本实用新型涉及变压器技术领域，尤其是涉及一种高频变压器。
背景技术：
对于高频变压器(例如隔离电压10kv-35kv的高频变压器)来说，需要同时保证：1.尽可能小的体积以提高功率密度；2.尽可能小的损耗以提高效率和减轻散热负担；3.应具备与连接电网工频电压等级相适应的绝缘水平；4.应具备对各种瞬态电压的隔离抗扰能力；5.dc/dc变换所需要的功率电感和变压器合二为一，实现磁集成，以提高变换器的综合指标。
其中，为了达到高压的绝缘要求，目前的高压隔离高频变压器通常都采用同等电压等级环氧浇注干式电力变压器的工艺方法制作。但是，用上述干式电力变压器的工艺方法生产高频电力电子变压器，存在以下缺陷和不足：
1)环氧浇注干式电力变压器采用的是环氧树脂浇注薄绝缘结构，绕组装配时高低压绕组间保留足够大的空气隙，气隙承担高低压绕组间的绝大部分电场强度，是绝缘的主体部分。而绕组外的薄树脂层只承担较小的电场强度，只是主绝缘的辅助部分，决定高低压绕组耐压值的大小的是空气距离而不是树脂层厚度。如果直接采用这种绝缘结构制作大功率电力电子高频变压器，绝缘性能指标(主要是耐压和局放指标)可以达到环氧浇注干式工频电力变压器的水平，但变压器的功率密度较小不能满足电力电子应用的要求。同时，对于匝数较少的电力电子高频变压器来说，能满足绝缘要求的空气距离，往往会使得变压器的漏感增大到拓扑控制要求所不能接受的程度。
2)如果对高低压绕组做整体浇注，消除其间的大距离气隙，高低压绕组之间的绝缘全部由环氧树脂承担，理论上可以得到满意的功率密度值，漏感指标也可以得到控制，但实际产品的绝缘指标往往达不到要求。使用最严格的真空浇注工艺可以得到满意的工频耐压值，但是局部放电指标仍然很难控制到薄绝缘结构干式电力变压器的局放水平，往往会超出十几倍甚至几百倍。
技术实现要素：
本实用新型为了同时满足变压器的绝缘性能以及高功率密度要求，提供了一种高频变压器。
根据本实用新型的高频变压器，包括：两个相对设置的低压骨架与两个相对设置的高压骨架，所述低压骨架的外周面设有两组绝缘屏蔽结构，两组所述绝缘屏蔽结构之间设有低压线圈，两个所述低压骨架适于分别套设在两个所述高压骨架中，且所述高压骨架的外周面设有两组绝缘屏蔽结构，两组所述绝缘屏蔽结构之间设有高压线圈。
根据本实用新型的一个实施例，所述绝缘屏蔽结构包括：绝缘层、屏蔽层，所述绝缘层与所述屏蔽层交替设置，所述绝缘层的层数至少为一层，所述屏蔽层的层数至少为一层。
根据本实用新型的一个实施例，所述低压骨架的两组绝缘屏蔽结构分别为：内层低压绝缘屏蔽结构、外层低压绝缘屏蔽结构，所述内层低压绝缘屏蔽结构包裹所述低压骨架，所述低压线圈缠绕所述内层低压绝缘屏蔽结构，所述外层低压绝缘屏蔽结构包裹所述低压线圈，所述高压骨架的两组绝缘屏蔽结构分别为：内层高压绝缘屏蔽结构、外层高压绝缘屏蔽结构，所述内层高压绝缘屏蔽结构包裹所述高压骨架，所述高压线圈缠绕所述内层高压绝缘屏蔽结构，所述外层高压绝缘屏蔽结构包裹所述高压线圈。
根据本实用新型的一个实施例，所述内层低压绝缘屏蔽结构由内到外依次包括：绝缘层、低压内屏蔽层、绝缘层，所述外层低压绝缘屏蔽结构由内到外依次包括：绝缘层、低压外屏蔽层、绝缘层、中间屏蔽层、绝缘层，所述低压内屏蔽层与所述低压外屏蔽层通过导线连接后，与所述低压线圈的尾线相连并引入到低压线圈接线端子台，所述中间屏蔽层由独立的导线引入到低压侧接地端子台。
根据本实用新型的一个实施例，所述内层高压绝缘屏蔽结构由内到外依次包括：绝缘层、高压内屏蔽层、绝缘层，所述外层高压绝缘屏蔽结构由内到外依次包括：绝缘层、高压外屏蔽层、绝缘层，所述高压内屏蔽层与所述高压外屏蔽层通过导线连接后，与所述高压线圈的尾线相连并引入到高压线圈接线端子台。
根据本实用新型的一个实施例，所述外层高压绝缘屏蔽结构的外周面设有绝缘包裹层，所述绝缘包裹层包裹所述外层高压绝缘屏蔽结构。
根据本实用新型的一个实施例，所述高频变压器还包括：磁芯组件，所述磁芯组件包括：两个相对设置的柱体，两个所述柱体适于分别穿设两个所述低压骨架。
根据本实用新型的一个实施例，所述磁芯组件还包括：两个磁轭，两个所述磁轭分别位于所述柱体的两端，且两个所述磁轭朝向所述柱体的一端分别设有两个柱体安装孔，两个所述柱体的两端适于插入到对应地所述柱体安装孔中。
根据本实用新型的一个实施例，所述磁芯组件为软磁磁芯组件。
根据本实用新型的一个实施例，所述低压骨架为绝缘非导磁低压骨架，所述高压骨架为绝缘高压骨架。
本实用新型的技术效果：
本实用新型的高频变压器通过在低压骨架上设置两组绝缘屏蔽结构，低压线圈位于两组绝缘屏蔽结构之间，且低压骨架设置绝缘屏蔽结构后再套入到高压骨架中，并且高压骨架的外周面上设有两组绝缘屏蔽结构，且高压线圈位于两组绝缘屏蔽结构中，因此，低压线圈与高压线圈之间的绝缘屏蔽结构不仅可以保证位于两组绝缘屏蔽结构之间的低压线圈与高压线圈既可以阻止杂质形成泄漏通道，而导致低压线圈与高压线圈短接，从而保证变压器的绝缘性较好，又可以保证低压线圈与高压线圈中的电场分布均布，从而保证变压器的功率密度高。
附图说明
图1为本实用新型实施例的磁芯组件的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的高频变压器装配至低压骨架的示意图；
图3为本实用新型实施例的高频变压器装配至内层低压绝缘屏蔽结构的示意图；
图4为本实用新型实施例的高频变压器装配至低压线圈的结构示意图；
图5为本实用新型实施例的高频变压器装配至外层低压绝缘屏蔽结构的结构示意图；
图6为本实用新型实施例的高频变压器装配至高压骨架的结构示意图；
图7为本实用新型实施例的高频变压器装配至高压线圈的结构示意图；
图8为本实用新型实施例的高频变压器装配至外层高压绝缘屏蔽结构的结构示意图。
图中：
10：低压骨架；11：低压线圈；12：内层低压绝缘屏蔽结构；13：外层低压绝缘屏蔽结构；20：高压骨架；21：高压线圈；22：内层高压绝缘屏蔽结构；23：外层低压绝缘屏蔽结构；30：磁芯组件；31：柱体；32：磁轭。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1-8所示，根据本实用新型实施例的高频变压器，包括：两个相对设置的低压骨架10与两个相对设置的高压骨架20，低压骨架10的外周面设有两组绝缘屏蔽结构，两组绝缘屏蔽结构之间设有低压线圈11，两个低压骨架10适于分别套设在两个高压骨架20中，且高压骨架20的外周面设有两组绝缘屏蔽结构，两组绝缘屏蔽结构之间设有高压线圈21。
也就是说，在低压骨架10的外周面上设有两组绝缘屏蔽结构，低压线圈11位于两组绝缘屏蔽结构中，且低压骨架10设置绝缘屏蔽结构后再套入到高压骨架20中，并且高压骨架20的外周面上设有两组绝缘屏蔽结构，且高压线圈21位于两组绝缘屏蔽结构中。其中，绝缘屏蔽结构既可以对电离子进行切断，又可以对电离子进行屏蔽，因此，低压线圈11与高压线圈21之间的绝缘屏蔽结构不仅可以保证位于两组绝缘屏蔽结构之间的低压线圈11与高压线圈21既可以阻止杂质形成泄漏通道，而导致低压线圈11与高压线圈21短接，从而保证变压器的绝缘性较好，又可以保证低压线圈11与高压线圈21中的电场分布均布，从而保证变压器的功率密度高。
根据本实用新型的一个实施例，低压骨架10可以为绝缘非导磁低压骨架10，高压骨架20可以为绝缘高压骨架，也就是说，低压骨架10与高压骨架20均由绝缘性材质制作而成，从而可以使变压器的高低压之间形成一层质密绝缘层，从而有利于进一步地提高高频变压器的绝缘性。
在具体实施例中，低压骨架10可以使用尼龙、树脂、塑料等材料加工制作而成；高压骨架20可以使用树脂材料通过加压压铸加工而成，从而保证高压骨架20的内部无任何空气泡存在，且密度均匀，进而保证低压骨架10与高压骨架20的绝缘性较好。
由此，根据本实用新型实施例的高频变压器，通过在低压骨架10上设置两组绝缘屏蔽结构，低压线圈11位于两组绝缘屏蔽结构之间，且低压骨架10设置绝缘屏蔽结构后再套入到高压骨架20中，并且高压骨架20的外周面上设有两组绝缘屏蔽结构，且高压线圈21位于两组绝缘屏蔽结构中，因此，低压线圈11与高压线圈21之间的绝缘屏蔽结构不仅可以保证位于两组绝缘屏蔽结构之间的低压线圈11与高压线圈21既可以阻止杂质形成泄漏通道，而导致低压线圈11与高压线圈21短接，从而保证变压器的绝缘性较好，又可以保证低压线圈11与高压线圈21中的电场分布均布，从而保证变压器的功率密度高。
根据本实用新型的一个实施例，绝缘屏蔽结构包括：绝缘层、屏蔽层，绝缘层与屏蔽层交替设置，绝缘层的层数至少为一层，屏蔽层的层数至少为一层，从而保证绝缘屏蔽结构对电离子的绝缘性能以及屏蔽性能较好。
在具体实施例中，绝缘层可以使用绝缘纸、或dmd(聚酯薄膜聚酯纤维非织布柔软复合材料)、或pmp(聚酯薄膜聚柔软复合材料)、或其他等同绝缘材料制作而成，从而保证绝缘层的绝缘性能较好；
屏蔽层可以为铜箔材料制作而成，铜箔材料加工简单、屏蔽性能较好，且成本较低。
根据本实用新型的一个实施例，低压骨架10的两组绝缘屏蔽结构分别为：内层低压绝缘屏蔽结构12、外层低压绝缘屏蔽结构13，内层低压绝缘屏蔽结构12包裹低压骨架10，低压线圈11缠绕内层低压绝缘屏蔽结构12，外层低压绝缘屏蔽结构13包裹低压线圈11。
需要注意的是，如图4所示，当绕制低压线圈11时，两个低压骨架10上的绕线匝数相等，各占低压绕组总匝数的二分之一，并且两个低压骨架10上的低压线圈11是同一根不间断的导线。
进一步地，高压骨架20的两组绝缘屏蔽结构分别为：内层高压绝缘屏蔽结构22、外层高压绝缘屏蔽结构23，内层高压绝缘屏蔽结构22包裹高压骨架20，高压线圈21缠绕内层高压绝缘屏蔽结构22，外层高压绝缘屏蔽结构23包裹高压线圈21。
需要注意的是，绕制高压线圈21时，两个高压骨架20上的绕线匝数相等，各占高压绕组总匝数的二分之一，并且两个高压骨架20上的高压线圈21是同一根不间断的导线。
根据本实用新型的一个实施例，内层低压绝缘屏蔽结构12由内到外依次包括：绝缘层、低压内屏蔽层、绝缘层，外层低压绝缘屏蔽结构13由内到外依次包括：绝缘层、低压外屏蔽层、绝缘层、中间屏蔽层、绝缘层，也就是说，内层低压绝缘屏蔽结构12由两组绝缘层以及一组屏蔽层组成，其中，该屏蔽层为低压内屏蔽层，且低压内屏蔽层位于两组绝缘层之间，外层低压绝缘屏蔽结构13由三组绝缘层以及两组屏蔽层组成，其中，两组屏蔽层分别为低压外屏蔽层与中间屏蔽层，且低压外屏蔽层与中间屏蔽层分别位于两组屏蔽层之间，从而保证内层低压绝缘屏蔽结构12与外层低压绝缘屏蔽结构13的绝缘性与屏蔽性较好。
进一步地，低压内屏蔽层与低压外屏蔽层通过导线连接后，与低压线圈11的尾线相连并引入到低压线圈11接线端子台，中间屏蔽层由导线引入到低压侧接地端子台，从而方便低压内屏蔽层与低压外屏蔽层以及低压线圈11、中间屏蔽层的连接。
根据本实用新型的一个实施例，内层高压绝缘屏蔽结构22由内到外依次包括：绝缘层、高压内屏蔽层、绝缘层，外层高压绝缘屏蔽结构23由内到外依次包括：绝缘层、高压外屏蔽层、绝缘层，也就是说，内层高压绝缘屏蔽结构22由两组绝缘层以及一组屏蔽层组成，其中，该屏蔽层为高压内屏蔽层，且高压内屏蔽层位于两组绝缘层之间，外层高压绝缘屏蔽结构23由两组绝缘层以及一组屏蔽层组成，其中，该屏蔽层为高压外屏蔽层，且高压外屏蔽层位于两组绝缘层之间，从而保证内层高压绝缘屏蔽结构22与外层高压绝缘屏蔽结构23的绝缘性与屏蔽性较好。
进一步地，高压内屏蔽层与高压外屏蔽层通过导线连接后，与高压线圈21的尾线相连并引入到高压线圈21接线端子台，从而方便高压内屏蔽层与高压外屏蔽层以及高压线圈21的连接。
根据本实用新型的一个实施例，外层高压绝缘屏蔽结构23的外周面设有绝缘包裹层，绝缘包裹层包裹外层高压绝缘屏蔽结构23，在具体实施例中，当高压骨架20上的外层高压绝缘结构设置完毕后，在真空状态下对高压骨架20的外周面浇注环氧树脂等绝缘性材质，并进行固化，从而形成外层高压绝缘屏蔽结构23，保证高频变压器整体的绝缘性较好，可以实现高频变压器的零局放。
根据本实用新型的一个实施例，如图1-图8所示，高频变压器还可以包括：磁芯组件30，磁芯组件30可以包括：两个相对设置的柱体31，两个柱体31适于分别穿设两个低压骨架10。
根据本实用新型的一个实施例，如图1-图8所示，磁芯组件30还包括：两个磁轭32，两个磁轭32分别位于柱体31的两端，且两个磁轭32朝向柱体31的一端分别设有两个柱体安装孔，两个柱体31的两端适于插入到对应地柱体安装孔中。
根据本实用新型的一个实施例，磁芯组件30为软磁磁芯组件，具体地，磁芯组件30可以由铁氧体、非晶、纳米晶等材料加工制作而成。
在具体实施例中，当外层高压绝缘屏蔽结构23设置完毕后，将两个柱体31分别插入到两个低压骨架10中，并且两个磁轭32与两个柱体31通过柱体安装孔实现连接，从而形成变压器整体。其中，柱体31与磁轭32可以用粘接方式对接，也可以用夹紧方式对接。并且，若需要磁路气隙，可以在对接时在对缝处垫合适厚度的绝缘材料片。
需要注意的是，低压骨架10设有供柱体31穿设的内孔，且低压骨架10的内孔形状和柱体31的截面形状可以相同也可以不相同，但是，需要保证柱体31能自由插入低压骨架10的内孔中，在具体实施例中，柱体31的截面可以是正方形，低压骨架10的内孔形状可以是圆形，且低压骨架10的内孔圆直径大于柱体31截面正方形的对角线长度。
下面以可以满足10kv-35kv绝缘等级的变压器为例，简要说明变压器的结构特征：
如图1-图3所示，首先在低压骨架10上设置内层低压绝缘屏蔽结构12，其中，可以首先连续包饶三层绝缘层，后夹包一层低压内屏蔽层，然后继续包饶三层屏蔽层，完成内层低压绝缘屏蔽结构12的设置；
随后开始绕制低压线圈11，如图4所示，将完成绕制的线圈尾端引出低压骨架10；
低压线圈11绕制完成后，再设置外层低压绝缘屏蔽结构13，其中，可以先连续包饶三层绝缘层，后夹包一层低压外屏蔽层，然后继续连续包饶七层绝缘层后，再夹包一层中间屏蔽层，最后再继续包饶三层绝缘层，完成外层低压绝缘屏蔽结构13的设置；
然后将低压内屏蔽层与低压外屏蔽层通过导线连接后，与低压线圈11的尾线相连并引入到低压线圈11接线端子台，中间屏蔽层由导线引入到低压侧接地端子台，从而完成低压骨架10的绕制；
再将高压骨架20套入完成绕制的低压骨架10中，随后开始设置内层高压绝缘屏蔽结构22，其中，可以首先连续包饶三层绝缘层，后夹包一层高压内屏蔽层，然后继续包饶三层屏蔽层；
随后开始绕制高压线圈21，如图7所示，将完成绕制的线圈尾端引出高压骨架20；
高压线圈21绕制完成后，再设置外层高压绝缘屏蔽结构23，如图8所示，其中，可以首先连续包饶三层绝缘层，后夹包一层高压内屏蔽层，然后继续包饶三层屏蔽层，完成外层高压绝缘屏蔽结构23的设置；然后将高压内屏蔽层与高压外屏蔽层通过导线连接后，与高压线圈21的尾线相连并引入到高压线圈21接线端子台，从而完成高压骨架20的绕制；
将绕制完成后的高压骨架20整体在真空状态下浇注外层高压绝缘屏蔽结构23；
最后将两个柱体31分别插入到两个低压骨架10中，并且两个磁轭32与两个柱体31通过柱体安装孔实现连接，从而组成完整的变压器整体。
该高频变压器的高压骨架20与低压骨架10之间形成一层质密绝缘层，且低压线圈11与高压线圈21之间设有多层绝缘层，并且，该高频变压器设有五层屏蔽层，可以保证高压线圈21与低压线圈11之间的电场分布非常均匀，从而保证高频变压器在体积较小的情况下满足绝缘性以及功率密度要求，可以实现10kv-35kv电压的变压器的高耐压和零局放指标。
需要说明的是，内层低压绝缘屏蔽结构12、外层低压绝缘屏蔽结构13与内层低压绝缘屏蔽结构12、外层低压绝缘屏蔽结构13中的绝缘层以及屏蔽层的具体层数对变压器的绝缘性以及功率密度具有不同的效果，上述中的绝缘层以及屏蔽层的层数仅是对10kv-35kv电压的变压器实现高耐压和零局放指标中的一种实施例，在其他电压等级的变压器的实施例中，内层低压绝缘屏蔽结构12、外层低压绝缘屏蔽结构13与内层低压绝缘屏蔽结构12、外层低压绝缘屏蔽结构13中的绝缘层以及屏蔽层可以为其他的层数，但是变压器的绕制结构相同，这里便不再赘述。
以上为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。
1.一种高频变压器，其特征在于，包括：
两个相对设置的低压骨架(10)，所述低压骨架(10)的外周面设有两组绝缘屏蔽结构，两组所述绝缘屏蔽结构之间设有低压线圈(11)；
两个相对设置的高压骨架(20)，两个所述低压骨架(10)适于分别套设在两个所述高压骨架(20)中，且所述高压骨架(20)的外周面设有两组绝缘屏蔽结构，两组所述绝缘屏蔽结构之间设有高压线圈(21)。
2.根据权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述绝缘屏蔽结构包括：绝缘层、屏蔽层，所述绝缘层与所述屏蔽层交替设置；
所述绝缘层的层数至少为一层，所述屏蔽层的层数至少为一层。
3.根据权利要求2所述的高频变压器，其特征在于，所述低压骨架(10)的两组绝缘屏蔽结构分别为：内层低压绝缘屏蔽结构(12)、外层低压绝缘屏蔽结构(13)，所述内层低压绝缘屏蔽结构(12)包裹所述低压骨架(10)，所述低压线圈(11)缠绕所述内层低压绝缘屏蔽结构(12)，所述外层低压绝缘屏蔽结构(13)包裹所述低压线圈(11)；
所述高压骨架(20)的两组绝缘屏蔽结构分别为：内层高压绝缘屏蔽结构(22)、外层高压绝缘屏蔽结构(23)，所述内层高压绝缘屏蔽结构(22)包裹所述高压骨架(20)，所述高压线圈(21)缠绕所述内层高压绝缘屏蔽结构(22)，所述外层高压绝缘屏蔽结构(23)包裹所述高压线圈(21)。
4.根据权利要求3所述的高频变压器，其特征在于，所述内层低压绝缘屏蔽结构(12)由内到外依次包括：绝缘层、低压内屏蔽层、绝缘层，所述外层低压绝缘屏蔽结构(13)由内到外依次包括：绝缘层、低压外屏蔽层、绝缘层、中间屏蔽层、绝缘层，所述低压内屏蔽层与所述低压外屏蔽层通过导线连接后，与所述低压线圈(11)的尾线相连并引入到低压线圈(11)接线端子台，所述中间屏蔽层由独立的导线引入到低压侧接地端子台。
5.根据权利要求3所述的高频变压器，其特征在于，所述内层高压绝缘屏蔽结构(22)由内到外依次包括：绝缘层、高压内屏蔽层、绝缘层，所述外层高压绝缘屏蔽结构(23)由内到外依次包括：绝缘层、高压外屏蔽层、绝缘层，所述高压内屏蔽层与所述高压外屏蔽层通过导线连接后，与所述高压线圈(21)的尾线相连并引入到高压线圈(21)接线端子台。
6.根据权利要求3中所述的高频变压器，其特征在于，所述外层高压绝缘屏蔽结构(23)的外周面设有绝缘包裹层，所述绝缘包裹层包裹所述外层高压绝缘屏蔽结构(23)。
7.根据权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，还包括：磁芯组件(30)，所述磁芯组件(30)包括：两个相对设置的柱体(31)，两个所述柱体(31)适于分别穿设两个所述低压骨架(10)。
8.根据权利要求7所述的高频变压器，其特征在于，所述磁芯组件(30)还包括：两个磁轭(32)，两个所述磁轭(32)分别位于所述柱体(31)的两端，且两个所述磁轭(32)朝向所述柱体(31)的一端分别设有两个柱体安装孔，两个所述柱体(31)的两端适于插入到对应地所述柱体安装孔中。
9.根据权利要求7所述的高频变压器，其特征在于，所述磁芯组件(30)为软磁磁芯组件。
10.根据权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述低压骨架(10)为绝缘非导磁低压骨架(10)；
所述高压骨架(20)为绝缘高压骨架。
技术总结