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，供給一周撥數的交流電力.2作 用：在電子線路中起著升壓、降壓、隔離、整流、變頻、倒相、阻抗匹配、逆變、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KHz至上百KHz以上。B按用途分類：電源變壓器：

2、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(Ferrite Core,SI-Steel Lamination)銅箔(

3、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或Sendust);5.高導磁粉芯(High Flux);6鐵鎳鉬磁粉芯(Mpp Core);7.非晶態(Am

4、orphous)。1）鐵磁芯(Iron Powder)：廣泛用于RF領域，利用其內在的氣隙分布特性，適合于各種儲能電感，如直流輸出扼流器，分態輸入扼流器，功率因數修正(PFC)電感器，脈沖變壓器，DC to DC變換器，連續態弛返電感，調光扼流器及EMI/RFI電路中。其形狀通常為環形。通常通過顏色氏碼(Color Code)進行材質的區分,其規格以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26材質，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 p

5、owder)：粉芯中磁損最低的一種材質，它是由79%鎳，17%鐵，和4%的鉬配比而成，磁粉中分布隙的一種環狀磁芯。MPP磁芯具有多方面優秀的電磁特性：高電阻系數：低磁滯低渦流損耗;在高DC磁化或DC偏置條件下，電感穩定;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的材質主要分為ui：26，60，125，147，160，173，200。主要應用于高Q值電感，低損耗濾波器，驅動線圈，射頻(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鐵合金粉而成的環狀，磁芯內部分布氣隙，是偏置能力最好的一種粉末磁芯材料,磁通密

6、度高達15,000高斯損耗明顯低于鐵粉芯。它是開關電源調制電感器，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。高磁導磁芯的材質主在分為ui：26，60，125，147。4)鐵硅鋁磁粉芯(Sendust)：有ARNOLD首先開發出，用以代替鐵粉芯磁環，磁芯損耗更低，其能量儲存能力高于MPP，支流偏(DC Bias)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。鐵硅鋁磁芯的材質主要分為ui：26，60，90，125。5)非晶態(Amorphous)：具有高飽和磁感應強度，高磁導率，低損耗，體

7、積小，抗強電干攏能力強，頻率特性優良和溫度穩定高等特點。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)從材質上主要分為：PHENOLIC，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 Throu

8、gh 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。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;

9、(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 vacuumed 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

10、為通用流程，對于具體產品部分流程可刪除。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，在該繞組中產生交變電源Io, Io稱為空載電流。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，在初級繞組中產生自感電動勢E1，次極產生互感電動勢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(Inductan

11、ce)B.漏電感(Leakage Inductance)C.直流電阻(DC Resistance)D.圈數比(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(Layer 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ui磁路長度和截面積等等因素,N為線圈匝數。B：漏電感LK作為漏磁量，它的大小決定于設計繞線結構和生產工藝，如：有無擋墻套管，繞線整、疏密繞、層間膠布的層數和繞線緊密程度等諸多因素。

12、C：直流電阻DCR=L/R2其中為電導率，L為銅線長度，R2銅線截面積，銅線長度決定于繞組匝數及繞線直徑。D：圈數比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之比。其作用：是用于測試繞線圈數是否符合要求;測試原理：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);其設定的參數有電源類型：交流或直流(AC OR D

13、C)，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定或根據相關的安規要求進行測試。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。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，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Insulation resistance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100MMIN。HI-POT與

14、IR測試方式盡管不同，但聯系十分緊密。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一種項目不良。G：層間絕緣Layer insulation作用：對于某些驅動變壓器(Drive Transformer)或AC TO DC主變壓器，因其繞組的匝數和層數多，起始線與結尾線間的電壓很高，而漆包線的包膜的絕緣程度接近或達不到要求時，有必要對產品進行此項測試以保證產品的信賴性。測試原理：在繞組的起始端和結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

15、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：極高線圈匝數遠大于規格要求，按要求減少圈數。磁芯用錯，使用高值材質的磁芯，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：偏高線圈匝數略超出規格要求，按要求減少圈數。磁芯GAP偏小，磨去磁芯

16、中間部分少許。磁芯用錯，使用略高值材質的磁芯，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。環境條件不符，如：溫、濕度等，在正常條件下測試。C：偏低線圈匝數略低于規格要求，按要求增加圈數。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，使用略低值材質的磁芯，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：極低線圈匝數遠少于規格要求，按要求增加圈數。磁芯用錯，使用略低值材質的磁芯，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

17、。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，出現點接觸。繞線圈數偏多。多股線發生部分斷

18、線。測試儀器未正確歸零。漆包線線徑偏小。C：偏低繞線圈數較少。多股線條數偏多。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路。D：極低相應繞組發生短路。引出線纏錯腳位。PIN腳連焊。4、圈數比不良A：極高測試方式錯。測試架接觸不良。B：偏高線圈匝數偏多C：偏低線圈匝數偏少。測試時磁芯有GAP，通常GAP對TR值有影響，TR值以NO GAP磁芯測試為準或尋求一致性。線圈層間發出短路。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：層間膠帶層數不夠。C：未套TEFLON TUBE。D：MARGIN TAPE(膠帶)寬度不夠(即：沿面距

19、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。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50

20、Hz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、VCD、DVD、音響、微波爐、功率放大器、程控交換機、UPS、電源適配器等各種機械電子、醫療化工、郵電通訊、輕紡、科教等行業用各種電源儀器、儀表設備裝置。同其他變壓器一樣，電源變壓器的技術參數與負載電路密切相關。必須根據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：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。2)功率因數：變壓器輸入功率P1與其伏安容量VA

21、1之比稱為功率因數cos3)效率：變壓器輸出功率P2與輸入功率P1之比稱為效率。(其中輸入功率為輸出功率、線圈銅損、鐵心損耗之和)4)電壓調整率：變壓器從空載到滿載初、次級銅阻r1、r2產生產電壓降U1、U2使負載電壓低于空載電壓，其下降程度一般用電壓調整率U%=(U20- U2)/ U20×100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整率近似成正比關系，因此適當放大電壓調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IO與電流Ico的矢量和磁化電流與電流相差9

22、0。故Io2=IO2+Ico2空載電流與變壓器鐵心的性能密切相關，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境溫度的部分稱為溫升Tm;鐵心工作溫度高出周圍環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-最高環境溫度-(5-10)。其中(5-10)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：額定電源頻率相數，單相或三相負載電壓和負載電流負載或整流電路的性質(電路圖)電壓調整率線圈平均溫升變壓器效率(有必要時)功率因數(有必要時)空載電流(有必要時)空載損耗(有必要時)環境條件(環境溫度及其他)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，因此結構設計需要考慮指標。輸入變壓器