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信平变压器:详细分析开关变压器伏秒容量的测量方法

2018-02-07 09:00:54 德州信平电子有限公司 阅读

下面我们举例来详细分析开关变压器伏秒容量的测量方法,以及通过对开关变压器伏秒容量的测量,验证开关变压器工作状态的合理性。

例1:电视机中使用的行扫描回扫开关变压器,简称高压包,其工作原理也属于反激式开关变压器,其初级线圈的电感量为6毫亨,工作电压一般为120V,正程扫描时间(脉冲宽度) 为52 ,逆程扫描时间为12 。检测它的伏秒容量是否设计得合理,或它是否工作于最佳工作状态。

为此,我们可以根据(2-150)式,先计算流过高压包初级线圈的最大电流Im,然后再求其极限电流Imax的值,即:测试时选用迭加电流的值。

把已知参数代入(2-150)式:

信平电子变压器

根据上面分析,以及图2-55和图2-56,正常工作时,流过高压包初级线圈的最大电流Im不应该超过极限电流值Imax的70%,由此,可以求得流过高压包初级线圈的极限电流Imax为1.49 A 。

上面计算出来的极限电流Imax值,就是用来测试高压包初级线圈的迭加电流的数值。根据图2-54,把电流源的电流设置为1.49 A,即:设置测试高压包初级线圈的迭加电流为1.49 A,然后测试高压包初级线圈的电感;如果测试结果Lx的数值等于或者大于初始电感L0的90%,则说明,高压包初级线圈的伏秒容量设计是合格的,即:高压包铁芯的磁感应强度基本工作于最佳状态范围之内;如果测试结果Lx小于初始电感L0的90%,则说明,高压包初级线圈的伏秒容量余量太小,不合格,即:高压包铁芯的磁感应强度工作于接近饱和区的范围之内,磁滞损耗以及涡流损耗都比较大,并且开关变压器容易出现磁饱和。

对于高压包或开关变压器除了测试伏秒容量的大小之外,还应该检测高压包或开关变压器初级线圈的漏感。正常漏感的数值一般小于初级线圈电感量的2%,如果太大,则说明变压器铁芯留的气隙长度过大,或者开关变压器初、次级线圈的结构或绕线方法不合理。

这里顺便说明,采用图2-54测试时应该注意的地方。图2-54中,隔离电感LT的大小要求是测试电感Lx数值的3倍以上,并且测量高压包初级线圈的初始电感值L0时,最好也要接入电路之中。这里,隔离电感LT可选取20毫亨以上的带矽钢片铁芯的电感,电感的铁芯要留有一定的气隙;电流源可用一个稳压电源与一个大功率电阻串联代替,如图2-57;或用一个稳压电源与一个大功率晶体放大器串联来代替,如图2-58。

信平电子变压器

在图2-57中,E为稳压电源,R为大功率电阻,阻值范围在1~10欧姆比较合适,阻值太大损耗功率会很大;调节稳压电源的电压输出,就可以调节迭加电流的大小。

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在图2-58中,E为稳压电源,Rx为可调电阻,Q为晶体管大功率放大器(必须带散热片);调节稳压电源的电压输出,或改变可变电阻的阻值,就可以改变迭加电流的大小,但晶体管大功率放大器集电极与发射极之间的电压降不要大于10V,否则,晶体管大功率放大器的损耗将很大。一般稳压电源都有电流输出指示,所以在测试电路中不需要另外安装电流表。


这里特别指出,在测试高压包或开关变压器初级线圈的初始电感L0的时候,高压包的铁芯必须要退磁,否则,测试结果将不准确。通常,带磁的开关变压器初级线圈的电感量,要略大于没带磁开关变压器初级线圈的电感量。高压包退磁的方法请参考后面《2-1-22-4.开关变压器的消磁方法》一节的内容。

另外,用于测试高压包的迭加电流,其最大值Imax一般是高压包正常工作时流过初级线圈电流(平均值或有效值)的好几倍。例如:上例测试的高压包,正常工作时,其平均电流IA大约只有0.42 A,但迭加电流Imax的值为1.49 A ;由此可知,迭加电流Imax的值是正常工作时平均电流的3.5倍。一般高压包初级线圈漆包线的电流密度大约为3A/mm2 左右,因此,流过高压包初级线圈漆包线迭加电流的最大电流密度约为10.5 A/mm2 。

通常漆包线在40度温升的情况下,其最大电流密度大约在13A/mm2左右(直流),因此,通过测量高压包线圈的温升也可以知道高压包线圈漆包线的选用是否合理。

这里顺便介绍一下电流平均值IA的求法,以及其与最大电流Im和极限电流Imax的关系。图2-59是电流平均值IA与最大电流Im和极限电流Imax之间的关系图。

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图2-59中,IA为流过高压包初级线圈的平均电流, IAτ1为正程扫描期间,流过高压包初级线圈的平均电流; Im为正程扫描期间,流过高压包初级线圈的最大电流; Imax为正程扫描期间,流过高压包初级线圈电流的极限值; τ 为电视正程扫描时间(52us ), τ2 为电视逆程扫描时间(12us ), τx为正程扫描时间的极限值。


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