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Impuls- und Signaltransformatoren

Ausgearbeitetes Beispiel geeigneter Tests

Überblick über Impuls und Signal

Impulstransformatoren sind eine vielfältige Familie von Transformatoren, die dazu dienen, ein digitales Steuersignal von einem Steuerkreis an eine Last zu übertragen.
Sie sorgen für eine galvanische Trennung eines Stromkreises und ermöglichen gleichzeitig die Übertragung schneller Steuersignale ohne Verzerrung der Signalform.
Das Eingangs- und Ausgangssignal ist typischerweise eine Rechteckwelle von einigen Volt mit einer Frequenz über 100 kHz und keine Sinuswelle wie bei herkömmlichen Transformatoren

Impulstransformatoren haben eine geringe Anzahl von Wicklungen (um Streufluss zu minimieren) und eine geringe Kapazität zwischen den Wicklungen (um sicherzustellen, dass das Profil des Signals auf der Sekundärseite so sauber wie möglich beibehalten wird).
Da sie mit Hochfrequenzsignalen arbeiten, muss das Kernmaterial einer wiederholten und schnellen Magnetisierung und Entmagnetisierung standhalten.
Das Windungsverhältnis beträgt typischerweise 1:1, da ihr Hauptzweck nicht darin besteht, die Spannung zu erhöhen oder umzuwandeln, sondern sie über die Isolationsbarriere hinweg aufrechtzuerhalten.

Impulstransformatoren

Ein gutes Beispiel für einen Impulstransformator ist die Geräteserie Murata 786.

Die Murata 786-Serie ist in verschiedenen Wicklungsanordnungen mit oder ohne Mittelanzapfungen an den Wicklungen erhältlich. In diesem Beispiel konzentrieren wir uns auf den 78601/1C, der über 1 Primär- und 1 Sekundärgerät verfügt

78601/1C fertigt Schaltplan

Empfohlene Tests für Puls und Signal

Pulse – AT-Editor-Schaltplan

Das obige Schema kann mit der AT EDITOR-Software einfach in ein AT-Testprogramm umgewandelt werden.
Der einfache Schaltplan wird hier gezeigt

Schaltplan des AT-Editors

Pulse - AT-Befestigung

Die Impulstransformatoren der Serie 786 können einfach über eine Kelvin-Stifthalterung angeschlossen werden.
Da der Wicklungswiderstand niedrig ist (<1 Ohm), profitiert die Prüfung von der verbesserten Genauigkeit, die 4-Draht-Messungen bieten.

Einfache Kelvin-Pin-Befestigung

Pulse - AT-Testprogramm

Zunächst wird überprüft, ob die Widerstände der beiden Spulen unter dem angegebenen Maximum von 0,6 Ohm pro Wicklung liegen.
Als nächstes wird die Induktivität überprüft, um den Kernbetrieb zu validieren.
Die Grenzwerte geben hier eine Mindestinduktivität und nicht einen Nennwert und eine Toleranz an, sodass nur eine Prüfung auf mehr als 2 mH durchgeführt wird (obwohl der AT ohnehin den tatsächlichen Messwert aufzeichnet).

Als nächstes wird das Windungsverhältnis überprüft, um das 1:1-Verhältnis auf Grenzen von +/- 1 % zu überprüfen.
Wenn die tatsächliche Anzahl der Umdrehungen bekannt ist, empfiehlt es sich, diese als Nennzahl mit einer Toleranz von +/- 0,5 Umdrehungen zu verwenden.

Als nächstes werden die Kapazität zwischen den Wicklungen und die Streuinduktivität überprüft, wiederum im Einklang mit den veröffentlichten Daten.
Da beides weitgehend durch das Design bestimmt wird, ziehen es einige Benutzer möglicherweise vor, diese Tests als gelegentliche Audit-Tests auszuführen, um Testzeit zu sparen und gleichzeitig die Qualität der Audits aufrechtzuerhalten.

Abschließend wird die Isolierung mit einem standardmäßigen AC-HI-POT-Test überprüft.

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Prüfen

Beschreibung

Pins und Bedingungen

Grund

1 R Gleichstromwiderstand Pins 1-3, prüfen < 600 mOhm Zur Überprüfung liegt der Wicklungswiderstand unter einem Maximum. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Drahtquerschnitts und des guten Abschlusses.
2 R Gleichstromwiderstand Pins 6-4, prüfen < 600 mOhm Zur Überprüfung liegt der Wicklungswiderstand unter einem Maximum. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Drahtquerschnitts und des guten Abschlusses.
3 LS Serieninduktivität Pins 4-6, 1 kHz, 100 mV, Grenzwertprüfung L >2 mH Zur Überprüfung der korrekten Windungszahl und der korrekten Funktion des Kernmaterials
4 TR Windungsverhältnis Bestromen Sie die primären Pins 1 und 3 mit 1 kHz, 100 mV, die sekundären Pins 4 und 6, prüfen Sie auf 1:1-Verhältnis, +/- 1 %, positive Polarität. Zur Überprüfung der korrekten Drehungen und Phasenlage zwischen Primär und Sekundär
5 C Kapazität zwischen den Wicklungen 5 V, 100 kHz, Pins 1 und 3 Hi, Pins 4 und 6 Lo, Grenzwerte 49 pF+/-10 % Die Kapazität ist normalerweise eine Funktion des Designs der Wicklungspositionierung und -topologie und wird daher normalerweise durch das Design festgelegt. Möglicherweise möchten Sie dies jedoch gelegentlich während der Herstellung überprüfen.
6 LL Streuinduktivität 50 mA, 300 kHz Pins 1-3 mit 6-4 kurzgeschlossen, Grenzwerte; besser als 470 nH Überprüft, dass die Kopplung zwischen den Wicklungen nicht zu einem übermäßigen Verlust der Magnetflussübertragung führt
7 HPAC AC Hi-Pot 1 kV 50 Hz AC, 1 Sekunde, Pins 1 und 6 High, Pins 2,3,4 und 5 Lo. Strom <1 mA prüfen Zur Überprüfung der Isolation vom Primär- zum Sekundärbereich.
AT5600 Laufzeit 1,77 Sek
(AT3600 Laufzeit 3,68 Sek.)


NOTIZ:
Viele Impulstransformatoren definieren auch ein „Volt-Zeit-Produkt“, um die Energiekapazität des Transformators zu definieren.
Dies wird praktisch bereits im obigen Testschema überprüft, da die Faktoren, die dies beeinflussen, aufgeführt sind
a) der Kern, die Kernfläche und die Sättigungsflussdichte des Kernmaterials (überprüft durch den Induktivitätstest)
b) die Anzahl der Windungen (überprüft durch den TR-Test)

AT-Testergebnisse für Impulstransformatoren