变压器设计原理
1. 若要使线径0.5的2UEWN漆包线均匀地在槽宽为3cm的BOBBIN上排10圈,你需调整的绕线机的资料里,线径约要调为多少? 答: 约30除以10等于3mm.
2. 若有一道绕组需在EER35的BOBBIN上用Φ0.23的线绕120TS,请预估Φ0.23的线的用量.
答:Usage(Φ) =72*Φ2*[π*(d+D2/2)]*N/1000(g) D =72*0.232*[π*(1.4+2.5)/2]*120÷1000
d ≒2.83(g)→取3(g)
d: 最小直徑(mm)D:最大直徑(mm)3. 降低X’FMR温升可采取哪些对策?
答:1).加粗线径. 2).增加初级侧圈数. 3).采用好一些的CORE. 4. 如何制作LK上限品? 答:1).排线集中,密绕.
2).加层间TAPE.
5. 甚幺是浸渍,其作用是甚幺?
答:浸渍是通过工艺手段使绝缘漆浸入到线包和整个变压器内部微小空隙的方法. 作用:
A. 防潮性大幅度提高,抗霉变和盐雾的能力大增. B. 提高机械强度 C. 提高抗电强度
D. 提高传热和耐热能力.
浸渍以后的变压器可提高寿命三倍以上. 6. 为甚幺有的高压绕组要分开绕?
答:这是为了降低层间电压,从而加强层间绝缘,高压绕组若被分成两个绕组,再把两个绕组串联起来,则每个绕组上电压为高压的一半,例如3KV高压绕组被分成独立两个绕组后,每个绕组的工作电压只有1.5KV,大大降低了层间电压,高压绕组能被分成两个绕组,也能分成多个绕组. 7. 噪声干扰是怎样产生的?
答:1).来自高压的静电干扰以及漏电流的障碍. 2)来自大电流的电磁干扰以及直流磁场的磁干扰. 3).不必要的辐射所引起的电磁干扰. 4).负载变动与电源电压变动的障碍. 5).热电动势或其它接触噪声干扰
8. ACR,Q各表示甚幺?出现ACR NG如何解决? 返回目录
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答:ACR:即HF-RESISTANCE,是指所有损失的代号,并不单指DCR. Q:指线圈/变压器储能与损失之比率Q=ωL/Rac(Rac即ACR)
在ωL不变下, Rac↗则Q↘,测Q值的目的在于管制X’FMR的品质,因为Q低则X’FMR的损失(POWER LOSS)高,Q低的X’FMR温升较高. 下面以LCS经常出现的ACR NG为例简述解决方法: A. 凡立水烘烤时间足够长,使VARNISH烤干. B. 材料在置凉后2小时内测试完. C. 绕线张力不要太大.
D. VARNISH浓度不能太稀.
E. 送样时合理安排进度,尽快送到FQC去PASS. 9. 高频X’FMR噪声是怎幺产生的?
答:高频X’FMR由于承受高压大电流脉冲变换,使得干扰噪声大量向外扩散,同时,它还会将次级高频整流二极管产生的噪声耦合到输入高压侧,这样会造成电网污染并干扰其它电子设备.
变压器间的分布电容使开关电源中的高频噪声很容易在初,次能之间传递.变压器对壳的分布电窜形成另一条高频通路,使X’FMR周围产生的电磁场更容易在其它引线上耦合形成噪声.
10. 如何抑制高频变压器的噪声?
答:1).用RC限制高频X’FMR的过冲电压.
在X’FMR初级侧绕组两加入RC网络,可以减少X’FMR电压变化率,减少电压过程并抑制噪声.RC的数值根据变压器的工作f及PO来选择.如下图标: U LTVD1 UcoCVo VD2CR t tO
2).采用低漏磁磁芯(CORE) 如环形CORE,中心圆柱型CORE等使外漏磁场减少. 3).线圈的绕法.
给定变压器,其LK由下式表示: hw Lw 1
LK=HNi2——?——?——
3 bw t2 返回目录
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式中: H-----磁场强度 Ni-----初级侧圈数 hw-----绕组宽度 Lw-----平均线圈长度
bw-----沿CORE轴向的绕组宽度 t-----初,次级绕组交界面个数. 这样,通过增大t,可减少LK,即采用三明治绕法. 4).变压器采用屏蔽盒.
开关电源的功率管和整流二极管引起的噪声,常被X’FMR的电磁能的形式直接向空间辐射或沿输入,输出端引线向外传输,在某些要求比较严格的场合需对X’FMR本身加以屏蔽.
11. 变压器的Q值及其影响Q值变化的因素?
答:Q值是线圈/变压器储能与损失之比率Q=2πfL/Rac. 2πfL不变之下, Rac愈高,则Q愈低,所谓Rac是指所有损失的总和,测Q的目的在管制变压器的品质,意即控制变压器的品质达到某个水准以上. 影响Q值的内在因素:
? 集肤效应-----在高频时,磁通集中于导线中心,使导线中央部份不导电. ? 涡流------导线及铁芯会因本身磁场变化而产生涡流.
? 介电质损失------导线之间的分布电容降低有效电感值,这些却Q值降低. 影响Q值的外在因素: ? 绕线间短路. ? 内部铜箔短路. ? 并联绕组不同圈数 ? 铁芯GAP不均匀. ? 铁芯GAP不相同. ? 使用铁芯材质不相同.
? 外围铜箔愈高,愈宽则Q越高.
? 有包处铜箔产品E CORE要磨中间,如磨GAP两旁则Q低. 12. 造成安全距离不足有几种原因?如何解决? 答:原因有:
? 结尾线安全距离不足. ? 跨越线TAPE绝缘不足.
? 穿过TUBE时,位移倾斜安全距离不足. 解决方法:
? 剪断结尾线退一圈,撕TAPE约定20~30mm固定结尾线. ? 贴层间绝缘TAPE固定线圈.
? 穿TUBE至定位,弯直角缠于结尾PIN脚上(TUBE不弯曲). 13. 甚幺是漏电感?它对变压器有甚幺影响?降低LK的方法? 返回目录
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答:漏电感是指初级绕组所产生的磁力线未耦合到次级绕组的泄漏.(减少泄漏磁力线可达到降低LK的目的)漏电感从电气上看,就好象一个电感器串接在变压器的输出端,因而对低电压,大电流的绕组会造成一个很大的电压降,而导致输出上较差的负载调整.漏电流在意义上可表现变压器的偶合程度,也是一个限制电流通过的阻抗.因此它会对变压器的稳压产生影响,另外因为磁通意味着能量存在,故在高频变压器中,它会形成功率,晶体切换间的尖波,伤害到功率组件. 生产上降低LK的方法有:
? 绕线时张力拉紧,以降低PRI与SEC之间的距离. ? 减少绕组间绝缘厚度 ? 减少绕线的高度
? 增加绕线宽度,即不满一层要疏绕. 设计上降低LK的方法有: ? 减少初级绕组匝数NP. ? 利用并绕BIFILAR绕组. ? 利用三明治绕法. ? 利用铜箔作绕组.
14. 变压器中的杂散电容是如何产生的?对变压器有何影响?有哪些方法可以降低杂散电容?
答:变压器中的杂散电容由: ? 两圈之间 ? 层与层之间
? 绕组与绕组之间
? 绕组与铁芯之间等产生.当线路动作时,电容上电压发生变化就会有噪声信号
产生,特别在通信用变压器中,杂散电容会决定信号的频率响应,所以,杂散电容不仅关系到变压器之性能对可靠度也会有负面影响. 有如下方法可降低杂散电容的产生:
A. 增加介电厚度 B. 减少绕组宽度. C. 增加层数. D. 避免并绕.
E. 增加绕组间之电压差. F. 使用静电屏蔽.
15. 简述铜箔在变压器中的作用:
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屏蔽电场
按作用分
屏蔽磁场
屏蔽COPPER 外包COPPER 按位置分 COPPER按作用分 初,次级间加屏蔽COPPER
绕组COPPER: 主要用于大电流及高频下
六. 安规&信赖性
1. UL1950中规定,符合class130绝缘系统的变压器用Thermocouple Resistance method, 其最高温升是多少度? 答: 85℃和95℃.
2. 如何做变压器的信赖性实验? 答:变压器的信赖性实验包括: 1 湿度试验 40±20℃,90~95%RH,96±5 HRS,恒温湿度试验槽 2 25±5℃,室内湿度65±2℃,温湿度循环试验温湿度循环试验 槽,90~98%RH→-10±4%温度不限. 3 63/37焊锡条,ALPHA 100助焊剂, 235±5℃,1±0.5/秒,3焊锡性实验 秒,焊锡少于浸焊面积的95%为不良. 4 -25±2℃, 96±5 HRS,材料取出后,置常温4±2 HRS后低温试验 测 5 高温试验 105±2℃, 96±5 HRS 6 高低温循环试验 -25±2℃, 30s,105±2℃,30s 7 10~55~10Hz/周期,每周期往返时为一分钟,振幅振动实验 1.5mm,X,Y,Z方向各2HRS 8 端子拉力试验 拉力强度1Kg min. 10~15s,沿脚伸出方向. 9 耐溶剂性试验:样品浸于溶剂中1分钟,超音波清洗机清洗10分钟,牙刷刷毛不弯曲刷拭,字体可辨为允收. 印章磨擦试验 胶布测试法:反向撕离胶布三次,以测试印章 10 包装落地试验 有”一角,三棱,六面”实验法,另有高度规定.
3. 解释以下名词:
? UL:美国安规机构, UNDERWRITERS LABORATORIES INC.
IEC:国际电工委员 ,INTERNATIONAL ELECTROTECHNNICAL COMMISSINO. 返回目录
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