1、一. 電子變壓器定義、作用及分類變壓器是具有磁芯 （鐵芯 ）與兩個或兩個以上的線圈組成， 它們互不改變位置的裝置， 從 一個或兩個以上的回路， 通過交流電力借電磁感應作用， 轉(zhuǎn)變成電壓及電流， 對另一個或兩 個一上的回路，供給一周撥數(shù)的交流電力 .隔離、整流、變頻、倒相、阻抗匹配、 逆變、2 作 用：在電子線路中起著升壓、 降壓、 儲能、濾波等作用。3 分 類：A 按工作頻率分類：工頻變壓器：工作頻率為50Hz 或 60Hz中頻變壓器：工作頻率為400Hz或 1KHz音頻變壓器：工作頻率為20Hz 或 20KHz超音頻變壓器： 20KHz 以上，不超過 100KHz高頻變壓器：工作頻率通常為上

2、KHz至上百KHz以上。B 按用途分類：電源變壓器：用于提供電子設備所需電源的變壓器音頻變壓器：用于音頻放大電路和音響設備的變壓器脈沖變壓器：工作在脈沖電路中的的變壓呂，其波形一般為單極性矩形脈沖波特種變壓器： 具有一種特殊功能的變壓器， 如參量變壓器， 穩(wěn)壓變壓器， 超隔離變壓器， 傳輸線變壓器，漏磁變壓器開關電源變壓器：用于開關電源電路中的變壓器通訊變壓器：用于通訊網(wǎng)絡中起隔直、濾波的變壓器電子變壓器材料及分類：變壓器英文二 電子變壓器材料及分類：變壓器英文 （TRansformer）1）電子變壓器材料主要 有骨架 (Bobbin,Base,Case)線材 (Copper Wire)磁芯

3、(Ferrite Core,SI-Steel Lamination)銅箔 (Copper Foil)絕緣膠帶 (Tape)安全膠帶，也稱檔墻 (Margin Tape)套管 (Tube)化學材料：焊錫(Solder Bar)，絕緣油(Varnish)，膠類(Epoxy,Glue)，稀釋劑(Thinner), 助焊劑 (Scaling Powder) ，油墨 (Ink)1、磁 芯： 磁芯主要幾大類：1. 鋼片類 Lamination(SI-STEEL,PERMALLOY);2. 軟磁鐵氧體類 (FERRITE CORE);3. 鐵粉芯 (Iron Powder);4. 鐵硅鋁 (Kool,Mu

4、或 Sendust);5. 高導磁粉芯 (High Flux);6 鐵鎳鉬磁粉芯 (Mpp Core);7. 非晶態(tài) (Amorphous) 。1) 鐵磁芯(Iron Powder):廣泛用于RF領域，利用其內(nèi)在的氣隙分布特性，適合于各 種儲能電感，如直流輸出扼流器，分態(tài)輸入扼流器，功率因數(shù)修正(PFC)電感器，脈沖變壓器，DC to DC變換器，連續(xù)態(tài)弛返電感，調(diào)光扼流器及 EMI/RFI電路中。其形狀通常為環(huán) 形。通常通過顏色氏碼 (Color Code) 進行材質(zhì)的區(qū)分 ,其規(guī)格以 T*-XX* 形式命名。如：T130-26B中，T表示Toroid ，130表示1.3英吋外徑，26表示2

5、6材質(zhì)，B表示同外徑不同 厚度的類型。供應商通常為 Mircometal 、嘉成、科達和可達。2) 鐵鎳鉬磁粉芯 (MPP molypermalloy powder) ： 粉芯中磁損最低的一種材質(zhì)，它是由79%鎳， 1 7%鐵，和 4%的鉬配比而成，磁粉中分布隙的一種環(huán)狀磁芯。MPP磁芯具有多方面優(yōu)秀的電磁特性:高電阻系數(shù)：低磁滯低渦流損耗；在高DC磁化或DC偏置條件下，電感穩(wěn)定；具有最寬的 餓磁導率可選范圍，是開關電源中直流輸出濾波器最佳選擇材料。MPP勺材質(zhì)主要分為ui :26， 60， 125， 147， 160， 173， 200。主要應用于高 Q值電感，低損耗濾波器，驅(qū)動線圈，射頻(

6、RFI)濾波器，變壓器和電感線圈等等。3) 高導磁粉芯 (High Flux Core)： 是由 50%鎳和 50鐵合金粉而成的環(huán)狀，磁芯內(nèi)部分布氣隙，是偏置能力最好的一種粉末磁芯材料 ,磁通密度高達 15,000 高斯損耗明顯低于鐵粉 芯。它是開關電源調(diào)制電感器， 線路噪音濾波器， 脈沖變壓器和回掃變壓器磁芯的理想選擇。 特別是在大直流電流場合下，使用HF磁粉芯可以有效減小電感尺寸。高磁導磁芯的材質(zhì)主在分為 ui ： 26， 60， 125， 147。4) 鐵硅鋁磁粉芯(Sendust):有ARNOLD!先開發(fā)出，用以代替鐵粉芯磁環(huán)，磁芯損耗更低，其能量儲存能力高于MPP支流偏(DC Bia

7、s)性能比Iron Powder更好。它是開關電源中能量儲存和濾波電感磁芯的理想選擇。鐵硅鋁磁芯的材質(zhì)主要分為 ui ： 26， 60， 90， 125。5) 非晶態(tài) (Amorphous) ： 具有高飽和磁感應強度，高磁導率，低損耗，體積小，抗強電干攏能力強，頻率特性優(yōu)良和溫度穩(wěn)定高等特點。常用作于PFC,儲能電感和電流互感器等等。非晶態(tài)分為非晶卷帶 (Amorphous Laminaiton) 和非晶粉末磁芯 (Amorphous Powder) 兩種。2、骨 架：從功能上分為三類：1.繞線管(BOBBIN), 2.底座(BASE), 3.外套(CASE)從材質(zhì)上主要分為：PHENOLIC

8、 PBT PET LCP, PPHS PA66等等。從形式上主要分為：立式 (VERTICAL) 臥式 (HORIZONTAL) 也可分為表面貼件 (SMD)和插件(Lead-through or Through Hole) 兩類。BOBBIN的作用：用于線圈的繞制載體 并使線圈與磁芯之間絕緣的一類材料。BASE的作用：用于固定線圈，并對引線進行定位，方便其安裝在線路板上的一類材料。 有可帶 PIN 或不帶 PIN 兩種。CASE的作用：用于固定、保護和隔離線圈，并對引線進行定位，方便其安裝在線路板上。多用于線圈灌封。酚醛樹脂：俗稱電木(PHENOLIC),屬于熱固性(Thermoset)材料

9、。特點： 1. 不易變形 ;2. 耐高溫及高溫焊錫 ; 強度較高。 缺點： 較脆容易破損。目前所使用 的電木材料有很多，其性能也各不相同，成本電子變壓器的工藝流程三、電子變壓器的工藝流程：1) 預加工，如銅箔、骨架等預加工 ;(beforehand process)2) 繞線 ;(winding coil)3) 理線 ( 配線 )(termianl lead wire);4) 焊錫一 ;(dip solder 1)5) 組合磁芯，包含點膠、包膠帶 ;(assembly)6) 測試一 ;(test 1)7) 烤膠;(bake glue)8) 含浸;(dip varnished or vacuum

10、ed varnish)9) 烤凡立水 ;(bake varnish)10) 焊錫二 ;(dip solder 2)11) 測試二 ;(test 2)12) 外觀檢查及清理 ;(inspection&cleaning)13) 成品包裝 ;(packing)注意：此流程為通用流程，對于具體產(chǎn)品部分流程可刪除。電子變壓器的基本原理四、電子變壓器的基本原理：簡單的空載變壓器是由閉合的導磁體和二個繞組組成，其中一個繞組與交流電源相連接，稱為初級繞組 Np,另一個繞組可以與負載相連接，稱為次級繞組Ns。如果初級繞組與交流電壓 Ui 的電源相連接， 在該繞組中產(chǎn)生交變電源 Io, Io 稱為空載 電

11、流。這個電流建立了沿磁芯磁路而閉合的交變磁通,磁通同時穿過初級繞組和次級繞組, 在初級繞組中產(chǎn)生自感電動勢E1,次極產(chǎn)生互感電動勢 E2,則E1: E2=Ns:Np電子變壓器的性能指標五、電子變壓器的性能指標 (ELECTRICAL CHARACTER：)A. 電感 (Inductance)B. 漏電感 (Leakage Inductance)C. 直流電阻(DC Resista nee)D. 圈數(shù)比(Turn Radio)E. 耐壓 (Hi-POT)F. 絕緣阻抗 (Insulation Resistance)G. 機械尺寸 (Mechanical Dimension)H. 層間絕緣 (La

12、yer Insulation)I. 在線測試 (In Circuit Test)A：電感 L=AL*N2其中AL為磁導率，它決定于磁芯的磁路長度和截面積等等因素,N為線圈匝數(shù)。B:漏電感LK作為漏磁量，它的大小決定于設計繞線結(jié)構和生產(chǎn)工藝，如：有無擋墻套管，繞線整、 疏密繞、層間膠布的層數(shù)和繞線緊密程度等諸多因素。C:直流電阻DCR=p L/ n R2其中p為電導率，L為銅線長度，n R2銅線截面積，銅線長度決定于繞組匝數(shù)及繞線 直徑。D：圈數(shù)比Turn Radio(簡稱TR)變壓器的基本原理:初次級輸入、輸出之電壓比等于初次級圈數(shù)之比。 其作用:是用于測試繞線圈數(shù)是否符合要求 ;測試原理:

13、初級輸入高頻正弦波信號用電表測出其電壓值， 次級測出其空載輸出電壓， 兩者之電壓比即為圈數(shù)比。通常測試條件為 20KHz,1VE:耐壓HI-POT(破壞性測試)作用：用于測試變壓器的安全性、可靠性的一個項目。通常測試位置為初級一次級 (PRI TO SEC)、初級一磁芯(SEC TO CORE)其設定的參數(shù)有 電源類型：交流或直流(AC ORDC),電壓值(Voltage)，漏電流(Leakage current)，測試時 間(Time)，通常的用交流高壓測試， 電壓、漏電流大小通常由客戶規(guī)定或根據(jù)相關的安規(guī)要 求進行測試。測試原理： 在測試部位間加入高壓， 通過測試其間漏電流有無超出要求。

14、在待測部位達 不到要求時可能將待測部位間絕緣部分擊穿，此時漏電流會遠遠大于要求; 有時絕緣程度處于臨界狀態(tài)，高壓不能將其擊穿，漏電流可能會稍大于要求，這時也判定為不良。F：絕緣阻抗 In sulati on resista nee作用：用于測試絕緣程度的一個項目。測試原理：在測試部位間加入500VDC的直流電壓，測試其間的阻抗大小，通常為100MQ MNHI-POT與IR測試方式盡管不同，但聯(lián)系十分緊密。通常同一種不良原因會造成HI-POT與IR同時不良：在某些情況下也會出現(xiàn)一種項目不良。G:層間絕緣 Layer insulation作用：對于某些驅(qū)動變壓器 (Drive Transforme

15、r)或AC TO DC主變壓器，因其繞組的匝 數(shù)和層數(shù)多， 起始線與結(jié)尾線間的電壓很高， 而漆包線的包膜的絕緣程度接近或達不到要求 時，有必要對產(chǎn)品進行此項測試以保證產(chǎn)品的信賴性。測試原理： 在繞組的起始端和結(jié)尾端瞬間加入振蕩信號， 使信號的線圈中形成阻尼振蕩 通過顯示屏觀察其振蕩波形 ; 如果線圈中發(fā)生短路， 剛波形會瞬間衰減， 而并非為阻尼振蕩。 在設計上通常分別采用多槽和初級線圈分布或加層間膠帶進行處理。H：在線測試 In Circuit Test作用：客戶為保證所用之元器件在正常使用時其動態(tài)特性達到要求而增加此項測試。測試原理： 直接將變壓器裝機板， 測試其工作時輸入、 輸也特性是否達

16、到設計要求。電性能制程不良原因剖析及解決技藝 （ 以變壓器為例 ）六、電性能制程不良原因剖析及解決技藝 （ 以變壓器為例 ） 1、電感不良A:極高線圈匝數(shù)遠大于規(guī)格要求，按要求減少圈數(shù)。磁芯用錯，使用高 卩值材質(zhì)的磁芯，使用要求之磁芯。磁芯未配對，均用 NO GAP磁芯進行組裝，配對使用磁芯。測試儀器設置不正確，如:頻率、測試電壓等，重新設置測試儀器。B:偏高線圈匝數(shù)略超出規(guī)格要求，按要求減少圈數(shù)。磁芯GAP偏小，磨去磁芯中間部分少許。磁芯用錯，使用略高 卩值材質(zhì)的磁芯，使用要求之磁芯。測試儀器設置、操作不正確或儀器誤差，重新測試或用其它儀器重新測試。 環(huán)境條件不符，如:溫、濕度等，在正常條件

17、下測試。C:偏低線圈匝數(shù)略低于規(guī)格要求，按要求增加圈數(shù)。磁芯GAP偏大，磨去磁芯兩邊部分少許。 磁芯腿短，組合時磁芯不密合。 磁芯用錯，使用略低 卩值材質(zhì)的磁芯，使用要求之磁芯。 測試儀器設置、操作不正確或儀器誤差，重新測試或用其它儀器重新測試。 環(huán)境條件不符，如:溫、濕度等，在正常條件下測試。D:極低線圈匝數(shù)遠少于規(guī)格要求，按要求增加圈數(shù)。磁芯用錯，使用略低 卩值材質(zhì)的磁芯，使用要求之磁芯。磁芯未配對，均用 GAPED磁芯進行組裝，配對使用磁芯。測試儀器設置不正確，如：頻率、測試電壓等，重新設置測試儀器。線圈中發(fā)生層間短路，如：多股線引線纏錯腳位 ;焊錫短路 ;漆包膜破損短路 ; 屏蔽銅箔

18、首尾短路 ; 銅箔引線壓破銅箔外包膠帶而造成自身短路等等。2、 漏電感不良 （ 漏電感作為磁泄漏的表示量，漏電感的值通常越小越好）A:極高儀器設置不正確，修正其設置。短路不良，重新短路，使之完全。B:偏高排線不良，修正排線，使之均勻平整，不滿一層采用疏繞。層間膠帶盡量不要重迭太多，通常重迭510mm膠帶平整，線包緊密。電感低。3、直流電阻不良A：極高測試架接觸不良，出現(xiàn)開路或點接觸。引出線纏錯腳位。B:偏高測試架接觸不良，出現(xiàn)點接觸。繞線圈數(shù)偏多。多股線發(fā)生部分斷線。測試儀器未正確歸零。漆包線線徑偏小。C:偏低繞線圈數(shù)較少。多股線條數(shù)偏多。測試儀器未正確歸零。漆包線線徑偏大。相應繞組部分線圈短

19、路。D:極低相應繞組發(fā)生短路。引出線纏錯腳位。PIN 腳連焊。4、圈數(shù)比不良A:極高測試方式錯。測試架接觸不良。B:偏高線圈匝數(shù)偏多C:偏低線圈匝數(shù)偏少。性。測試時磁芯有 GAP通常GAP對TR值有影響，TR值以NOGAP磁芯測試為準或?qū)で笠恢戮€圈層間發(fā)出短路。D:極低引出線首尾連焊。測試架接觸不良。5、HI-POT NG（耐壓 NG）A:設計與要求不合理。B:層間膠帶層數(shù)不夠。C:未套 TEFLON TUBED: MARGIN TAPE膠帶）寬度不夠（即：沿面距離不夠）。E:漏電流設置太小。F:引出線PIN腳纏錯。G:焊錫連焊。H:漆包線連焊。I :線圈胖，磁芯組合磨破外層TAPE和漆包膜。

20、6、IR NG（ 絕緣阻抗 ）A:引出線PIN腳纏錯。B:焊錫連焊。C:漆包線破損。D:線圈胖，磁芯組合磨破外層TAPE和漆包膜。E: VARNISH尚未烤干。7、Layer Insulation NG（ 層間絕緣 ）A:漆包線在破損，且破損處接觸。B:繞組起始端與結(jié)尾端電勢差太大，線圈無層間隔離措施，首尾線漆包膜耐壓承受不 住接觸點處電勢差。8、In Circuit Test NG（ 在線測試 ）也稱為PCBA測電源變壓器七、各種電子變壓器的功能簡介1. 電源變壓器：使用頻率為50Hz或60Hz,通常采用EI形硅鋼系列或硅鋼系列卷繞磁芯制作而成。廣 泛用于空調(diào)、VCD DVD音響、微波爐、功

21、率放大器、程控交換機、UPS電源適配器等各種機械電子、醫(yī)療化工、郵電通訊、輕紡、科教等行業(yè)用各種電源儀器、儀表設備裝置。同其他變壓器一樣, 電源變壓器的技術參數(shù)與負載電路密切相關。 必須根據(jù)不同的負載 電路所需的電壓和電流來確定電源變壓器。 絕大多數(shù)電源變壓器的負載電路為整流電路, 因 此整流電路的計算是電源變壓器計算的前提和基礎。電源變壓器的主要參數(shù)：1) 功率容量：變壓器功率包括輸入功率P1和輸出功率P2,在設計中功率是確定鐵心尺寸的主要依據(jù)。2) 功率因數(shù)：變壓器輸入功率P1與其伏安容量 VA1之比稱為功率因數(shù) cos $3) 效率：變壓器輸出功率 P2與輸入功率P1之比稱為效率。(其中

22、輸入功率為輸出功率、 線圈銅損、鐵心損耗之和 )4) 電壓調(diào)整率：變壓器從空載到滿載初、次級銅阻r1、r2產(chǎn)生產(chǎn)電壓降 U1、 U2使負載電壓低于空載電壓，其下降程度一般用電壓調(diào)整率 U%=(U20- U2)/ U20 X 100因銅阻隨溫度增加而增大, 負載電壓減小。 嚴格來說電壓調(diào)整率為應在變壓器溫度平衡 時來計算。變壓器輸出功率與允許電壓調(diào)整率近似成正比關系, 因此適當放大電壓調(diào)整率對于提高 變壓器的輸出功率,縮小變壓器體積有重要意義。空載電流：變壓器空載電流Io等于磁化電流I $ O與電流Ico的矢量和磁化電流與電流 相差90 C。故 Io2=I $ O2+Ico2空載電流與變壓器鐵心

23、的性能密切相關, 允許寬載電流大, 鐵心的磁感應強度的取值可 提高, 這可縮小變壓器的體積 ; 或采用磁性能一般的鐵心材料, 降低成本。 但空載電流增大, 功率困數(shù)下降,將影響電源的性能。溫升：變壓器工作時線圈工作溫度高出周圍環(huán)境溫度的部分稱為溫升 Tm;鐵心工作溫度高出周圍環(huán)境溫度的部分稱為溫升 TCO升有最熱點溫升與平均溫升兩種，一般以線圈平均溫升作為變壓器的溫升指標。變壓器的允許溫度 TCO線圈絕緣耐熱等級所允許的額最高工作溫度-最高環(huán)境溫度-(5- 10C)。其中(5- 10C)為設計余量。功率大、線圈尺寸大的 變壓器,留的溫升余量大。設計電源變壓器所需的技術參數(shù)：額定電源頻率相數(shù)，單相或三相負載電壓和負載電流負載或整流電路的性質(zhì) （電路圖 ）電壓調(diào)整率線圈平均溫升變壓器效率 （ 有必要時 ）功率因數(shù) （ 有必要時 ）空載電流 （ 有必要時 ）空載損耗 （ 有必要時 ）環(huán)境條件 （ 環(huán)境溫度及其他 ）安全性要求其他特殊要求，如體積、成本、漏磁、噪聲等音頻變壓器2. 音頻變壓器：工作頻率20Hz20KHz,變壓器的漏電感 Ls和分布電容Co在電源變壓器中是可以忽略 的。但對于音頻變壓器特別是高頻端則成為其電氣指標的主要因素，因此結(jié)構設計需要考慮指標。輸入變壓器 :話筒與音響設備之間的