的繞制結(jié)構(gòu)示意圖圖7是以環(huán)形繞組模片形式的繞組段的部件軸向展開圖[0016]圖8是環(huán)形繞組模片疊壘時(shí)圓心角相錯(cuò)的結(jié)構(gòu)示意圖圖9是次級(jí)繞組為單層結(jié)構(gòu)的遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器立體剖視圖，若沒有連接設(shè)置相應(yīng)的二極管和電容的器件，則是高頻升壓變壓器立體剖視結(jié)構(gòu)圖圖10是本遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器的立體剖視結(jié)構(gòu)圖，若沒有連接設(shè)置相應(yīng)的二極管和電容的器件，則是高頻升壓變壓器立體剖視結(jié)構(gòu)圖圖11是與圖5對(duì)應(yīng)的直流高壓電力變壓器立體剖視結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型公開的高頻升壓變壓器，如圖1和圖9、圖10省去相應(yīng)的二極管和電容連接的所示結(jié)構(gòu)，初級(jí)繞組W和次級(jí)繞組N2同名端同端、內(nèi)、外經(jīng)絕緣屏蔽層52徑向重疊設(shè)置在鐵芯50上，次級(jí)繞組N2包括有若干與初級(jí)繞組繞向相同和螺線方向相同、沿鐵芯軸線同軸向順序絕緣排列的繞組段nn。在上述的高頻升壓變壓器的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還提供了一種遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，如圖2、圖3、圖4、圖5以及圖9和圖10所示，它包括有鐵芯50、初級(jí)繞組m和次級(jí)繞組N2，初級(jí)繞組m和次級(jí)繞組N2的同名端同端，內(nèi)、外經(jīng)絕緣屏蔽層重疊設(shè)置在鐵芯50上，初級(jí)繞組附與鐵芯50之間設(shè)置絕緣內(nèi)筒層51，相同繞向和螺線方向的初級(jí)繞組 Nl和次級(jí)繞組N2在鐵芯50上內(nèi)、外共同占據(jù)同一軸向長(zhǎng)度，且同名端同端設(shè)置，由絕緣材料，如環(huán)氧樹脂灌封制成。初級(jí)繞組m單層繞制在套裝于鐵芯50的絕緣內(nèi)筒層51上，初級(jí)繞組m在鐵芯 50的占據(jù)長(zhǎng)度應(yīng)與次級(jí)繞組N2在鐵芯50的占據(jù)長(zhǎng)度相等或盡可能接近。初級(jí)繞組m在鐵芯50上單層繞制。若初級(jí)繞組匝數(shù)過多，受鐵芯50長(zhǎng)度限制，無法在鐵芯上形成單層繞制結(jié)構(gòu)時(shí)，圖6示意給出了一種具體實(shí)施結(jié)構(gòu)，初級(jí)繞組m的線圈匝數(shù)按鐵芯50有效長(zhǎng)度所能繞制的圈數(shù)為線圈組數(shù)分為若干線圈組，最好是以鐵芯有效長(zhǎng)度所能繞制圈數(shù)為線圈組數(shù)均分初級(jí)繞組的線圈匝數(shù)，由鐵芯50 —端起始，第一道線圈組10由內(nèi)向外同心徑向盤繞本道線圈匝數(shù)后形成第一道線圈組，然后進(jìn)入下一鐵芯軸向位作為第二道線圈組的繞制位，繞制方向不變，由外向內(nèi)同心徑向繞制本道線圈組匝數(shù)，形成第二道線圈組，依此方法， 沿鐵芯軸向推進(jìn)反復(fù)繞制構(gòu)成整個(gè)初級(jí)繞組Ni，該繞制結(jié)構(gòu)徹底避免了原繞組內(nèi)層線圈末端牽回內(nèi)層線圈始端開始外層線圈絨線的繞制方法所導(dǎo)致的各層線圈空間感應(yīng)電場(chǎng)疊加抵消、耦合效率低下的技術(shù)問題。次級(jí)繞組N2分為若干繞組段nn，各繞組段ηη沿鐵芯同一螺線方向、以相同繞向、 按同名端與異名端依次相鄰順序排列套裝設(shè)置在鐵芯初級(jí)繞組W的絕緣外層和屏蔽層52 外，如圖9和圖10所示，次級(jí)繞組N2與初級(jí)繞組m之間具有所需的絕緣距離，相鄰繞組段之間設(shè)置絕緣部件。如圖2所示，按激勵(lì)方向，每一繞組段nn均串聯(lián)一快速恢復(fù)二極管込后與電容C1并聯(lián)構(gòu)成一繞組回路單元，若干連續(xù)排列的繞組回路單元依次串聯(lián)組成次級(jí)繞組 Ν2。若次級(jí)繞組Ν2匝數(shù)多，尤其是要設(shè)計(jì)成為輸出高壓值或特高壓值時(shí)，為滿足這一技術(shù)需求，圖3和圖4所示，將若干連續(xù)排列的繞組回路單元依次串聯(lián)組成一繞組模塊Sii，每一繞組模塊加串聯(lián)一高壓快速恢復(fù)二極管D3后，再依次串聯(lián)連接構(gòu)成次級(jí)繞組隊(duì)，為了增強(qiáng)每一繞組模塊的儲(chǔ)能和均壓作用，每一串聯(lián)高壓快速恢復(fù)二極管D3的繞組模塊的兩端再并聯(lián)有電容C2，該次級(jí)繞組N2的同名端和初級(jí)繞組N1的同名端位于鐵芯的同一端，則次級(jí)繞組的總匝數(shù)S為每一繞組段繞組匝數(shù)s與繞組段數(shù)η和繞組模塊數(shù)m的積，即S = s*n*m。 快速恢復(fù)二極管A和電容C1的耐壓值均應(yīng)滿足本繞組段的耐壓設(shè)計(jì)值，高壓快速恢復(fù)二極管D3和電容C2的耐壓值應(yīng)滿足本繞組模塊的耐壓設(shè)計(jì)值。以圖4的正高頻高壓整流變壓器為例，當(dāng)初級(jí)正向激勵(lì)時(shí)，次級(jí)繞組N2的空間感應(yīng)電場(chǎng)沿繞組段在鐵芯軸向設(shè)置順序呈逐段疊加遞增，由于快速恢復(fù)二極管A具有整流和止逆作用，繞組段與繞組段之間、繞組段內(nèi)線圈之間的雜散分布電容和每一繞組回路單元的電容C1、每一繞組模塊的電容C2的總合作用下，將各繞組段空間感應(yīng)電場(chǎng)逐段遞增、保持、貯存，初級(jí)側(cè)信號(hào)反向回程時(shí)，快速恢復(fù)二極管D2、D3快速關(guān)斷，阻斷、扼制電荷由電容C1、電容C2和雜散分布電容泄放，從而保持穩(wěn)定的正向輸出，避免了反向耦合損失，因而能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的高壓、特高壓輸出?？焖倩謴?fù)二極管D3的另一作用是保護(hù)作用，即防止反向高壓擊穿繞組回路單元中的快速恢復(fù)二極管D2 和電容C”將本遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器還可以應(yīng)用作為遠(yuǎn)程直流電力輸送的直流高壓電力變壓器，其繞組連接如圖5所示，其總裝結(jié)構(gòu)如圖11所示，圖中左側(cè)和右側(cè)分別是負(fù)高頻高壓整流變壓器20和正高頻高壓高壓整流變壓器21，安裝使用時(shí)，初級(jí)繞組Ni、Nl'串聯(lián)、次級(jí)繞組N2、N2'的地端并接，負(fù)高頻高壓整流變壓器20和正高頻高壓高壓整流變壓器21分別交替工作于初級(jí)高頻信號(hào)的反向激勵(lì)和正向激勵(lì)時(shí)段，負(fù)高壓輸出端和正高壓輸出端連接遠(yuǎn)程電力輸送線，作為電力變壓器應(yīng)用，變壓效率高，它可直接將電壓升壓輸出至百萬伏，連接遠(yuǎn)程電力輸送線路。針對(duì)上述的繞組段可以采用如下部件結(jié)構(gòu)所述的繞組段nn具有相向的軸向螺線方向、具有相同繞向的單層繞組，順序排列設(shè)置在與初級(jí)繞組W之間的絕緣外層和屏蔽層52外，這更適合于作為高頻升壓變壓器，如圖9所示。所述各繞組段的另一實(shí)施結(jié)構(gòu)為環(huán)形繞組模片，圖7給出的是一環(huán)形繞組模片的部件軸向展開圖，它由固定復(fù)合的三層絕緣膜環(huán)片31、32、33和盤繞設(shè)置在三層絕緣膜環(huán)片31、32、33之間絕緣間隔的兩層線圈a、b構(gòu)成，所述的兩層線圈即圖1、圖3、圖4和圖5 中的Ia和IbJa和2b以及na和nb，位于中層絕緣膜環(huán)片32的兩側(cè)、由絕緣膜環(huán)片內(nèi)緣起始由內(nèi)向外互為反向繞向的線圈，兩層線圈內(nèi)圈端電連接構(gòu)成一完整連續(xù)繞組，兩層線圈也就相當(dāng)于一繞組某一中間點(diǎn)的兩側(cè)線圈段。中層絕緣膜環(huán)片將兩層線圈a、b絕緣間隔， 與兩外絕緣膜環(huán)片固定復(fù)合在一起構(gòu)成環(huán)形繞組模片。兩層線圈a、b也可以由一繞組線繞制而成，即該繞組線中部跨中層絕緣膜環(huán)片內(nèi)邊緣，分別在中層絕緣膜環(huán)片兩側(cè)面由內(nèi)起始向外以互為反向繞向而成的兩層線圈。所需數(shù)量的環(huán)形繞組模片同向、沿鐵芯軸向壘疊、 依次同向串聯(lián)，如圖10和圖11所示，疊合的環(huán)形繞組模片所形成的中央管形空間則成為設(shè)置鐵芯50、初級(jí)繞組m以及鐵芯50與初級(jí)繞組m之間的絕緣內(nèi)筒層51、初級(jí)繞組m與次級(jí)繞組N2間的絕緣屏蔽層52的設(shè)置腔，環(huán)形繞組模片的兩層線圈自身連接并通過環(huán)形繞組模片的多層疊壘連接等效形成了繞組及其螺線方向。高頻升壓變壓器的次級(jí)繞組也可以采用該環(huán)形繞組模片的疊壘結(jié)構(gòu)。兩層線圈的外圈引出端串聯(lián)快速恢復(fù)二極管隊(duì)后并聯(lián)電容C1，使環(huán)形繞組模片構(gòu)成一繞組回路單元。若干環(huán)形繞組模片在鐵芯軸向上按同名端與異名端相鄰順序依次疊合。該變壓器結(jié)構(gòu)，多匝環(huán)形繞組模片在鐵芯軸向上只占有不大于兩根繞組線的徑向尺寸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于目前線包所占據(jù)的鐵芯軸向空間尺寸，體積被極限縮小，為繞組匝數(shù)的增加提供了空間，其耦合和變壓效率高，輸出整流高壓值也大幅度提升。由環(huán)氧樹脂等絕緣材料充滿灌封包裹鐵芯50、初級(jí)繞組Ni、絕緣內(nèi)筒層51、絕緣屏蔽層52和次級(jí)繞組N2，次級(jí)繞組的總匝數(shù)S為每一繞組段的兩層線圈匝數(shù)的和與繞組段數(shù)η和繞組模塊數(shù)m的積，即S = (Sa+Sb)*n*m0在本實(shí)施結(jié)構(gòu)中，快速恢復(fù)二極管&和電容C1的實(shí)際部件占據(jù)于環(huán)形繞組模片外緣處略凸出的外緣凸面30上，環(huán)形繞組模片一一疊壘時(shí)，按照二極管込和電容C1所占位置，周向相錯(cuò)偏轉(zhuǎn)不大于其凸面30所占的圓心角，以使每一環(huán)形繞組模片上的電子元件對(duì)疊壘后的次級(jí)繞組軸向尺寸不產(chǎn)生明顯影響。為提高次級(jí)繞組空間感應(yīng)電場(chǎng)遞增疊加和反向阻斷效果，提高高壓效率，可靠、穩(wěn)定保持高壓輸出，應(yīng)該在次級(jí)繞組更短的分段處串聯(lián)快速恢復(fù)二極管，在本實(shí)施結(jié)構(gòu)中，每一環(huán)形繞組模片的兩層線圈的內(nèi)圈端之間串聯(lián)設(shè)置有這樣作用的快速恢復(fù)二極管D1。繞組段的結(jié)構(gòu)還可以采用如下的實(shí)施結(jié)構(gòu)繞組段是由環(huán)形柔性線路板及環(huán)形柔性線路板兩側(cè)面覆有的絕緣膜外層構(gòu)成的環(huán)形繞組模片。所述的環(huán)形柔性線路板兩側(cè)面分別制有一層線圈，即在環(huán)形柔性線路板的兩側(cè)面是繞向互為反向覆銅印制有由內(nèi)向外同心漸開盤繞的覆銅線圈，兩層覆銅線圈的內(nèi)圈端處于環(huán)形柔性線路板的上、下重合位，并經(jīng)環(huán)形柔性線路板的穿孔貫通連接，構(gòu)成一完整連續(xù)繞組，兩覆銅線圈也就相當(dāng)于一繞組某一中間點(diǎn)的兩側(cè)線圈段。相應(yīng)數(shù)量的環(huán)形繞組模片同向沿鐵芯軸向一一疊合，若干疊壘的環(huán)形繞組模片中部形成中央管形空間，該中央管形空間成為設(shè)置鐵芯50、初級(jí)繞組m以及鐵芯50與初級(jí)繞組m之間的絕緣內(nèi)筒層51、初級(jí)繞組m與次級(jí)繞組N2間的絕緣屏蔽層52 的設(shè)置腔，環(huán)形繞組模片的兩層線圈自身連接并通過環(huán)形繞組模片的多層疊壘連接等效形成了繞組及其螺線方向。高頻升壓變壓器的次級(jí)繞組也可以采用該環(huán)形繞組模片的疊壘結(jié)構(gòu)。其兩層線圈的外圈引出端串聯(lián)快速恢復(fù)二極管D2后并聯(lián)電容C1，快速恢復(fù)二極管D2和電容C1實(shí)際部件占據(jù)于環(huán)形繞組模片外緣處略凸出的外緣凸面30上，環(huán)形繞組模片一一疊壘時(shí)，根據(jù)二極管込和電容C1所占位置，周向相錯(cuò)偏轉(zhuǎn)不大于凸面30所占的圓心角，以使每一環(huán)形繞組模片上的電子元件對(duì)疊壘后次級(jí)繞組的軸向尺寸不產(chǎn)生明顯影響。為提高次級(jí)繞組的空間感應(yīng)電場(chǎng)遞增疊加和回程阻斷效果，提高高壓效率，可靠、穩(wěn)定保持高壓輸出，應(yīng)該在次級(jí)繞組的更短分段處串聯(lián)快速恢復(fù)二極管，如圖7和圖8所示，每一環(huán)形繞組模片的兩層覆銅線圈的內(nèi)端之間串聯(lián)一快速恢復(fù)二極管D1，即一側(cè)面的覆銅線圈的內(nèi)圈端貫通至環(huán)形柔性線路板的另一側(cè)面，與該側(cè)面的覆銅線圈的內(nèi)圈端之間串聯(lián)一快速恢復(fù)二極管Dp同樣，為使內(nèi)緣的快速恢復(fù)二極管D1部件在環(huán)形繞組模片疊壘后對(duì)次級(jí)繞組的軸向尺寸不產(chǎn)生明顯的影響，內(nèi)緣的二極管部件隨外緣的部件相錯(cuò)布置亦相錯(cuò)布置。上述的環(huán)形繞組模片可以是圓環(huán)片、方環(huán)片和矩形環(huán)片等環(huán)片。為盡量避免初、次級(jí)繞組m、N2耦合的感應(yīng)電磁場(chǎng)由鐵芯開口端分散、流失而降低耦合效果，鐵芯可以是具有氣隙開口的U形鐵芯、UU形鐵芯、EI形鐵芯或EE形鐵芯，初級(jí)繞組m和次級(jí)繞組N2內(nèi)、外絕緣屏蔽設(shè)置在U形鐵芯的一側(cè)芯棒上，空間感應(yīng)電磁場(chǎng)由另一側(cè)芯棒形成回路，從而防止空間感應(yīng)電磁場(chǎng)分散和流失，同時(shí)鐵芯間隙還避免了渦流的形成，消除渦流損失。初級(jí)繞組W與次級(jí)繞組N2之間、次級(jí)繞組N2與外側(cè)芯棒之間由灌封的絕緣樹脂和絕緣骨架所形成的厚度間距來保證絕緣距離。同理，實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的另一鐵芯結(jié)構(gòu)是雙套芯棒，如圖9、圖10所示，初級(jí)繞組附和次級(jí)繞組N2內(nèi)、外絕緣屏蔽設(shè)置在主芯棒50'上，外芯棒50〃與主芯棒50'平行設(shè)置在次級(jí)繞組N2外，主芯棒50'的橫截面積和外芯棒50"的橫截面積總和相等或相近。對(duì)于圖11的由負(fù)高頻高壓高壓整流變壓器和正高頻高壓高壓整流變壓器構(gòu)成的直流電力高壓變壓器，兩變壓器鐵芯50平行相近設(shè)置，同樣可以起到避免空間感應(yīng)電磁場(chǎng)分散和流失的技術(shù)效果。 在本實(shí)施結(jié)構(gòu)中，為解決變壓器工作中屏蔽層發(fā)熱、導(dǎo)致變壓器工作穩(wěn)定性和可靠性差的技術(shù)問題，初級(jí)繞組W和次組繞組N2之間的屏蔽層52采用梳式屏蔽片，如圖9、 圖10和圖11所示，該梳形屏蔽片卷繞設(shè)置于初級(jí)繞組m與次級(jí)繞組N2之間，其梳片55 與鐵芯軸向平行。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在保持原屏蔽作用的同時(shí)，不再產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。
權(quán)利要求1.一種高頻升壓變壓器，其特征在于初級(jí)繞組和次級(jí)繞組同名端同端、內(nèi)、外經(jīng)絕緣屏蔽層徑向重疊設(shè)置在鐵芯上，次級(jí)繞組包括有若干與初級(jí)繞組繞向和螺線方向相同、沿鐵芯軸線同軸向順序絕緣排列的繞組段。
2.一種遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，其特征在于初級(jí)繞組和次級(jí)繞組同名端同端、內(nèi)、 外經(jīng)絕緣屏蔽層徑向重疊設(shè)置在鐵芯上，次級(jí)繞組包括有若干與初級(jí)繞組繞向和螺線方向相同、沿鐵芯軸線同軸向順序絕緣排列的繞組段，按激勵(lì)方向、每一繞組段均串聯(lián)一快速恢復(fù)二極管后與一電容并聯(lián)構(gòu)成一繞組回路單元，若干繞組回路單元依次串聯(lián)構(gòu)成次級(jí)繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，其特征在于若干繞組回路單元依次串聯(lián)構(gòu)成一繞組模塊，每一繞組模塊串聯(lián)高壓快速恢復(fù)二極管O3)再并聯(lián)電容(C2)后依次串聯(lián)構(gòu)成次級(jí)繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，其特征在于初級(jí)繞組(Ni)的線圈匝數(shù)按鐵芯(50)有效長(zhǎng)度所能繞制的圈數(shù)為線圈組數(shù)分為若干線圈組，由鐵芯(50) 一端起始，第一道線圈組由內(nèi)向外同心徑向盤繞本道線圈匝數(shù)后形成第一道線圈組，然后進(jìn)入下一鐵芯軸向位作為第二道線圈組的繞制位，繞制方向不變，由外向內(nèi)同心徑向繞制本道線圈組匝數(shù)，形成第二道線圈組，依此方法，沿鐵芯軸向推進(jìn)反復(fù)繞制構(gòu)成整個(gè)初級(jí)繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，其特征在于所述的繞組段均為環(huán)形繞組模片，它是由固定復(fù)合的三層絕緣感膜環(huán)片和盤繞設(shè)置在三層絕緣感膜環(huán)片之間絕緣間隔的兩層線圈構(gòu)成，所述的兩層線圈于中層絕緣膜環(huán)片兩側(cè)、由絕緣膜環(huán)片內(nèi)緣起始由內(nèi)向外互為反向繞向繞制的兩線圈，兩層線圈內(nèi)圈端電連接構(gòu)成一完整連續(xù)繞組。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，其特征在于所述的繞組段為兩外側(cè)固定復(fù)合有絕緣外層的環(huán)形柔性線路板構(gòu)成的環(huán)形繞組模片，環(huán)形柔性線路板的兩側(cè)面上、由內(nèi)至外以互為反向繞向分別印制有兩覆銅線圈，兩線圈的內(nèi)圈端電連接構(gòu)成一完整連續(xù)繞組。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，其特征在于兩線圈內(nèi)端之間串聯(lián)一快速恢復(fù)二極管(D1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，其特征在于快速恢復(fù)二極管 (D2)和電容(C1)的實(shí)際部件占據(jù)于環(huán)形繞組模片外緣處略凸出的外緣凸面(30)上，按照二極管(D2)和電容(C1)所占位置，環(huán)形繞組模片周向相錯(cuò)偏轉(zhuǎn)不大于凸面所占圓心角疊壘。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，其特征在于初級(jí)繞組和次組繞組之間的屏蔽層(52)為梳形屏蔽片，該梳形屏蔽片的梳片(55)與鐵芯軸向平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，其特征在于設(shè)置于次級(jí)繞組之外設(shè)有外芯棒(50")。
專利摘要本實(shí)用新型提供的高頻升壓變壓器，初級(jí)繞組和次級(jí)繞組同名端同端、內(nèi)、外經(jīng)絕緣屏蔽層徑向重疊設(shè)置在鐵芯上，次級(jí)繞組包括有若干與初級(jí)繞組繞向和螺線方向相同、沿鐵芯軸線同軸向順序絕緣排列的繞組段。同時(shí)提供的遞進(jìn)型高頻升壓整流變壓器，其初級(jí)繞組和次級(jí)繞組結(jié)構(gòu)與高頻升壓變壓器相同，按激勵(lì)方向、每一繞組段均串聯(lián)一快速恢復(fù)二極管后與一電容并聯(lián)構(gòu)成一繞組回路單元，若干繞組回路單元依次串聯(lián)構(gòu)成次級(jí)繞組。本技術(shù)方案具有體積小、變壓輸出效率高、高壓輸出并保持高壓輸出的可靠性和穩(wěn)定性的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)?？蓪?shí)現(xiàn)高壓、以至特高壓輸出工作，輸出電壓可達(dá)到十幾萬，幾十萬以及百萬伏的輸出值。
文檔編號(hào)H02M7/12GK202042342SQ20112011437
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者于艷, 張志鵬, 張繼科 申請(qǐng)人:張繼科