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SMPS-Transformatoren

Feb 23, 2021

Übersicht über Schaltnetzteiltransformatoren

Das Aufkommen von Schaltnetzteilen und der Antrieb für eine kleinere, billigere Stromumwandlung haben dazu geführt, dass die Transformatoren, die das Herzstück eines SMPS bilden, zunehmend gefragt sind, ob sie billig und schnell herzustellen und zu testen sind und dennoch sicher und zuverlässig bleiben.

Die Leistungshalbleiter, die zum Umschalten der Versorgung in den Transformator verwendet werden, und die ICs zum Steuern der Schaltfrequenz sind in den letzten 20 Jahren sowohl im Preis gesunken als auch in Bezug auf Zuverlässigkeit und Leistung gestiegen.
Dadurch bleibt dem Transformator immer noch zwei grundlegende und historisch widersprüchliche Funktionen zur Verfügung.

Erstens muss als Isolationsbarriere von der Versorgung des Benutzers nachgewiesen werden, dass die Versorgung unter großen Potentialunterschieden isoliert ist.
Zweitens muss es auch eine enge Kopplung der Wicklungen haben (dh eine geringe Streuinduktivität), um die Verluste auf ein Minimum zu beschränken und damit den Wirkungsgrad aufrechtzuerhalten.


HANG TUNG Electronics stellt eine Vielzahl guter Beispiele für SMPS-Transformatoren für eine Reihe verschiedener SMPS-Typen her.

Hier sehen wir uns den 750811290 an, einen Transformator, der für Flyback-SMPS-Konfigurationen entwickelt wurde.

SMPS Empfohlene Tests

SMPS - AT Editor Schema

Das Teil wird mit dem AT-Editor-Schema auf der linken Seite dargestellt.

Die in der Mitte abgegriffene Primärwicklung wird automatisch erkannt und gezeichnet, wenn dem Schaltplan eine Wicklung mit einer bereits definierten Pin-Nummer hinzugefügt wird (in diesem Fall Pin 3).

Da wir eine Kernleistung unter 3,15 A DC-Vorspannung erzielen möchten, verbindet das Gerät auch einen DC1000 mit den Pins 4 und 2. Dies bedeutet, dass für alle von uns bereitgestellten HI-POT-Tests die Pins 2,3,4 als LO-Anschlüsse verwendet werden müssen (siehe HPAC) später testen)














SMPS - AT Fixturing

Da der Transformator über Standard-PCB-Befestigungsstifte verfügt, eignet er sich zum Befestigen mit Kelvin-Stiften. Diese greifen horizontal an jedem Stift an, sodass keine Klemme erforderlich ist, um den Transformator an Ort und Stelle zu halten.



Kelvin-Stifte ermöglichen eine schnelle Montage des Prüflings und geben uns die für die Messungen erforderliche optimale Genauigkeit, da der Effekt des Stiftkontaktwiderstands und der Verkabelung der Vorrichtungen automatisch aus den Ergebnissen kompensiert werden kann.



Das Bild zeigt das Teil, das an einer benutzerdefinierten 12-poligen Kevin-Befestigung angebracht ist.


Das Gerät verfügt außerdem über 2 x 4-mm-Buchsen zum Anschließen der Voltech DC1000 DC-Vorspannungsquelle. Diese werden in der Halterung mit den Stiften 2 und 4 der Buchse verdrahtet und dann im Programm für Test 10 zur Messung der LSBX verwendet.


























SMPS - AT Testprogramm

Sehen Sie sich hier ein PDF des abgeschlossenen Testprogramms an



Das Programm überprüft zunächst den individuellen Spulenwiderstand jeder Wicklung, um zu überprüfen, ob sie unter einem festgelegten Maximum liegen.
Darauf folgen vier Windungsverhältnisprüfungen, um die korrekte Windungszahl, Phasenlage und den allgemeinen Transformatorbetrieb bei 10 kHz zu bestätigen
Die Induktivität der Primärwicklung wird dann bei 10 kz überprüft, gefolgt von demselben Test, jedoch mit 3,15 A (unter Verwendung eines Voltech DC1000), um zu bestätigen, dass der Kern nicht gesättigt ist.
Die korrekte Platzierung des Kernabstands und der Wicklung wird durch einen Leckinduktivitätstest bestätigt.

Schließlich wird die Isolierung unter Verwendung eines HPAC-Tests bei 4,5 kV AC, 50 Hz für 1 Sekunde bestätigt.


#PrüfungBeschreibungStifte und BedingungenGrund
1RGleichstromwiderstandPin 2-4, Test auf 600 mOhm + / - 10%Zur Überprüfung ist der Wicklungswiderstand unter einem Maximum. Dient auch als Überprüfung der korrekten Drahtstärke und des guten Abschlusses.
2RGleichstromwiderstandPin 6-5, Test auf 110 mOhm + / - 10%
Zur Überprüfung ist der Wicklungswiderstand unter einem Maximum. Dient auch als Überprüfung der korrekten Drahtstärke und des guten Abschlusses.
3RGleichstromwiderstandPin 8-10, Test auf 570 mOhm + / - 10%
Zur Überprüfung ist der Wicklungswiderstand unter einem Maximum. Dient auch als Überprüfung der korrekten Drahtstärke und des guten Abschlusses.
4RGleichstromwiderstandPin 9-11, Test auf 460 mOhm + / - 10%
Zur Überprüfung ist der Wicklungswiderstand unter einem Maximum. Dient auch als Überprüfung der korrekten Drahtstärke und des guten Abschlusses.
5TRDrehungsverhältnisAktivieren Sie die Pins 4-3,0,1 V 10 kHz. Überprüfen Sie das Windungsverhältnis 4-3: 3-2 auf 1: 1 - / + 6 %Zur Überprüfung des korrekten Wicklungsverhältnisses von jeder Seite des primären Mittelhahns
6TRDrehungsverhältnisAktivieren Sie die Pins 4-2,0,1 V 10 kHz. Überprüfen Sie das Windungsverhältnis 4-2: 9-11 auf 1: 1 - / + 2 %Um das korrekte Verhältnis der Wicklungen von allen Primärwicklungen zu einer der Sekundärwicklungen zu überprüfen
7TRDrehungsverhältnisAktivieren Sie die Pins 4-2,0,1 V 10 kHz. Überprüfen Sie das Windungsverhältnis 4-2: 8-10 auf 1: 1 - / + 2 %Um das korrekte Verhältnis der Wicklungen von der gesamten Primärwicklung zur anderen Sekundärwicklung zu überprüfen
8TRDrehungsverhältnisAktivieren Sie die Pins 4-2,0,1 V 10 kHz. Überprüfen Sie das Windungsverhältnis 4-2: 6-5 auf 6: 1 - / + 2 %Zur Überprüfung des korrekten Verhältnisses der Wicklungen von der gesamten Primärwicklung zur Rückkopplungswicklung
9LSInduktivitätAktivieren Sie die Pins 4-2, 0,1 V, 10 kHz und messen Sie die Induktivität mit 461 uH + / - 10%Überprüfen Sie das Kernmaterial und die Montagegenauigkeit
10LSBXInduktivität mit DC-VorspannungAktivieren Sie die Pins 4-2, 0,1 V, 10 kHz und legen Sie 3,15 A DC an. Überprüfen Sie die Induktivität auf> 368 uHÜberprüfen Sie, ob der Kern unter Gleichstrom nicht gesättigt ist. Auf diese Weise können Sie in jedem Teil nachweisen, dass der L-Abfall unter Bias nicht größer als die veröffentlichten 20% ist
11LLLeckinduktivitätAktivieren Sie die Pins 4-2, 0,1 V, 10 kHz. Überprüfen Sie, ob die Streuinduktivität für alle anderen Spulen weniger als 12 uH beträgtÜberprüft, ob die Kopplung der Spulen gut ist, um Leckagen zu minimieren
12HPACAC Hi-Pot4,5 kV AC, 1 Sekunde, Pins 8,9,10,11 Hi, Pins 2,3,4,5,6 Lo. Überprüfen Sie den Strom< 5="">So überprüfen Sie die Isolation gemäß Datenblatt. Beachten Sie, dass die primäre LO beibehalten wird, da hier die DC1000 angeschlossen ist. Im DC1000-Benutzerhandbuch finden Sie bewährte Methoden für die gleichzeitige Verwendung von HI POT mit einem DC1000.




AT5600 Laufzeit 4,01 Sek




(AT3600 Laufzeit 8,51 Sek.)


Anmerkungen:
LSBX-Test.
Die Faktoren, die die L-Reaktion unter Gleichstrom bestimmen, sind die Anzahl der Windungen, das Kernmaterial und der gewählte Kernluftspalt.
Da diese Faktoren bereits durch die LS- und TR-Tests überprüft werden, können einige Kunden die LSBX nur in der Entwurfsphase (siehe unseren DC-Artikel zum Entwurfstest mit einem DC1000 mit einem beliebigen LCR-Messgerät) oder gelegentlich mit der Audit-Test-Funktion prüfen. (Siehe unsere Seite Audit Test).
Einige Benutzer entscheiden sich jedoch möglicherweise dafür, den LSBX-Test für 100% der Teile beizubehalten, da Komponenten verwendet werden (z. B. Militär / Medizin).

AT-Testergebnisse für SMPS