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智能伺服变压器:高频变压器以及电感的测试方法怎样测

2018-06-29 08:47:08 德州信平电子有限公司 阅读


电感以及电感的测试方法 

磁环w.jpg

概念﹕变压器初级电感指次级开路时初级绕组的有效电感 

测试条件﹕变压器的测试条件与其工作条件相一致。由于变压器铁心磁化曲线的非线性﹐当频率﹑交流电压﹑直流磁化电流变化时﹑铁心的有效磁导率也随著变化﹐从而引起电感的变化。

测试电感必须规定的测试条件﹕ 

    1.测试频率﹔ 

    2.变压器或电感器两端交流电压﹔ 

    3.直流磁化电流。 

开关变压器 XPKG10207 侧.jpg

漏感及漏感的测试方法 


概念﹕漏感指的是线圈间相互不交链的漏磁通所產生的电感﹐它与线圈尺寸﹑绕组排列及匝数等因素有关系。漏感是一个线性电感﹐与测试电压无关。

漏感的分类﹕ 

    1.初级漏感。指次级所有绕组短路时﹐在初级测得的电感。 

    2.次级漏感。指变压器初级绕组短路时在次级测的电感。 

    3.初级对次级任一绕组的漏感。对于有几个绕组的变压器(如多阻抗输出变压器)﹐将初级一半短路时﹐在初级测的电感。


安全性试验 


绝缘电阻。变压器各绕组及绕组与铁芯﹑静电屏蔽层之间的绝缘电阻在常态下均应大于1000MΩ ,在高温试验和恒定温热试验后应不低于10MΩ(IEC-65规定為不低于4 MΩ),测试绝缘电阻的直流电压為500V。 

耐压测试。变压器初级与次级绕组﹑铁芯﹑静电屏蔽层之间应能承受50Hz,3500V(有效值)电压作用(IEC-65规定為3000V有效值)。次级绕组与铁芯﹑静电屏蔽层之间能承受50Hz﹐1000V(有效值)电压的作用而无击穿和飞弧(arcing)。限定电流為1mA(该值视变压器功率而言﹐最大不超过10mA。


输出端配线技术 


高频变压器(如FLYBACK)将能量供给负载系统的过程中﹐当引线长且配线不合理时﹐线间所產生的寄生电容就会增加到不可忽视的程度﹐共模杂声就会通过这个寄生电容转播和导入到负载系统﹐使负载系统不能正常工作。

试验证明﹐採用交纽线比并行线传输效果要好﹐即将输出端的两根线直接交纽在一起﹐再经过滤波电容传输给负载﹐这就能得到很好的滤波效果。这种方法是最经济﹑效果又好﹑是实际应用中用得最多的一种。


屏蔽及屏蔽技术 


目的﹕消除绕组间通过分布电容產生的电藕合﹐防止外部高频信号对变压器工作信号和负载的干扰。 

措施﹕静电屏蔽﹑磁心接地﹑变压器加金属罩 

方法﹕对于静电屏蔽﹐用铜薄带或金属绝缘膜隔离围绕在初级和次级之间﹐构成电气屏蔽。屏蔽厚度必须远小于穿透深度﹐一般為穿透深度的三分之一。屏蔽应当以最小的引线电感直接焊接到变压器初级线圈的“静止”(输入电源+或-)电压端或大地﹐并屏蔽本身绝缘不能构成短路匝﹐才能起屏蔽作用。


漏感以及漏感的影响 


一般而言﹐变压器的初级或多或少存在漏感﹐而一部分高频变压器用在开关电源(switching)上﹐开关电源使用一片IC,一般称為电源开关管。当电源开关管由导通到截止时会產生反电动势﹐反电动势又会对变压器初级线圈的分布电容进行充放电﹐从而產生阻尼振荡﹐即產生振铃。漏感產生的电动势的幅度也很高﹐其能量也很大﹐因此漏极钳位电路的损耗大﹐电源的效率低。如果不采取保护措施﹐反电动势力產生的阻尼振荡还会產生很强的电磁辐射﹐不但对机器本身造成严重干扰﹐对机器周围环境也会產生严重的电磁干扰。

对于一个符合绝缘及安全性国际标准的高频变压器﹐其漏感量应為次级开路时初级电感的1%~3%。 


减少漏感的措施 


為了减少变压器漏感对周围电路產生电磁感应的影响﹐一方面要求变压器的漏感要做得小﹐另一方面一定要在变压器的外围包一层薄铜箔﹐以构成一个低阻抗短路线圈﹐把漏感產生的感应能量通过涡流损耗掉。

如何把变压器的漏感做到最小呢﹖ 

1.减少绕组的匝数﹐选用高饱和磁感应强度﹐低损耗的磁性材料。 

2.减少绕组的厚度﹐增加绕组的高度﹔ 

3.尽可能减少绕组间的绝缘厚度﹔ 

4.初次级采用分层式交叉绕制﹔ 

5.对于环行磁心变压器﹐均应沿环行磁心周围均匀绕制。 


分布电容的影响以及减少措施 


分布电容的影响﹕分布电容是引起开关初级到次级之间共模噪声的通道﹐它不仅能使开关电源效率降低﹐还与绕组的分布电感构成LC振荡器﹐產生振铃噪声﹐其中初级绕组分布电容的影响尤為显著。

减少分布电容的方法﹕ 

    1.尽量减少每匝导线的长度﹔ 

    2.在初级绕组间加绝缘层。 


高频变压器的损耗 


一个高效率的高频变压器应该具备以下条件﹕直流损耗和交流损耗低﹐绕组本身的分布电容以及各绕组间的藕合电容要小。 

变压器的损耗﹕ 

    1.直流损耗。是由线圈的铜损耗造成的。為提高效率﹐应该尽量选较粗的导线﹐并使其电流密度在4~1


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