高頻隔離變壓器的電壓和頻率應力
來源：小編 作者：小編 瀏覽 次 時間：2022-05-24從國內外電動車輛直流充電電源模塊設計來看，高頻隔離變壓器普遍采用2～3層的絕緣膠帶進行初次級的絕緣設計。從國內外標準來看，高頻隔離變壓器初次級可以滿足基本絕緣或加強絕緣的絕緣設計，即滿足1.5～3kVac的工頻耐壓測試。電動車輛直流充電電源模塊的不斷應用和發展，對高頻隔離變壓器的絕緣設計提出了更高的要求。
高頻隔離變壓器的電壓和頻率應力
1、高頻隔離變壓器的電壓應力電動車輛高頻隔離變壓器初次級承受較大的電場，在電場作用下會產生局部放電，局部放電產生臭氧，導致絕緣材料發生臭氧裂解，最終導致絕緣材料性能發生不可逆的電老化。
功率較大(如20/30kW)的高頻隔離變壓器初級或次級，由于電流較大，初級或次級往往采用銅帶進行功率傳輸，導致初次級之間寄生電容較大。為了提高轉換效率，開關電源變壓器工作頻率較高，因此在變壓器隔離兩端會出現較大的高頻共模電壓。20kW充電電源模塊的某拓撲、某種高頻變壓器繞制方法下，變壓器初次級隔離兩端能產生接近1.8kV，200kHz的高頻峰值電壓。高頻隔離變壓器在這種高頻峰值電壓及初次級寄生電容作用下，由導電和緩慢松弛極化引起，使得電介質中的電能將轉變為熱能，最終可能導致電介質發生擊穿。
2、高頻隔離變壓器的頻率影響隨著開關技術的不斷發展，越來越高速的MOS開關應用于電動車輛直流充電電源模塊內，這樣導致高頻隔離變壓器兩端會承受更高頻率的峰值工作電壓。
頻率小于30kHz的頻率范圍內，頻率的變化對絕緣材料的絕緣特性影響較小，按1～4節進行高頻隔離變壓器的絕緣設計和選型，產品電氣安全標準一般按工頻耐壓來評估高頻隔離變壓器的絕緣耐受特性。實際情況是目前的高頻隔離變壓器兩端峰值工作電壓的頻率已遠遠超過了30kHz。在30kHz以上，絕緣材料的擊穿場強與頻率關系影響加大，隨著頻率的提高，絕緣材料的擊穿場強降低，在200kHz的頻率下，大約降低到工頻擊穿電壓的30%;1MHz的頻率下，大約降低到工頻擊穿電壓的10%。
3、高頻隔離變壓器的耐高頻高壓絕緣防護設計頻率較低(小于30kHz)的場合，由于擊穿場強衰減較小，一般按工頻電壓來評估和設計高頻隔離變壓器的絕緣。但在開關頻率較高的場合，需要對高頻隔離變壓器的絕緣進行特殊的絕緣設計計算，即在高頻隔離變壓器三層絕緣膠帶設計的基礎上，加上頻率影響因素，決定絕緣繞組之間絕緣膠帶的最終設計層數，最終設計的高頻隔離變壓器初次級繞組之間的絕緣膠帶繞制或壓制層數大于或等于3層。
