Trasformatore SMPS Wurth
Trasformatori di alimentazione a commutazione (SMPS)
Esempio pratico di test idonei
Panoramica dei trasformatori SMPS
L'avvento degli alimentatori a commutazione e la spinta verso una conversione di potenza più piccola ed economica hanno fatto sì che i trasformatori che costituiscono il cuore di qualsiasi SMPS siano sempre più richiesti per essere economici e veloci da produrre e testare pur rimanendo sicuri e affidabili.
Negli ultimi 20 anni i semiconduttori di potenza utilizzati per commutare l'alimentazione nel trasformatore e i circuiti integrati per controllare la frequenza di commutazione sono diminuiti di prezzo e sono aumentati in termini di affidabilità e prestazioni. Ciò lascia ancora il trasformatore a fornire due funzioni fondamentali e storicamente contrastanti.
In primo luogo, in quanto barriera di isolamento dalla fornitura all'utente, deve essere dimostrato che isola la fornitura in caso di grandi differenze di potenziale.
In secondo luogo, deve anche avere uno stretto accoppiamento degli avvolgimenti (cioè una bassa induttanza di dispersione) per mantenere le perdite al minimo e quindi mantenere alta l'efficienza.
Wurth Electronics produce una varietà di buoni esempi di trasformatori SMPS, per una gamma di diversi tipi di SMPS.
Qui esamineremo il 750811290, un trasformatore progettato per configurazioni SMPS flyback.
Schema del produttore
SMPS Test suggerito
SMPS - Schema dell'editor AT
La parte è rappresentata utilizzando lo schema dell'editor AT a sinistra.
Il primario con presa centrale viene automaticamente riconosciuto e disegnato quando allo schema viene aggiunto un avvolgimento con un numero di pin già definito (in questo caso pin 3)
Poiché desideriamo migliorare le prestazioni con una polarizzazione CC di 3,15 A, l'apparecchiatura collega anche un DC1000 ai pin 4 e 2. Ciò significa che qualsiasi test HI POT che implementeremo dovrà utilizzare i pin 2,3,4 come terminali LO (vedere HPAC prova più tardi)
Schema
SMPS - AT Fissaggio
Poiché il trasformatore è dotato di perni di montaggio PCB standard, è adatto per il fissaggio utilizzando perni Kelvin. Questi si agganciano orizzontalmente su ciascun pin, quindi non è necessario un morsetto per mantenere il trasformatore in posizione.
I perni Kelvin consentono un rapido montaggio dell'UUT, oltre a fornirci la precisione ottimale necessaria per le misurazioni, poiché l'effetto della resistenza di contatto del perno e di qualsiasi cablaggio dell'apparecchiatura può essere automaticamente compensato da qualsiasi risultato.
L'immagine mostra la parte montata su un dispositivo Kevin personalizzato a 12 pin.
L'apparecchio dispone anche di 2 prese da 4 mm per il collegamento della sorgente di polarizzazione CC Voltech DC1000. Questi sono collegati nell'apparecchiatura ai pin 2 e 4 della presa e vengono quindi utilizzati nel programma per il test 10 per misurare LSBX.
SMPS - Apparecchio AT, con prese aggiuntive da 4 mm per la connessione DC100 per il test LSBX della polarizzazione CC al passo 10
SMPS - Programma di test AT
Il programma controlla innanzitutto la resistenza individuale della bobina di ciascun avvolgimento per verificare che sia inferiore a un massimo specificato.
Seguono controlli del rapporto di quattro spire per confermare il corretto numero di spire, fasatura e funzionamento generale del trasformatore a 10 Khz
L'induttanza del primario viene quindi controllata a 10Kz, seguita dallo stesso test ma con 3,15A applicati (usando un Voltech DC1000) per confermare che il nucleo non si satura.
Il corretto posizionamento del nucleo e dell'avvolgimento viene confermato utilizzando un test dell'induttanza di dispersione.
Infine l'isolamento viene confermato utilizzando un test HPAC a 4,5 kV CA, 50 Hz per 1 secondo.
# | Test | Descrizione | Perni e condizioni | Motivo |
| 1 | R | Resistenza CC | Pin 2-4, test per 600 mOhm +/- 10% | Controllare che la resistenza dell'avvolgimento sia inferiore al massimo. Funziona anche come controllo della corretta sezione del filo e della buona terminazione. |
| 2 | R | Resistenza CC | Pin 6-5, test per 110 mOhm +/- 10% | Controllare che la resistenza dell'avvolgimento sia inferiore al massimo. Funziona anche come controllo della corretta sezione del filo e della buona terminazione. |
| 3 | R | Resistenza CC | Pin 8-10, test per 570 mOhm +/- 10% | Controllare che la resistenza dell'avvolgimento sia inferiore al massimo. Funziona anche come controllo della corretta sezione del filo e della buona terminazione. |
| 4 | R | Resistenza CC | Pin 9-11, test per 460 mOhm +/- 10% | Controllare che la resistenza dell'avvolgimento sia inferiore al massimo. Funziona anche come controllo della corretta sezione del filo e della buona terminazione. |
| 5 | TR | Rapporto giri | Eccitare i pin 4-3,0,1 V 10 kHz. Controllare che il rapporto spire 4-3:3-2 sia 1:1 -/+ 6% | Per verificare il corretto rapporto degli avvolgimenti da ciascun lato della presa centrale primaria |
| 6 | TR | Rapporto giri | Eccitare i pin 4-2,0,1 V 10 kHz. Controllare che il rapporto spire 4-2:9-11 sia 1:1 -/+ 2% | Per verificare il corretto rapporto degli avvolgimenti da tutto il primario a uno dei secondari |
| 7 | TR | Rapporto giri | Eccitare i pin 4-2,0,1 V 10 kHz. Controllare che il rapporto spire 4-2:8-10 sia 1:1 -/+ 2% | Per verificare il corretto rapporto degli avvolgimenti da tutto il primario all'altro secondario |
| 8 | TR | Rapporto giri | Eccitare i pin 4-2,0,1 V 10 kHz. Controllare che il rapporto spire 4-2:6-5 sia 6:1 -/+ 2% | Per verificare il corretto rapporto tra gli avvolgimenti da tutto l'avvolgimento primario a quello di retroazione |
| 9 | LS | Induttanza | Eccitare i pin 4-2, 0,1 V, 10 kHz, misurare l'induttanza affinché sia 461 uH +/- 10% | Controllare il materiale del nucleo e la precisione dell'assemblaggio |
| 10 | LSBX | Induttanza con polarizzazione DC | Eccitare i pin 4-2, 0,1 V, 10 kHz, applicare 3,15 A CC. Verificare che l'induttanza sia >368 uH | Controllare che il nucleo non si saturi in CC. Quindi consente di dimostrare in ogni parte che il calo L sotto Bias non è maggiore del 20% pubblicato |
| 11 | LL | Induttanza di dispersione | Eccitare i pin 4-2, 0,1 V, 10 kHz. Controllare che l'induttanza di dispersione su tutte le altre bobine sia inferiore a 12 uH | Controlla che l'accoppiamento delle bobine sia corretto per ridurre al minimo le perdite |
| 12 | HPAC | AC Hi-Pot | 4,5 kV CA, 1 secondo, pin 8,9,10,11 Hi, pin 2,3,4,5,6 Lo. Controllare la corrente <5 mA | Da verificare isolamento come da scheda tecnica. Si noti che il primario viene mantenuto su LO poiché a questo è collegato il DC1000. Consultare il manuale dell'utente del DC1000 per le migliori pratiche con HI POT utilizzando un DC1000 contemporaneamente. |
| AT5600 Tempo di esecuzione 4,01 secondi | ||||
| (Tempo di esecuzione AT3600 8,51 secondi) |
Appunti:
Test dell'induttanza LSBX con BIAS CC.
In questo esempio la scheda tecnica specifica la necessità di controllare l'induttanza sotto polarizzazione poiché si tratta di un trasformatore flyback. Altri tipi come i convertitori push-pull o forward non avrebbero bisogno di test per LSBX, quindi il programma sarebbe più semplice.
I fattori che governano la risposta L sotto corrente continua sono il numero di spire, il materiale del nucleo e il traferro scelto. Poiché questi fattori sono già controllati dai test LS e TR, alcuni clienti possono scegliere di controllare LSBX solo in fase di progettazione (consultare la nostra pagina DC1000 sui test di progettazione utilizzando un DC1000 con qualsiasi misuratore LCR ) o occasionalmente test di campionamento utilizzando l'audit AT5600 Funzione di test. (vedi la nostra pagina Test di audit ).
Tuttavia, alcuni utenti potrebbero voler mantenere il test LSBX sul 100% delle parti, a causa dell'utilizzo dei componenti (ad esempio militare/medico)
Risultati del test AT per SMPS
