[发明专利]一种星载小型化高电压变压器的绝缘工装及绝缘方法

说明书

本发明涉及一种星载小型化高电压变压器的绝缘工装及绝缘方法，属于星载电源技术领域，本发明仅将高压线包和引脚进行灌封，能大幅的减少了变压器的重量和体积；变压器引脚除焊点外，对外围电势几乎为零，不需做更多绝缘设计。变压器骨架简单方便绕线，骨架、灌封以及变压器绕制材料均选用高可靠长寿命材料，能适用于各种恶劣环境。骨架两侧“耳朵”用来固定镀银线，变压器用漆包线绕制后绕焊在镀银线上。顶层骨架为盲孔，中间为通孔可以控制镀银线位置。灌封后镀银线引脚裸漏在外，作为变压器的初次级引脚。引脚分别位于骨架的两侧，做到电压隔离。

技术领域

本发明涉及一种星载小型化高电压变压器的绝缘工装及绝缘方法，属于星载电源技术领域，涉及行波管放大器电源部分的高压电路中小功率变压器绝缘及安装，高电压变压器的初级电压为(对地)10-12V，次级电压(对地)为6kV-10kV。

背景技术

星载行波管电源是一种特殊的高压电源，其有多路输出，最高输出电压高达10KV。电源设计中存在有多种高压变压器，这些变压器各级绕组之间、绕组与外围电路之间有非常高的电压差，达6000-10000V。星载高电压变压器的绝缘和制备下有以下几点要求：

1.变压器所有带电位置对围电路等效电势为0，包括变压器引脚(不包含焊点)。

2.变压器各级绕组之间绝缘措施能够满足绕组间相对电压的要求。

3.体积和重量满足严格的小型化要求。

4.使用的绝缘方法有高可靠和长寿命的特点。能应对高温、低温、真空、常压等多种恶劣环境，具备抗辐照特性，寿命长。

5.制备过程和操作工艺不应太复杂，以满足小批量的生产需求。

在传统的高压变压器设计中，变压器的绝缘有以下几种方式：

1.用常见绝缘材料将整个变压器包覆。如地面工频变压器(例如电网系统)常用的变压器油、绝缘纸板。这种方法较为常用，但大部分材料如变压器油和绝缘纸板对环境较为敏感，需要定期保养和维护、不适用于星载产品。

2.用高复合材料灌封变压器，这种方法是星载平台的传统作法。可靠性、寿命方面都能符合要求。但因为需要灌封整个变压器，高复合材料密度较大，灌封后重量重，体积大，已经不能满足现在小型化的设计需求。特别对于一些小功率变压器，本体尺寸较小，但灌封后，体积达到本体的2-3倍。

3.设计专用的高压绝缘骨架。高压骨架设计多处防电墙或者绝缘挡板保证电压绝缘。这种骨架虽然能起到一定的绝缘作用，可靠性方面并不能应对低气压等恶劣环境。加之各个方向绝缘墙设计，不便绕制，不适用小批量生产。

4.设计两层绝缘筒套在磁芯上，绕组绕在两层套筒之间，再用绝缘隔板将线包隔离开来。中空的位置通过绝缘材料灌封起来。这种方式相对安全，体积也相对较小，但在变压器引线没有相应处理，绕制很不方便，可维修性差。对变压器引出线也没有做额外的处理，带来一定的风险。

5.用耐高压的线绕制变压器。高压线外通常有很厚的绝缘皮，需要较大的绕制窗口面积，使变压器体积变大。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不同，提出一种星载小型化高电压变压器的绝缘工装及绝缘方法，使用高耐压高可靠材料聚酰亚胺设计骨架、再配合环氧树脂灌封绕组线包保证高压变压器的绝缘，骨架中预留变压器引脚支撑孔，并将引脚结构作为灌封注料口和排气口，在较小体积的同时提高可靠性。满足电性能的同时下尽可能的减小体积和重量尺寸。

本发明的技术解决方案是：

一种星载小型化高电压变压器的绝缘工装，该工装包括一体成型的聚酰亚胺材质骨架；

骨架包括绝缘筒、在绝缘筒侧面顶端向外延伸出的顶端绝缘壁、在绝缘筒侧面底端向外延伸出的底端绝缘壁和在绝缘筒侧面中部向外延伸出的隔离层；