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电子变压器定义、作用及分类

一.电子变压器定义、作用及分类变压器是具有磁芯(铁芯)与两个或两个以上的线圈组成,它们互不改变位置的装置,从一个或两个以上的回路,通过交流电力借电磁感应作用,转变成电压及电流,对另一个或两个一上的回路,供给一周拨数的交流电力.2 作用:在电子线路中起着升压、降压、隔离、整流、变频、倒相、阻抗匹配、逆变、储能、滤波等作用。

3 分类:A 按工作频率分类:工频变压器:工作频率为50Hz或60Hz中频变压器:工作频率为400Hz或1KHz音频变压器:工作频率为20Hz或20KHz超音频变压器:20KHz以上,不超过100KHz高频变压器:工作频率通常为上KHz至上百KHz以上。

B 按用途分类:电源变压器:用于提供电子设备所需电源的变压器音频变压器:用于音频放大电路和音响设备的变压器脉冲变压器:工作在脉冲电路中的的变压吕,其波形一般为单极性矩形脉冲波特种变压器:具有一种特殊功能的变压器,如参量变压器,稳压变压器,超隔离变压器,传输线变压器,漏磁变压器开关电源变压器:用于开关电源电路中的变压器通讯变压器:用于通讯网络中起隔直、滤波的变压器电子变压器材料及分类:变压器英文二电子变压器材料及分类:变压器英文(TRansformer)1)电子变压器材料主要有骨架(Bobbin,Base,Case)线材(Copper Wire)磁芯(Ferrite Core,SI-Steel Lamination)铜箔(Copper Foil)绝缘胶带(Tape)安全胶带,也称档墙(Margin Tape)套管(Tube)化学材料:焊锡(Solder Bar),绝缘油(Varnish),胶类(Epoxy,Glue),稀释剂(Thinner),助焊剂(Scaling Powder),油墨(Ink)1、磁芯:磁芯主要几大类:1.钢片类Lamination(SI-STEEL,PERMALLOY);2.软磁铁氧体类(FERRITE CORE);3.铁粉芯(Iron Powder);4.铁硅铝(Kool,Mu或Sendust);5.高导磁粉芯(High Flux);6铁镍钼磁粉芯(Mpp Core);7.非晶态(Amorphous)。

1)铁磁芯(Iron Powder):广泛用于RF领域,利用其内在的气隙分布特性,适合于各种储能电感,如直流输出扼流器,分态输入扼流器,功率因数修正(PFC)电感器,脉冲变压器,DC to DC变换器,连续态弛返电感,调光扼流器及EMI/RFI电路中。

其形状通常为环形。

通常通过颜色氏码(Color Code)进行材质的区分,其规格以T*-XX*形式命名。

如:T130-26B中,T表示 Toroid,130表示1.3英吋外径,26表示26材质,B表示同外径不同厚度的类型。

供应商通常为Mircometal、嘉成、科达和可达。

2)铁镍钼磁粉芯(MPP molypermalloy powder):粉芯中磁损最低的一种材质,它是由79%镍,17%铁,和4%的钼配比而成,磁粉中分布隙的一种环状磁芯。

MPP磁芯具有多方面优秀的电磁特性:高电阻系数:低磁滞低涡流损耗;在高DC磁化或DC偏置条件下,电感稳定;具有最宽的饿磁导率可选范围,是开关电源中直流输出滤波器最佳选择材料。

MPP的材质主要分为ui:26,60,125,147,160,173,200。

主要应用于高Q值电感,低损耗滤波器,驱动线圈,射频(RFI)滤波器,变压器和电感线圈等等。

3)高导磁粉芯(High Flux Core):是由50%镍和50铁合金粉而成的环状,磁芯内部分布气隙,是偏置能力最好的一种粉末磁芯材料,磁通密度高达15,000高斯损耗明显低于铁粉芯。

它是开关电源调制电感器,线路噪音滤波器,脉冲变压器和回扫变压器磁芯的理想选择。

特别是在大直流电流场合下,使用HF磁粉芯可以有效减小电感尺寸。

高磁导磁芯的材质主在分为ui:26,60,125,147。

4)铁硅铝磁粉芯(Sendust):有ARNOLD首先开发出,用以代替铁粉芯磁环,磁芯损耗更低,其能量储存能力高于MPP,支流偏(DC Bias)性能比Iron Powder更好。

它是开关电源中能量储存和滤波电感磁芯的理想选择。

铁硅铝磁芯的材质主要分为ui:26,60,90,125。

5)非晶态(Amorphous):具有高饱和磁感应强度,高磁导率,低损耗,体积小,抗强电干拢能力强,频率特性优良和温度稳定高等特点。

常用作于 PFC,储能电感和电流互感器等等。

非晶态分为非晶卷带(Amorphous Laminaiton)和非晶粉末磁芯(Amorphous Powder)两种。

2、骨架:从功能上分为三类:1.绕线管(BOBBIN),2.底座(BASE),3.外套(CASE) 从材质上主要分为:PHENOLIC,PBT,PET,LCP,PPHS,PA66等等。

从形式上主要分为:立式(VERTICAL),卧式(HORIZONTAL)也可分为表面贴件(SMD)和插件(Lead-through or Through Hole)两类。

BOBBIN的作用:用于线圈的绕制载体,并使线圈与磁芯之间绝缘的一类材料。

BASE的作用:用于固定线圈,并对引线进行定位,方便其安装在线路板上的一类材料。

有可带PIN或不带PIN两种。

CASE的作用:用于固定、保护和隔离线圈,并对引线进行定位,方便其安装在线路板上。

多用于线圈灌封。

酚醛树脂:俗称电木(PHENOLIC),属于热固性(Thermoset)材料。

特点:1.不易变形;2.耐高温及高温焊锡;强度较高。

缺点:较脆容易破损。

目前所使用的电木材料有很多,其性能也各不相同,成本电子变压器的工艺流程三、电子变压器的工艺流程:1)预加工,如铜箔、骨架等预加工;(beforehand process)2)绕线;(winding coil)3)理线(配线)(termianl lead wire);4)焊锡一;(dip solder 1)5)组合磁芯,包含点胶、包胶带;(assembly)6)测试一;(test 1)7)烤胶;(bake glue)8)含浸;(dip varnished or vacuumed varnish)9)烤凡立水;(bake varnish)10)焊锡二;(dip solder 2)11)测试二;(test 2)12)外观检查及清理;(inspection&cleaning)13)成品包装;(packing)注意:此流程为通用流程,对于具体产品部分流程可删除。

电子变压器的基本原理四、电子变压器的基本原理:简单的空载变压器是由闭合的导磁体和二个绕组组成,其中一个绕组与交流电源相连接,称为初级绕组Np,另一个绕组可以与负载相连接,称为次级绕组Ns。

如果初级绕组与交流电压Ui的电源相连接,在该绕组中产生交变电源Io, Io称为空载电流。

这个电流建立了沿磁芯磁路而闭合的交变磁通,磁通同时穿过初级绕组和次级绕组,在初级绕组中产生自感电动势E1,次极产生互感电动势E2,则E1:E2=Ns:Np电子变压器的性能指标五、电子变压器的性能指标(ELECTRICAL CHARACTER):A.电感(Inductance)B.漏电感(Leakage Inductance)C.直流电阻(DC Resistance)D.圈数比(Turn Radio)E.耐压(Hi-POT)F.绝缘阻抗(Insulation Resistance)G.机械尺寸(Mechanical Dimension)H.层间绝缘(Layer Insulation)I.在线测试(In Circuit Test)A:电感L=AL*N2其中AL为磁导率,它决定于磁芯的ui\磁路长度和截面积等等因素,N为线圈匝数。

B:漏电感LK作为漏磁量,它的大小决定于设计绕线结构和生产工艺,如:有无挡墙套管,绕线整、疏密绕、层间胶布的层数和绕线紧密程度等诸多因素。

C:直流电阻DCR=ρL/πR2其中ρ为电导率,L为铜线长度,πR2铜线截面积,铜线长度决定于绕组匝数及绕线直径。

D:圈数比Turn Radio(简称TR)变压器的基本原理:初次级输入、输出之电压比等于初次级圈数之比。

其作用:是用于测试绕线圈数是否符合要求;测试原理:初级输入—高频正弦波信号用电表测出其电压值,次级测出其空载输出电压,两者之电压比即为圈数比。

通常测试条件为20KHz,1VE:耐压HI-POT(破坏性测试)作用:用于测试变压器的安全性、可靠性的一个项目。

通常测试位置为初级一次级(PRI TO SEC)、初级一磁芯(SEC TO CORE);其设定的参数有电源类型:交流或直流(AC OR DC),电压值(Voltage),漏电流(Leakage current),测试时间(Time),通常的用交流高压测试,电压、漏电流大小通常由客户规定或根据相关的安规要求进行测试。

测试原理:在测试部位间加入高压,通过测试其间漏电流有无超出要求。

在待测部位达不到要求时可能将待测部位间绝缘部分击穿,此时漏电流会远远大于要求;有时绝缘程度处于临界状态,高压不能将其击穿,漏电流可能会稍大于要求,这时也判定为不良。

F:绝缘阻抗Insulation resistance作用:用于测试绝缘程度的一个项目。

测试原理:在测试部位间加入500VDC的直流电压,测试其间的阻抗大小,通常为100MΩMIN。

HI-POT与IR测试方式尽管不同,但联系十分紧密。

通常同一种不良原因会造成HI-POT与IR同时不良:在某些情况下也会出现一种项目不良。

G:层间绝缘Layer insulation作用:对于某些驱动变压器(Drive Transformer)或AC TO DC主变压器,因其绕组的匝数和层数多,起始线与结尾线间的电压很高,而漆包线的包膜的绝缘程度接近或达不到要求时,有必要对产品进行此项测试以保证产品的信赖性。

测试原理:在绕组的起始端和结尾端瞬间加入振荡信号,使信号的线圈中形成阻尼振荡通过显示屏观察其振荡波形;如果线圈中发生短路,刚波形会瞬间衰减,而并非为阻尼振荡。

在设计上通常分别采用多槽和初级线圈分布或加层间胶带进行处理。

H:在线测试In Circuit Test作用:客户为保证所用之元器件在正常使用时其动态特性达到要求而增加此项测试。

测试原理:直接将变压器装机板,测试其工作时输入、输也特性是否达到设计要求。

电性能制程不良原因剖析及解决技艺(以变压器为例)六、电性能制程不良原因剖析及解决技艺(以变压器为例)1、电感不良A:极高线圈匝数远大于规格要求,按要求减少圈数。

磁芯用错,使用高μ值材质的磁芯,使用要求之磁芯。

磁芯未配对,均用NO GAP磁芯进行组装,配对使用磁芯。

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