(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210918281.3 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 中国科学院电工 研究所 地址 100190 北京市海淀区中关村北二条6 号 (72)发明人 张航　李子欣　赵聪　高范强　 (74)专利代理 机构 北京瀚仁知识产权代理事务 所(普通合伙) 11482 专利代理师 屠晓旭　宋宝库 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 空芯高频变 压器及其建模方法 (57)摘要 本发明属于高频变压器领域， 具体涉及了一 种空芯高频变压器及其建模 方法， 旨在解决现有 高频变压器体积大、 重量高、 功率密度低的问题。 本发明包括： 第一副边绕组、 第一原边绕组、 第二 原边绕组和第二副边绕组， 第一副边绕组和第一 原边绕组之间设置有绝缘层1， 第二原边绕组和 第二副边绕组之间设置有绝缘层2； 第一原边绕 组和所述第二原边绕组串联连接， 第一原边绕 组、 第二原边绕组的进线端和出线端之间分别从 上至下单层顺时针缠绕N匝线圈； 第一副边绕组 和第二副边绕组串联连接， 第一副边绕组、 第二 副边绕组的进线端和出线端之间分别从上至下 单层顺时针缠绕M匝线圈。 本发明采用无磁芯化 设计， 可有效降低高频变压器重量、 提升功率密 度。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115455645 A 2022.12.09 CN 115455645 A 1.一种空芯高频变压器， 所述空芯高频变压器为空芯环状结构， 其特征在于， 所述高频 变压器从内环到 外环包括第一副边绕组、 第一原边绕组、 第二原边绕组和第二副边绕组； 所述第一原边绕组和所述第二原边绕组串联连接， 所述第一原边绕组进线端A和出线 端A1之间从上至下单层顺 时针缠绕N匝线 圈， 所述第二原边绕组进线端X和出线端X1之间从 上至下单层顺时针缠绕N匝线圈， N的取值范围为[10  50]； 所述第一副边绕组和所述第二副边绕组串联连接， 所述第一副边绕组进线端a和出线 端a1之间从上至下单层顺 时针缠绕M匝线 圈， 所述第二副边绕组进线端x和出线端x1之间从 上至下单层顺时针缠绕M匝线圈， M的取值范围为[10  50]。 2.根据权利要求1所述的空芯高频变压器， 其特征在于， 所述第 一副边绕组和所述第 一 原边绕组之间设置有绝 缘层1。 3.根据权利要求2所述的空芯高频变压器， 其特征在于， 所述绝缘层1为固体环氧树脂 材料， 所述绝缘层1的厚度范围为[1m m 10mm]。 4.根据权利要求1所述的空芯高频变压器， 其特征在于， 所述第 二原边绕组和所述第 二 副边绕组之间设置有绝 缘层2。 5.根据权利要求4所述的空芯高频变压器， 其特征在于， 所述绝缘层2为固体环氧树脂 材料， 所述绝缘层2的厚度范围为[1m m 10mm]。 6.根据权利要求1所述的空芯高频变压器， 其特征在于， 所述第 一原边绕组和所述第 二 原边绕组均为 Litz线， 绕组厚度范围均为[1m m 10mm]。 7.根据权利要求1所述的空芯高频变压器， 其特征在于， 所述第一副边绕组， 其内径取 值范围为[10m m 100mm]。 8.根据权利要求1所述的空芯高频变压器， 其特征在于， 所述第二原边绕组， 其内径取 值范围为[6 0mm 500mm]。 9.一种空芯高频变压器的建模方法， 其特征在于， 基于权利要求1 ‑8任一项所述的空芯 高频变压器， 所述建模方法包括： 记原边等效电阻为RP， 记原边等效漏感为LP， 所述原边等效电阻RP通过第一原边绕组以 及第二原边绕组串联后的AX端测量获取； 记原边等效电阻为RS， 记副边等效漏感为Ls， 所述原边等效电阻RS通过第一副边绕组以 及第二副边绕组串联后的ax端测量获取； 记等效励磁电感为Lm， 结合所述空芯高频变压器的原边绕组匝数N、 副边绕组匝数M， 构 建所述空芯高频变压器的等效励磁电感为Lm模型、 原边等效漏感为LP模型和副边等效漏感 为Ls模型。 10.根据权利要求9所述的空芯高频变压器的建模方法， 其特征在于， 所述等效励磁电 感为Lm模型、 原边 等效漏感为 LP模型和副边 等效漏感为 Ls模型， 分别表示 为： Lm＝kTFMmutual Lp＝L1‑Lm 其中， kTF＝N/M为空芯高频变压器的等效理想电压器的电压变比， Mmutual为串联后的第 一原边绕组、 第二原边绕组与串联后的第一副边绕组、 第二副边绕组之间的实测互感值， L1权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455645 A 2为第一原边绕组、 第二原边绕组之间的实测电感值， L2为第一副边绕组、 第二副边绕组之间 的实测互感值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455645 A 3