CN219329174U - 变压器及电源 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种变压器及电源，该变压器磁芯、初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组和间隔件；所述磁芯包括相对设置的第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯的第一连接部和所述第二磁芯的第二连接部之间具有一间隙；所述第一次级绕组和所述第二次级绕组分别设于所述间隔件的两侧；所述初级绕组包括第一初级线圈和第二初级线圈。本实用新型用间隔件使第一次级绕组和第二次级绕组分别设于间隔件的两侧，并远离第一连接部和第二连接部之间的间隙，从而减弱第一次级绕组、第二次级绕组因间隙处外散的磁力线而产生的涡流损耗，继而降低第一次级绕组、第二次级绕组的温度，进而改善变压器因间隙处的磁力线的影响而导致温度升高的问题。

Description

变压器及电源

技术领域

本申请涉及变压装置技术领域，特别涉及一种变压器及电源。

背景技术

电源变压器是一种软磁电磁元件，功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，在电源技术中和电力电子技术中应用较为广泛。

相关技术中，电源变压器包括两个相对设置的磁芯，以及分别设置于两个磁芯中柱上的绕组。在设计高频变压器时，为了避免电源变压器的电感量饱和，通常使两个磁芯中柱间隔设置，以形成位于两个磁芯中柱之间的间隙(气隙)，从而减小电感量，提升抗饱和能力。

然而，由于两个磁芯中柱的间隙处的磁导率低，该处的磁力线会往外发散，从而会在靠近或位于该处的绕组上产生涡流损耗，导致变压器温度上升，当变压器温度超过允许范围，容易导致变压器的绝缘损坏，造成变压器被高电压击穿进而发生故障或事故。

实用新型内容

本申请实施例的主要目的是提供一种变压器及电源，旨在改善现有技术中由于磁芯的间隙处的磁力线往外发散导致变压器温度升高的技术问题。

本申请实施例提出一种变压器，所述变压器包括：磁芯、初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组和间隔件；

其中，所述磁芯包括相对设置的第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯的第一连接部和所述第二磁芯的第二连接部之间具有一间隙，所述间隔件套设于所述第一连接部和所述第二连接部上；

所述第一次级绕组和所述第二次级绕组分别设于所述间隔件的两侧，所述间隔件用于保持所述第一次级绕组和所述第二次级绕组远离所述间隙；

所述初级绕组包括第一初级线圈和第二初级线圈，所述第一初级线圈设于所述第一次级绕组远离所述间隔件的一侧，所述第二初级线圈设于所述第二次级绕组远离所述间隔件的一侧。

本申请还提供了一种电源，包括上述的变压器。

本申请实施例提出了一种变压器及电源，用间隔件使第一次级绕组和第二次级绕组分别设于间隔件的两侧，并远离第一连接部和第二连接部之间的间隙，从而减弱第一次级绕组、第二次级绕组因间隙处外散的磁力线而产生的涡流损耗，继而降低第一次级绕组、第二次级绕组的温度，进而改善相关技术中变压器因间隙处的磁力线的影响而导致温度升高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种实施例的间隔件与变压器的结构示意图；

图2为本实用新型的一种实施例的变压器的结构示意图；

图3为本实用新型的一实施例的变压器爆炸结构示意图；

图4为本申请一实施例的变压器的原理图；

图5为本申请一实施例的变压器的内部结构示意图。

附图标记说明：

101、第一磁芯；101-1、第一中柱；101-1-a、第一连接部；101-2、第一本体；102、第二磁芯；102-1、第二本体；102-1-a、第二连接部；102-2、第二中柱；103、间隙；200、初级绕组、201、第一初级线圈；202、第二初级线圈；203、第三初级线圈；204、第四初级线圈；301、第一次级绕组；302、第二次级绕组；303、第三次级绕组；304、第四次级绕组；400、间隔件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

如图1、图2以及图3所示，本申请实施例提供了一种变压器，该变压器包括磁芯、初级绕组200、第一次级绕组301、第二次级绕组302和间隔件400。磁芯包括相对设置的第一磁芯101和第二磁芯102，第一磁芯101的第一连接部和第二磁芯102连接部之间具有一间隙103，间隔件400套设于第一连接部和第二连接部上。第一次级绕组301和第二次级绕组302分别设于间隔件400的两侧，间隔件400用于保持第一次级绕组301和第二次级绕组302远离间隙103。初级绕组200包括第一初级线圈201和第二初级线圈202，第一初级线圈201设于第一次级绕组301远离间隔件400的一侧，第二初级线圈202设于第二次级绕组302远离间隔件400的一侧。

由于第一连接部和第二连接部之间的间隙103处的磁导率低，该处的磁力线会往外发散，从而会在靠近或位于该处的绕组上产生涡流损耗。因此，在现有的变压器中，靠近间隙103处的次级绕组会受到磁力线的影响产生涡流损耗发热，导致变压器温度上升。

上述实施例提供的变压器，在第一次级绕组301与第二次级绕组302之间设置间隔件400，使第一次级绕组301和第二次级绕组302分别位于间隔件400的两侧，将间隔件400设于第一连接部和第二连接部上，则间隔件400必然位于经过间隙103，间隔件400用于保持第一次级绕组301和第二次级绕组302远离间隙103，减弱甚至消除间隙103处外散的磁力线对第一次级绕组301、第二次级绕组302的影响，从而减弱第一次级绕组301、第二次级绕组302因涡流损耗而导致的发热，进而改善变压器因间隙103处磁力线外散导致的变压器温度升高的问题。

在一些实施例中，间隔件400的厚度L1(轴向长度)大于间隙103的宽度L2，以便将保持第一次级绕组301和第二次级绕组302位于间隙103的两侧。

需要说明的是，间隙103的宽度为第一连接部的端部到第二连接部的端部之间的垂直距离。而第一次级绕组301与第二次级绕组302位于间隔件400的的两侧，即指的是第一次级绕组301和第二次级绕组302之间的距离大与间隙103的宽度。

在一些实施例中，第一磁芯101包括第一本体101-2和设置于第一本体101-2一面的第一中柱101-1，第二磁芯102包括第二本体102-1和设置于第二本体102-1一面的第二中柱102-2，第一连接部位于第一中柱101-1，第二连接部位于第二中柱102-2。

具体地，第一本体101-2与第二本体102-1相对设置，且第一本体101-2的外沿与第二本体102-1的外沿相接触，第一中柱101-1与第二中柱102-2的端部间隔设置形成间隙103，第一连接部位于第一中柱101-1靠近于第二中柱102-2的一端，第二连接部位于第二中柱102-2靠近第一中柱101-1的一侧，即，第一中柱101-1与第二中柱102-2之间间隔设置即为第一连接部与第二连接部间隔设置。

间隔件400的一端与第一连接部连接且套设于第一中柱101-1上，间隔件400的另一端与第二连接部连接且套设于第二中柱102-2上。

在一些实施方式中，间隔件400可以呈环状，且套设在第一中柱101-1及第二中柱102-2上。

另一种可能的实施例中，间隔件400沿其轴向的截面呈“工”字型。间隔件400具有开口方向相背的第一套接口及第二套接口。第一套接口用于与第一中柱101-1套接，第二套接口用于与第二中柱102-2套接。

可以理解，由于间隔件400的厚度L1大于间隙1031的宽度L2，且间隔件400设置在第一次级绕组301和第二次级绕组302之间，可以保证线圈无法设置在间隙103位置。通过间隔件400使第一次级绕组301和第二次级绕组302分别位于间隙103的两侧，或者说，使第一次级绕组301和第二次级绕组302尽量远离间隙103位置，可以减弱第一次级绕组301及第二次级绕组302受到的间隙103处外散的磁力线的影响而产生的涡流损耗。

一些实施例中，间隔件400的厚度可以在2mm-6mm之间。考虑到适用于电源的变压器的整体结构尺寸不宜过大，变压器中间隙103通常也不会很大，通过将间隔件400的厚度控制在2mm-6mm，可以较为有效地改善气隙部带来涡流损耗，从而有效地抑制变压器的温升，同时，对变压器结构尺寸的影响的相对较小。

一种可能的实施例中，间隔件400厚度为5mm。

在间隔件400呈环状或者沿轴向的截面呈“工”字型的实施例中，间隔件400的一端可以套设于第一连接部，间隔件400的另一端可以套设于第二中柱102-2。此时，间隔件400、第一次级绕组301及第二次级绕组302三者的直径大小相适配。

需要说明的是，间隔件400、第一次级绕组301及第二次级绕组302三者的直径大小相适配是指间隔件400、第一次级绕组301及第二次级绕组302三者的外径相同，和/或间隔件400、第一次级绕组301及第二次级绕组302三者的内径相同。

一些实施例中，间隔件400可以为单个间隔圈，或者为多个层叠设置的间隔圈的组合件。相较于单个间隔圈，采用多个层叠的间隔圈来组成间隔件400，可以在研发阶段根据不同间隙103的间距增减间隔圈的数量，以便调整最终形成的间隔件400的厚度，从而最终形成的间隔件400能够与所应用的场景更加适配。

当间隔件400由多个间隔圈组成时，多个间隔圈可通过固定件进行固定。固定件可以例如为绝缘胶带、卡扣等。

一些实施例中，间隔圈可以是被去除中间部分而成环状结构的绝缘片。绝缘片由酚醛纸质层压板、环氧纸质层压板、聚酯玻璃毡层压板、环氧玻璃布层压板中的一种或多种制成。采用绝缘材料制作间隔件400，能够避免间隔件400其自身产生涡流损耗，相对于采用非绝缘材料，能够最大限度的抑制变压器的温升。

进一步地，由于变压器中磁变化和电变化均较为频繁，因此，为了提高间隔件400的可靠性，可以采用耐热绝缘材料制作间隔件400。耐热绝缘材料可以是热塑性聚酰亚胺、热固性聚酰亚胺等。

在一些实施例中，变压器还包括第三次级绕组303和第四次级绕组304，初级绕组200还包括第三初级线圈203和第四初级线圈204。第三次级绕组303设于第一初级线圈201远离第一次级绕组301的一侧，第四次级绕组304设于第二初级线圈202远离第二次级绕组302的一侧；第三初级线圈203设于第三次级绕组303远离第一次级绕组301的一侧，第四初级线圈204设于第四次级绕组304远离第二次级绕组302的一侧。

在一些实施例中，第一次级绕组301和间隔件400之间设置有第一垫片，第二次级绕组302和间隔件400之间设置有第二垫片。第一次级绕组301和第一初级线圈201之间设置有第三垫片，第二次级绕组302和第二初级线圈202之间设置有第四垫片。第三次级绕组303和第一初级线圈201之间设置有第五垫片，第四次级绕组304和第二初级线圈202之间设有第六垫片。第三初级线圈203和第三次级绕组303之间设置有第七垫片，第四初级线圈204和第四次绕组之间设置有第八垫片。第三初级线圈203远离第三次级绕组303的一侧设置有第九垫片，第四初级线圈204远离第四次级绕组304的一侧设置有第十垫片。

在一些实施方式中，第一垫片、第二垫片、第三垫片、第四垫片、第五垫片、第六垫片、第七垫片、第八垫片、第九垫片以及第十垫片均为绝缘垫片。即，第一垫片、第二垫片、第三垫片、第四垫片、第五垫片、第六垫片、第七垫片、第八垫片、第九垫片以及第十垫片均采用绝缘材料制成。

能够理解的是，通过在磁芯与线圈、线圈与绕组之间设置绝缘片，来保证变压器工作时，各个线圈之间、线圈与磁芯之间不会互相影响。

在一些实施方式中，第一垫片、第二垫片、第三垫片、第四垫片、第五垫片、第六垫片、第七垫片、第八垫片、第九垫片以及第十垫片均为隔热垫片。即，第一垫片、第二垫片、第三垫片、第四垫片、第五垫片、第六垫片、第七垫片、第八垫片、第九垫片以及第十垫片均采用隔热材料制成。

能够理解的是，线圈与磁芯之间、线圈与绕组之间、绕组与间隔件400之间的温度与压力均会变化，通过采用隔热材料制作垫片，并将垫片设置在线圈与线圈之间以及线圈与磁芯之间可以减弱或消除温度或压力变化所带来的影响。

在另一些实施例中，第一初级线圈201、第二初级线圈202、第三初级线圈203和第四初级线圈204为同一根铜线的不同的铜线段绕制而成的双层线饼。

在一些可能的实施方式中，第一初级线圈201、第二初级线圈202、第三初级线圈203以及第四初级线圈204的铜线上缠绕有绝缘套管或绝缘胶带。

请参阅图4以及图5，其中，图4公开了本实用新型变压器的工作原理，即，在向初级绕组N1通道电的情况下，使次级绕组S1、次级绕组S2、次级绕组S3以及次级绕组S4上产生电流。

在一些实施例中，变压器具有次级绕组S1、次级绕组S2、次级绕组S3以及次级绕组S4，变压器还具有串联连接的第一初级线圈N1-1、第二初级线圈N1-2、第三初级线圈N1-3以及第四初级线圈N1-4。其中，次级绕组S1设置于第一初级线圈N1-1和第二初级线圈N1-2之间，次级绕组S2和次级绕组S3设置于第一初级线圈N1-1和第二初级线圈N1-2之间，次级绕组S4设置于第三初级线圈N1-3与第四初级线圈N1-4之间。间隔物T设置于次级绕组S2和次级绕组S3之间，使次级绕组S2和次级绕组S3之间具有一定间距，该间距大于间隙的宽度。

本申请还提供了一种电源，包括上述变压器_.由于该电源采用了上述变压器的全部或部分技术方案，因此至少具有上述变压器具有的全部有益效果，这里不再一一赘述。

在一些实施例中，电源包括电源壳体、设置于电源壳体中的电路板以及上述的至少一个变压器。上述的变压器设置于电路板上，与电路板上的功率器件连接形成控制电路。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的申请构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变压器，其特征在于，所述变压器包括：磁芯、初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组和间隔件；

其中，所述磁芯包括相对设置的第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯的第一连接部和所述第二磁芯的第二连接部之间具有一间隙，所述间隔件套设于所述第一连接部和所述第二连接部上；

所述第一次级绕组和所述第二次级绕组分别设于所述间隔件的两侧，所述间隔件用于保持所述第一次级绕组和所述第二次级绕组远离所述间隙；

所述初级绕组包括第一初级线圈和第二初级线圈，所述第一初级线圈设于所述第一次级绕组远离所述间隔件的一侧，所述第二初级线圈设于所述第二次级绕组远离所述间隔件的一侧。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述间隔件的厚度大于所述间隙的宽度。

3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，所述第一磁芯包括第一本体和设置于所述第一本体一面的第一中柱，第二磁芯包括第二本体和设置于所述第二本体一面的第二中柱；所述第一连接部位于所述第一中柱，所述第二连接部位于所述第二中柱。

4.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述间隔件包括一个间隔圈或多个层叠设置的间隔圈。

5.根据权利要求1-4任一项所述的变压器，其特征在于，所述变压器还包括第三次级绕组和第四次级绕组，所述初级绕组还包括第三初级线圈和第四初级线圈；

其中，所述第三次级绕组设于所述第一初级线圈远离所述第一次级绕组的一侧，所述第四次级绕组设于所述第二初级线圈远离所述第二次级绕组的一侧；所述第三初级线圈设于所述第三次级绕组远离所述第一次级绕组的一侧，第四初级线圈设于所述第四次级绕组远离所述第二次级绕组的一侧。

6.根据权利要求5所述的变压器，其特征在于，所述第一次级绕组和所述间隔件之间设有第一垫片，所述第二次级绕组和所述间隔件之间设有第二垫片，所述第一次级绕组和所述第一初级线圈之间设有第三垫片，所述第二次级绕组和所述第二初级线圈之间设有第四垫片，所述第三次级绕组和所述第一初级线圈之间设有第五垫片，所述第四次级绕组和所述第二初级线圈之间设有第六垫片，所述第三初级线圈和所述第三次级绕组之间设有第七垫片，所述第四初级线圈和所述第四次级绕组之间设有第八垫片，所述第三初级线圈远离所述第三次级绕组一侧设有第九垫片，所述第四初级线圈远离所述第四次级绕组一侧设有第十垫片。

7.根据权利要求6所述的变压器，其特征在于，所述第一垫片、所述第二垫片、所述第三垫片、所述第四垫片、所述第五垫片、所述第六垫片、所述第七垫片、所述第八垫片、所述第九垫片以及所述第十垫片均为绝缘垫片。

8.根据权利要求6所述的变压器，其特征在于，所述第一垫片、所述第二垫片、所述第三垫片、所述第四垫片、所述第五垫片、所述第六垫片、所述第七垫片、所述第八垫片、所述第九垫片以及所述第十垫片均为隔热垫片。

9.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述间隔件的厚度为2mm-6mm。

10.一种电源，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的变压器。

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