电动车辆直流充电电源模块低级和次级之间普通采用高频分隔变压器举行电断气缘和分隔安排。高电压，大电流决策了高频分隔变压器必要杰出的电断气缘。高开合频率决策了高频分隔变压器绝缘必要经受更高频率的共模电压，对绝缘安排提出了更高的恳求。高功率密度决策了电动车辆直流充电电源模块体积更小，发烧特别急急，同样对高频分隔变压器的电断气缘安排提出了更高的恳求。

电动车辆直流充电电源模块正在充电站户外运用时，外部经受高温，内部高频分隔变压器发烧特别急急。其次充电站为了抗御户外尘土、烟雾和淋雨，加了很厚的过滤网，导致电源模块内部高频分隔变压器发烧特地急急，同样对高频分隔变压器的绝缘安排提出了挑拨。

从国表里电动车辆直流充电电源模块安排来看，高频分隔变压器广泛采用2～3层的绝缘胶带举行初度级的绝缘安排。从国表里圭表来看，高频分隔变压器初度级能够餍足基础绝缘或巩固绝缘的绝缘安排，即餍足1.5～3kVac的工频耐压测试。电动车辆直流充电电源模块的一贯运用和起色，对高频分隔变压器的绝缘安排提出了更高的恳求。

目前的安排和运用往往不行餍足高频分隔变压器的牢靠运用。是以，通过一种新的高频分隔变压器绝缘安排形式，安排一款绝缘杰出的分隔变压器，裁汰绝缘损坏，抗御发作电源模块炸机着火等电气安好障碍。

1高频分隔变压器绝缘资料的选型电动车辆直流充电电源模块内部的高频分隔变压器，其绝缘资料用于分隔内部带电体和分歧电位之间的导体，是以绝缘资料的选型是安排绝缘杰出的高频变压器的紧要一环。

常用高频分隔变压器按绝缘部件和绕组类型可分为CLASSA、B、E、F品级（睹表1）。按照高频分隔变压器分歧的绝缘品级和类型，采取绝缘配合杰出的变压器绝缘体例资料，绝缘资料的温度品级应与分歧绝缘品级的变压器温度品级相顺应。

高频分隔变压器是电动车辆充电电源模块电途中最紧要的功率变换部件，经受高电压，大电流，发烧急急，使得高频分隔变压器的绝缘资料发作热降解，导致老化，最终使得绝缘资料的绝缘本能和呆滞本能下降。高频分隔变压器正在寻常利用最暴虐要求下的温度应力及正在特地要求下经受的短途和过载下的温度应力应餍足对应的变压器绝缘品级和温度降额恳求。是以，温度应力也是安排绝缘杰出的高频分隔变压器的紧要成分，按照表1注a，分歧绝缘品级的高频分隔变压器，变压器的温度验证结果应为最大温度限值减去10℃。

电动车辆直流充电电源模块，普通功率较大，高频分隔的变压器线径较粗。高频分隔变压器正在绕制流程中，绕组线和绝缘胶带之间存正在较大的呆滞应力，且利用的绝缘胶带都为薄层绝缘资料，常用规格为0.05mm厚度，容易受到损坏，再加上变压器自己经受的热应力和电应力的合伙影响下，奇特是正在电压和频率较高的景况下，较硬的绕组线和绝缘胶带之间会形成磨损乃至损坏，最终导致绝缘失效，睹图1所示。

是以，减小呆滞应力也是安排绝缘杰出高频变压器的紧要形式。是以采用一种形式，正在高频分隔变压器绕组线的外被减少一层绕制的绝缘胶带，而且绝缘胶带的绕制重合度大于50%，用来改进较硬较粗的绕组线和绝缘胶带之间的呆滞应力。

正在电动车辆直流充电电源模块内，高频分隔变压器输入和输出都为高压带电部件，如普通电动车辆直流充电电源模块输入380～400Vac,输出750～1000Vdc。从IEC61851-23电动车辆充电模块的安好圭表6.101.1.1看出，高频分隔变压器初度级绝缘可安排为基础绝缘或巩固绝缘，是以从普通防护推敲，良众直流充电模块安排上往往采用一层绝缘胶带或两层绝缘胶带举行防护，餍足圭表对绝缘防护的恳求。但正在电动车辆直流充电电源模块现实利用流程中，经受较大的电压，呆滞，温度应力，是以从绝缘防护的牢靠性角度推敲，初度级必要起码用3层绝缘胶带来压制或绕制层数大于3层或绕制和压制总的绝缘胶带的层数起码3层,餍足巩固绝缘的防护恳求。

电动车辆高频分隔变压器初度级经受较大的电场，正在电场影响下会形成片面放电，片面放电形成臭氧，导致绝缘资料发作臭氧裂解，最终导致绝缘资料本能发作弗成逆的电老化。

功率较大（如20/30kW）的高频分隔变压器低级或次级，因为电流较大，低级或次级往往采用铜带举行功率传输，导致初度级之间寄生电容较大。为了进步转换效果，开合电源变压器事业频率较高，是以正在变压器分隔两头会闪现较大的高频共模电压。20kW充电电源模块的某拓扑、某种高频变压器绕制形式下，变压器初度级分隔两头能形成亲近1.8kV，200kHz的高频峰值电压。高频分隔变压器正在这种高频峰值电压及初度级寄生电容影响下，由导电平宁缓废弛极化惹起，使得电介质中的电能将改革为热能，最终也许导致电介质发作击穿。

跟着开合技艺的一贯起色，越来越高速的MOS开合运用于电动车辆直流充电电源模块内，如此导致高频分隔变压器两头会经受更高频率的峰值事业电压。

频率小于30kHz的频率周围内，频率的蜕化对绝缘资料的绝缘特质影响较小，按1～4节举行高频分隔变压器的绝缘安排和选型，产物电气安好圭表普通按工频耐压来评估高频分隔变压器的绝缘耐受特质。现实景况是目前的高频分隔变压器两头峰值事业电压的频率已远远跨越了30kHz。正在30kHz以上，绝缘资料的击穿场强与频率合联影响加大，（睹图2，出处IEC60664-4）能够看出，跟着频率的进步，绝缘资料的击穿场强下降，正在200kHz的频率下，大约下降到工频击穿电压的30%；1MHz的频率下，大约下降到工频击穿电压的10%。

频率较低（小于30kHz）的园地，因为击穿场强衰减较小，普通按工频电压来评估和安排高频分隔变压器的绝缘。但正在开合频率较高的园地，必要对高频分隔变压器的绝缘举行奇特的绝缘安排打算，即正在高频分隔变压器三层绝缘胶带安排的根柢上，加上频率影响成分，决策绝缘绕组之间绝缘胶带的最终安排层数，最终安排的高频分隔变压器初度级绕组之间的绝缘胶带绕制或压制层数大于或等于3层。

（1）电动车辆直流充电电源模块的体例绝缘构造。电动车辆直流充电电源模块的绝缘构造如图3所示。个中1为高频分隔主功率变压器绝缘处所，个中2高频分隔辅助电源变压器绝缘处所。主功率变压器用于分隔互换输入和直流输出，辅助电源变压器用于分隔低级和次级的担任供电体例。

高频分隔主功率变压器的绕制图如图4所示，个中N1为低级，N2，N3为次级。通过丈量得知，N1与N2，N1与N3之间最大的峰值电压为1.8kV,频率近200kHz。

（2）确定变压器绝缘胶带的工频电压击穿场强Ep。高频分隔主功率变压器耐高频高压绝缘防护安排开始必要确定绝缘胶带的工频击穿场强，辅助电源变压器相似。

分歧的绝缘资料具有分歧的击穿场强。电动车辆充电电源模块高频分隔变压器内部常利用聚酰亚胺绝缘胶带行为初度级绕组之间的电断气缘，从聚酰亚胺绝缘胶规格书得知，其工频电压击穿场强约为Ep＝80kV/mm。

（3）确定绝缘胶带的高频电压击穿场强EF。按照分歧资料绝缘胶带的电场强度，打算分歧频率下对应绝缘资料的击穿电场强度EF，分歧频率下，资料的绝缘衰减系数KR分歧，越高频率下，资料的绝缘特质会越弱（睹图2）。如200kHz的频率下，普通绝缘资料的衰减系数KR大约为0.3，如式（1）。

（4）确定单层绝缘胶带的击穿电压Vw。按照分歧频率下绝缘资料的击穿电场强度及绝缘资料的厚度d（如老例利用的聚酰亚胺绝缘胶带厚度0.05mm），打算单层绝缘资料的击穿电压Vw，如式（3）所示。

（5）确定巩固绝缘及高频峰值电压下高频分隔变压器经受的电压VRW。巩固绝缘下，高频分隔变压器必要经受的高频电压为VRW，VRW必要大于等于2.4倍的高频峰值电压VPK，如式（5）。

是以，正在高频分隔主功率变压器初度级1.8kV,200kHz峰值电压下,变压器初度级分隔两头必要经受的高频安排电压为式（6）。

（6）确定高频峰值电压下变压器绝缘胶带的层数。绝缘胶带的层数n，n必要餍足式（7）的要求。倘使打算的层数大于3层，则按打算层数安排；如小于3层，则按最小3层绝缘胶带安排，如式（7）所示。

是以，正在高频分隔主功率变压器初度级1.8kV，200kHz峰值电压下，绝缘胶带安排层数为式（8）所示。

是以，某款电动车辆直流充电模块高频分隔主功率变压器两头峰值电压1.8kV，频率200kHz的要求下，安排的聚酰亚胺绝缘胶带层数应为4层。

高频分隔变压器正在固体绝缘左近很难包管电场强度一律匀称性，绝缘资料内部存正在清闲及分层绝缘体例中存正在的氛围间隙，当电压远低于击穿电压时，即也许发作片面放电情景，从而使得间隙内的气体正在较短的时分内造成导电性。如此，绝缘本能则由固体绝缘的其余局部陆续庇护，长此以往，最终变成体例内简直扫数固体绝缘资料的损坏。

为了确定安排的高频分隔主功率变压器杰出的绝缘耐受材干，举行工频电压试验和高频电压试验。将安排好的4层聚酰亚胺绝缘胶带的高频分隔主功率变压器，将其低级短途，次级短途，然后通过绝缘耐压测试仪，正在初度级之间施加3kVac的工频电压，试验电压正在5s内升到恳求的值，试验时分1分钟，试验结果，如表2所示。其次，将高频分隔主功率变压器通过高频高压仪，正在初度级之间施加4.32kV峰值电压，200kHz的高频高压，试验时分

高频分隔变压器两头事业频率小于30kHz的运用园地，绝缘安排按1～4节举行。按巩固绝缘安排绝缘胶带层数，即起码3层绝缘胶带。验证形式用工频耐电压3kVac来验证变压器的绝缘本能，包管绝缘安排的牢靠性。

高频分隔变压器两头事业频率大于30kHz的运用园地，绝缘安排按1～5节举行。频率成分的影响必要推敲，按照频率和峰值电压的巨细安排绝缘胶带的层数，恳求绝缘胶带的安排层数大于或起码3层。验证形式上除了恳求的工频3000Vac耐压以外，还必要通过高频电压试验举行验证，包管绝缘安排的牢靠性。

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