本發(fā)明涉及變壓器技術領域，具體涉及一種高頻開關變壓器。

背景技術：

開關變壓器由于體積小、重量輕被廣泛應用在各種電源領域。大功率高壓電源中的開關變壓器工作在高壓、大功率場合，除了完成功率傳輸基本功能外，還需要在相對狹小的空間內解決絕緣和散熱等問題。目前，為了充分利用磁性材料的性能，大功率高頻開關變壓器所用的鐵芯多為不切開鐵芯，且繞線形式為穿繞。

在高頻開關變壓器中，銅的重量所占的比例很小，通常在幾十分之一或更少，開關變壓器的重量絕大部分由鐵芯決定。

在鐵芯截面一定的情況下，鐵芯窗口面積決定了鐵芯的體積和重量，從而決定了變壓器整體的體積和重量。

鐵芯的窗口面積大致由三部分組成：1、容銅面積；2、絕緣面積；3、工藝面積。其中容銅面積和工藝面積在初步設計時已確定，絕緣面積則與采取的絕緣結構有關，不同的絕緣結構，所需的絕緣面積有很大差異，將影響鐵芯以致整個變壓器的體積和重量。

變壓器的絕緣主要是初、次極間的絕緣，是在極間間隙中填充絕緣介質，達到相應的抗電強度，在有高壓絕緣要求的變壓器中，極間絕緣的通常做法是：在兩極間用支撐件形成間隙，充入流動的液態(tài)或氣態(tài)絕緣介質。

體積小、重量輕是開關變壓器的特點，它可使電源的體積和重量大大減小，但在高壓電源中，開關變壓器體積小的優(yōu)點卻受到絕緣能力的限制。比如，提高工作頻率雖然可使鐵芯截面積減小，但實現(xiàn)絕緣目的的絕緣空間卻不能隨之減小，使得變壓器的整體體積即使有所減小，但不明顯。

在傳統(tǒng)絕緣結構中，極間有支撐件貫穿兩極，兩極間存在爬電通路，同間隙爬電通路的絕緣能力小于介質的絕緣能力，因此，在有爬電通路時，絕緣結構的實際絕緣間隙大于理論絕緣間隙。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種高頻開關變壓器。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種高頻開關變壓器，包括支架、第一連接筒、第二連接筒、環(huán)筒形磁芯和多個支撐件，所述支架上設有豎直布置的第一側板和第二側板；

所述第一連接筒插接在所述第二連接筒內，所述第一連接筒和第二連接筒之間形成一環(huán)筒狀間隙，所述環(huán)筒形磁芯套設在所述環(huán)筒狀間隙內，所述環(huán)筒形磁芯與所述第一連接筒和所述第二連接筒之間均留有徑向間隙；

所述第一連接筒和第二連接筒位于所述第一側板和第二側板之間且均與所述第一側板垂直布置，所述環(huán)筒形磁芯與所述第一側板和所述第二側板之間均留有軸向間隙；

多個支撐件設置在所述軸向間隙內，所述支撐件一端固定在所述環(huán)筒形磁芯一端的端面上，所述支撐件的另一端固定在所述第一側板或第二側板上；

所述第一連接筒的兩端以及所述第二連接筒的兩端分別固定在所述環(huán)筒形磁芯兩側的支撐件上。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的高頻開關變壓器，通過在軸向間隙內設置多個支撐件，而徑向間隙內無支撐件，消除了鐵芯窗口內的爬電通路；使得本發(fā)明結構的變壓器尺寸小于傳統(tǒng)結構的變壓器尺寸，且重量輕。

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，多個所述支撐件分別為多個第一支撐件和多個第二支撐件，所述第一支撐件的一端固定在所述環(huán)筒形磁芯一端的端面上，所述第一支撐件的另一端固定在所述第一側板上；所述第二支撐件的一端固定在所述環(huán)筒形磁芯另一端的端面上，所述第二支撐件的另一端固定在所述第二側板上；多個第一支撐件和多個第二支撐件一一對應布置在所述環(huán)筒形磁芯的兩端。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過將第一支撐件和第二支撐件一一對應布置在環(huán)筒形磁芯的兩端，使得環(huán)筒形磁芯的支撐更加穩(wěn)固。

進一步，所述支撐件包括大頭端和小頭端，所述小頭端固定在所述環(huán)筒形磁芯一端的端面上，所述大頭端固定在所述第一側板或第二側板上。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過設置大頭端和小頭端，使得支撐件不僅能夠起到軸向支撐作用，還能起到徑向支撐作用，有效控制了徑向間隙。

進一步，所述支撐件均包括第一連接段、支撐段、第二連接段和第三連接段，所述第一連接段沿所述環(huán)筒形磁芯的軸向布置且其一端固定在所述環(huán)筒形磁芯一端的端面上，所述第一連接段的另一端垂直一體連接在所述支撐段的中部，所述第二連接段的一端和第三連接段的一端分別一體連接在所述支撐段的兩端，所述第二連接段的另一端和所述第三連接段的另一端分別固定在所述第一側板或第二側板上。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過設置支撐段，可對徑向間隙隨時進行調整。

進一步，所述第二連接段和第三連接段之間形成一導流縫隙。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過設置導流縫隙，方便絕緣流體的通過。

進一步，所述支撐段靠近所述環(huán)筒形磁芯的一側設有一臺階，所述臺階設置在所述支撐段靠近所述環(huán)筒形磁芯中心軸線一端的位置上，所述第一連接筒壓接固定在所述臺階上。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過在支撐段上設置臺階，方便第一連接筒的固定。

進一步，所述支架包括底座，所述第一側板和第二側板豎直固定在所述底座上，所述第二連接筒與所述底座之間留有空隙。

附圖說明

圖1為高頻開關變壓器理想狀態(tài)的剖面結構示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術的高頻開關變壓器的剖面結構示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術的高頻開關變壓器安裝在支架上的剖面結構示意圖；

圖4為本實施例的高頻開關變壓器的剖面結構示意圖；

圖5為本實施例的高頻開關變壓器安裝在支架上的剖面結構示意圖；

圖6為本實施例的高頻變壓器的側視結構示意圖；

圖7為圖6的剖面結構示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、支架；11、底座；12、第一側板；13、第二側板；2、第一連接筒；3、第二連接筒；4、環(huán)筒形磁芯；41、徑向間隙；42、軸向間隙；5、支撐件；51、第一連接段；52、支撐段；53、第二連接段；54、第三連接段；55、導流間隙；56、臺階；6、徑向支撐件；7、軸向支撐件；8、初級繞組；9、次級繞組。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖4-圖7所示，本實施例的一種高頻開關變壓器，包括支架1、第一連接筒2、第二連接筒3、環(huán)筒形磁芯4和多個支撐件5，所述支架1上設有豎直布置的第一側板12和第二側板13；圖7中的支撐件未標出。

如圖6和圖7所示，本實施例的所述第一連接筒2插接在所述第二連接筒3內，所述第一連接筒2和第二連接筒3之間形成一環(huán)筒狀間隙，所述環(huán)筒形磁芯4套設在所述環(huán)筒狀間隙內，所述環(huán)筒形磁芯4與所述第一連接筒2和所述第二連接筒3之間均留有徑向間隙41；

如圖6和圖7所示，本實施例的所述第一連接筒2和第二連接筒3位于所述第一側板12和第二側板13之間且均與所述第一側板12垂直布置，所述環(huán)筒形磁芯4與所述第一側板12和所述第二側板13之間均留有軸向間隙42；

如圖4和圖5所示，本實施例的多個支撐件5設置在所述軸向間隙42內，所述支撐件5一端固定在所述環(huán)筒形磁芯4一端的端面上，所述支撐件5的另一端固定在所述第一側板12或第二側板13上；所述第一連接筒2的兩端以及所述第二連接筒3的兩端分別固定在所述環(huán)筒形磁芯4兩側的支撐件5上。

本實施例的高頻開關變壓器，通過在軸向間隙內設置多個支撐件，而徑向間隙內無支撐件，消除了鐵芯窗口內的爬電通路；使得本發(fā)明結構的變壓器尺寸小于傳統(tǒng)結構的變壓器尺寸，且重量輕。

如圖4和圖5所示，本實施例的多個所述支撐件5分別為多個第一支撐件和多個第二支撐件，所述第一支撐件的一端固定在所述環(huán)筒形磁芯4一端的端面上，所述第一支撐件的另一端固定在所述第一側板12上；所述第二支撐件的一端固定在所述環(huán)筒形磁芯4另一端的端面上，所述第二支撐件的另一端固定在所述第二側板13上；多個第一支撐件和多個第二支撐件一一對應布置在所述環(huán)筒形磁芯4的兩端。通過將第一支撐件和第二支撐件一一對應布置在環(huán)筒形磁芯的兩端，使得環(huán)筒形磁芯的支撐更加穩(wěn)固。

如圖4和圖5所示，本實施例的所述支撐件5包括大頭端和小頭端，所述小頭端固定在所述環(huán)筒形磁芯4一端的端面上，所述大頭端固定在所述第一側板12或第二側板13上。通過設置大頭端和小頭端，使得支撐件不僅能夠起到軸向支撐作用，還能起到徑向支撐作用，有效控制了徑向間隙。

如圖4所示，本實施例的所述支撐件5均包括第一連接段51、支撐段52、第二連接段53和第三連接段54，所述第一連接段51沿所述環(huán)筒形磁芯4的軸向布置且其一端固定在所述環(huán)筒形磁芯4一端的端面上，所述第一連接段51的另一端垂直一體連接在所述支撐段52的中部，所述第二連接段53的一端和第三連接段54的一端分別一體連接在所述支撐段52的兩端，所述第二連接段53的另一端和所述第三連接段54的另一端分別固定在所述第一側板12或第二側板13上。通過設置支撐段，可對徑向間隙隨時進行調整。

如圖4和圖5所示，本實施例的所述第二連接段和第三連接段之間形成一導流縫隙。通過設置導流縫隙，方便絕緣流體的通過。

如圖5所示，本實施例的所述支撐段52靠近所述環(huán)筒形磁芯4的一側設有一臺階56，所述臺階56設置在所述支撐段52靠近所述環(huán)筒形磁芯4中心軸線一端的位置上，所述第一連接筒2壓接固定在所述臺階56上。通過在支撐段上設置臺階，方便第一連接筒的固定。

如圖5-圖7所示，本實施例的所述支架1包括底座11，所述第一側板12和第二側板13豎直固定在所述底座11上，所述第二連接筒3與所述底座11之間留有空隙。

本實施例的高頻開關變壓器，環(huán)筒形磁芯4和第一連接筒2、第二連接筒3之間的軸向間隙42為D1，徑向間隙41為L1；現(xiàn)有技術中的高頻開關變壓器通過設置徑向支撐件6和軸向支撐件7將環(huán)筒形磁芯4支撐在第一連接筒2和第二連接筒3之間的環(huán)形間隙中，具體如圖2和圖3所示，現(xiàn)有技術的高頻開關變壓器的軸向間隙42為D2，徑向間隙41為L2；而高頻開關變壓器的理想狀態(tài)是不通過支撐件來支撐環(huán)筒形磁芯，這樣就使得軸向間隙42和徑向間隙41達到了最佳狀態(tài)，具體如圖1所示，理想狀態(tài)下的軸向間隙42為D3，徑向間隙41為L3。通過本實施例的一個支撐件來取代現(xiàn)有技術的軸向支撐件和徑向支撐件，使得D1＞D3且D1相當于D2,而L1＝L3且L1＜L2，這樣就使得本實施例的變壓器相當于現(xiàn)有技術的變壓器的體積和重量要小。本實施例的變壓器的徑向間隙要小于現(xiàn)有技術的徑向間隙，而環(huán)筒形磁芯的內外徑不變，使得環(huán)筒形磁芯的體積、重量與理想結構的環(huán)筒形磁芯相同，為了使得軸向支撐整體的結構更加穩(wěn)固，同時考慮到存在沿面通路，本實施例變壓器整體的軸向尺寸相比理想結構的變壓器有所增大，以保證有足夠的抗電強度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。