高频变压器简介.ppt
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1、变压器发展史,一、变压器的雏形感应线圈,变压器的发明人法拉第实验装置原理图(1831年8月29日),法拉第感应线圈,变压器发展史,二、世界上第一只自耦变压器,1835年,美国物理学家佩奇(C.J.Page,18121868)制成图4所示的感应线圈,变压器发展史,二、世界上第一个有实用价值的变压器,1850年德国技师鲁姆科尔夫制成第一只感应线圈(Inductorium)。1851年,他提出第一个感应火花线圈(变压器)的专利。,变压器发展史,二、世界上第一个有实用价值的变压器,19世纪80年代后,交流电进入人类社会生活。法国人高兰德(L.Gauland,18501888)和英国人吉布斯(J.D.G
2、ibbs)1882年9月13日,它们在英国申请了第一个感应线圈及其供电系统的专利(.4362),他们称这种感应线圈为“Secondary generator”(二次发电机)。,变压器发展史,二、世界上第一个有实用价值的变压器,变压器发展史,低频变压器,高频变压器,高频变压器,高频变压器,高频变压器,50Hz,10kHz25kHz,25kHz75kHz,75kHz200kHz,200kHz1MHz,变压器分类,滤波器脉冲变压器电源变压器驱动变压器磁放大器干扰抑制滤波器,矽钢片变压器高频直插式变压器高频贴片变压器平面变压器压电陶瓷变压器,变压器在电路中的用途,变压器的制造流程,绕线,理线,一次焊锡
3、,组装,整脚,二次焊锡,含浸,初测,测试,外观,标签,包装,FQC,ER-28变压器,在座的各位同事这就是我们的设计成果!,各类型变压器(1),各类型变压器(2),变压器、电感器用材料介绍:,变压器、电感器,磁芯,线架,绝缘胶带,档墙胶带,线材,套管,铜箔,凡立水,胶,变压器、电感器用材料介绍:,线架,线材,绝缘胶带,档墙胶带,套管,磁芯,铜箔,磁芯固定胶带,磁性材料介绍:,B,H,B,H,B,H,(A),(B),(C),(D),磁性材料介绍:,B,H,Hc,Bs,Br,磁性材料介绍:,磁芯,铁氧体磁芯,合金类磁芯,锰锌系材,镍锌系材,镁锌系材,硅(矽)钢材,铁粉芯,铁硅铝合金,铁镍合金,钼坡
4、莫合金,非晶、微晶合金,磁性材料介绍:,1.铁氧体磁芯,B)镍锌系,组成约为:Fe2O3 50%,NiO 24%,其他为:ZnO电阻率很高(107 ohm-cm)工作频率高铁心损耗较锰锌系高居里温度高型式:DR,R,环形等。用途:常模滤波器、储能电感等,磁性材料介绍:,1.铁氧体磁芯,A)锰锌系,组成约为:Fe2O3 71%,MnO 20%,其他为:ZnO电阻率高(10 ohm-cm)铁心损耗低居里温度高形状:EE,EI,ER,PQ,RM,POT等型式。用途:功率变压器、EMI共模滤波器、储能电感等,磁性材料介绍:,2.合金类磁芯,A)硅(矽)钢片,极高的磁导率(i约60000)很高的饱和磁通
5、密度(0.6T1.9T)电阻率非常低(取决于硅含量),故适用频率不高成本低廉型式:片状或带状以及经加工后的O型、R型等,B)铁粉芯,极细的铁粉和有机材料粘合磁导率在1075之间低成本铁心损耗很高型式:环形、EE、ER等,磁性材料介绍:,2.合金类磁芯,C)铁硅铝合金(sendust core),铝6%,硅9%,铁85%组合成磁导率在26125之间成本中等铁心损耗低型式:环形,D)铁镍合金,镍50%,铁50%组合成饱和磁通密度高于铁硅铝合金成本高于铁硅铝合金铁心损耗于 铁粉芯 与 铁硅铝合金之间型式:环形,磁性材料介绍:,2.合金类磁芯,E)钼坡莫合金,钼2%,镍81%,铁17%组成磁导率在14
6、550之间饱和磁通密度最高成本最高铁心损耗最低,稳定性最好型式:环形,F)非晶、微晶合金,采用特殊工艺制造完成(使用超急冷凝固技术一次成型)分为:铁基、铁镍基、钴基和超微晶四大系可加工成各种不同特性的产品型式:环形、CD形等,变压器设计的基本原理,一.磁材介绍(1),磁材介绍(2),磁性材料应用:,二.磁芯外形特点比较,磁性材料应用:,三.磁芯材质特性比较,磁性材料应用:,四.优良软磁特性要求及效益,线架材料介绍:,线架,电木材(PHENOLIC),塑胶材,尼龙(NYLON),PBT(POLYBUTYLENE TEREPHTHALATE),PET(POLYETHYLENE TEREPHTHAL
7、ATE),LCP(LIQUID CRYSTAL POLYESTER),PPS(塑钢 POLYPHENYLENS SULFIDE),二.线架材质特性比较,线架材料介绍:,胶带材料介绍:,胶带,MYLAR TAPE,MARGIN TAPE,PVC TAPE,佳富龙 TAPE,环氧胶带(Epoxy tape),聚酰亚胺胶带(Polyimide tape),聚四氟乙烯胶带(PTFE Tape),乙烯树脂胶带(Vinyi Tapy),聚 酯 薄 膜(Polyeseter Taye),强 化 纤 维 胶 带(Filament Tape),合 成 物 薄 膜(Composite Tape),玻璃布(Glas
8、s Cloth),乙醋酸布(Acetate Cloth),纸带(Paper),胶带材料介绍,线材介绍:,线材,聚氨基甲酸酯漆包线,聚酯漆包线,自粘聚氨基甲酸酯漆包线,丝包线,绞线,漆包线,三层绝缘线,PVC线,电镀铜线,二.线材介绍(1),线材介绍(2),线材介绍(3),套管介绍:,套管,硅质套管,玻璃纤维硅胶套管,硅橡胶套管,硅胶玻璃纤维套管,腊套管,Teflon(铁氟龙),PVC 套管,热缩套管,PE 热缩套管,Teflon Insulation tubing:L、T、S、Type,L Type:Wall thickness:0.15mm0.2mm Dielectric strength:
9、3600V T Type:Wall thickness:0.3mm0.35mm Dielectric strength:7200VS Type:Wall thickness:0.5mm0.60mm Dielectric strength:12000V,Teflon insulation sleeving 是变压器进出线绝缘的最佳材料,其主要性质如下表:,变压器的结构,变压器的基本工艺要求,变压器的基本工艺要求,变压器的名词解释(1),密绕,疏绕,同层绕,同时绕,变压器的名词解释(2),1.排绕:绕线时线与线之间紧密排列,且无明显间隙、交迭现象。2.并绕(并排绕):两根或两根以上线以平行且紧密排
10、列同时绕制,线与线无交叉、重叠现象。3.间绕:绕线时线与线之间均匀间开一定距离,间距依骨架绕制幅宽而定。4.均绕:主要针对磁环绕线,依磁环大小及绕线圈数,线与线均匀绕制于磁环上。,并绕,排绕,均绕,5.并间绕:指两根及以上的线紧密并排不重叠进行绕制,在每圈之间保持相等的距离绕满整层。6.密绕:指在绕制完成时,线圈最上层无明显凹凸不平现象。7背线:指在接线时,因线股数太多,无法依次将线全部接在针脚上,而用的一种在线与线重叠后接于针脚的方法。8.飞线:又叫引出线、甩线,指线未接于针脚上,而是按要求直接从线包内引出,作为另一针脚的线或绕组。9.飞脚:指在接线未封口时,在针脚上产生的大于1.5mm的引
11、线。,10.端空胶带:又叫挡墙胶带或隔带,是一种控制绕线范围、保证安全距离的材料。例如无纺布、醋酸布、橡胶带等。,变压器的名词解释(3),连焊:指相邻的针脚在焊锡后将线、针脚连接在一起的焊接方式。虚焊:指在焊锡时未将所接之线焊锡角度在300度以上。假焊:指只在表面焊接,焊锡不彻底。通常表现为焊锡表面不光滑、不干净,容易剥落。分选:又叫挑选,针对产品或原材料,按一定要求选择后才进行后续生产。背胶:主要针对铜皮而进行的绝缘处理,即用要求宽度的胶带平贴于铜皮一面,再将胶带反折到另一面的铜皮上,保证反折在3mm以上。(要求胶带无皱折和气泡)包边:即在铜皮两面的边缘包胶带,一般保证每边反包胶带在3mm以
12、上。圆角:即将铜皮四角修成弧形以防止尖刺对其他材料的损坏。合脚:又叫验脚、校脚,指在包装之前,用PCB板或专用治具对产品针脚进行 最终检验、校正的工序。,变压器的名词解释(4),直角出入线,变压器数脚方法可参照下图,按照顺时针方向数脚(底视),一般在骨架1脚处会有明显标记(斜边、凸点等),但有些骨架较为特殊,应参照设计文件或作业指导书上注明的方法数脚。(如下图),绕线要求:,设计文件或作业指导书没有装夹方向要求,卧式骨架一般以1脚侧朝右;立式骨架以针脚朝右来绕制;对同一产品,所有绕组装夹方向必须一致。,绕线要求:,一 档墙工艺(1),目 的:主要在于确保绕线之安全距离,以符合安规作业之需求。基
13、本要求:,NG,NG,NG,NG,OK,OK,OK,OK,2.0 MAX,檔墙作业1匝时,起、尾端不可超过2mm空隙之空隙。多圈端空胶带重叠应控制在5mm以内;档墙高度必须与绕组同高(过高时易造成线包胖以及漏电感不良,过低则易使线滑落上档墙),排线时漆包线不得跨在两边档墙胶布之上,确保安全距离。端空胶带圈数较多时,应采用较厚材料的胶带,以减少其圈数,降低工时。档墙不可浮贴、皱折、反折、或偏移,须平整作业,并且靠紧线架TOP(顶部)与PIN 两侧,确保绕线空间足够。绕组入线时须用挡墙或胶带定位,同层有两绕组(或以上)且绕组是紧接上道绕组绕制,则后道绕组须用胶带绝缘并定位。对铜皮绕组,当以绝缘膜类
14、(如聚脂薄膜、KAPTON膜)作层间绝缘时,一般不需要铜皮绕组层加挡墙,但铜皮绕组必须居中绕制。,绕线要求:,二 层间绝缘工艺,目 的:确保变压器绕组与绕组耐压绝缘强度,以及下制程绕线作业之便利。基本要求:,层间绝缘胶布须等于或稍大于BOBBIN的绕线宽度,不得小于BOBBIN 的绕线宽度(槽宽)TAPE 之起始与结束端须确保距线尾前后510mm(确保耐压绝缘强度).变压器结束(FINISH)漆包线横跨线圈出线时,结束端的线折回前须挟取隔离处理或垫隔离胶带,以避免结束线横跨绕组时耐压不良。层间绝缘最外层之TAPE结束时,须与铁芯组合结合处在同一侧,以防胶带翘起,影响外观。因排线关系,造成下段绕
15、线困难时,可采用反包TAPE方式解决,即有粘性面朝外。,绕线要求:,三 套管工艺(1),目 的:绕线出入端加上绝缘套管,其主要目的有二:a.符合安规作业上的需求于绕线面积不足时,弥补绝缘安全距离之不足,加强绝缘耐压强度。b.防止两绕组同一沟槽挂线处短路。基本要求:,用途为弥补绝缘安全距离不足时,套管之深度,应深入BOBBIN 内至少与档墙齐平。出入线所加之套管需与BOBBIN 凹槽口齐平,至少达2/3 高度。,绕线要求:,三 套管工艺(2),1)、绕组起尾头要求穿套管时,套管进入绕线槽中必须超出端空距离1mm-3mm,没有端空 的则不能短于3mm;2)、起头套管必须被次层线压紧为准,套管外露长
16、度应尽量与骨架槽口相平,超出或短于骨架槽口应控制在1mm以内。3)、当同一槽里有两根或两根以上线接不同的针脚时,其中一根套管应高出骨架槽口1-2mm,当两根套管所套的线之间距离不足1.5mm时,应再将其中一根套管伸长,甚至伸到针脚上。4)、若产品有飞线并上套管的,套管长度应超出档墙3-5mm,没有档墙的应伸入线包5-8mm,以套管不被轻易拔出为准。,绕线要求:,四 绕线工艺(1),目 的:满足客户设计要求基本要求:,绕组起始与结束线须加贴固定胶带(起始线可利用档墙固定),排线时漆包线不得跨线在两边档墙胶布之上。绕组起绕(START)和结束(FINISH)时,均须拉直角作业。结束端(FINISH
17、)之引线折回前须挟取处理或垫隔离胶带,以作隔离。绕组出入线均须入BOBBIN之线槽,若同一线槽有不同绕组出线且不可短路时,须加套管或作正反结线处理(见理线作业),以避免焊锡时短路。,四 绕线工艺(2),为了避免线的浪费,通常引出线应预留超出最终规定长度大约10-20mm,以满足接线或针脚成型要求即可绕线时不应有打结,如绕线需退圈重新绕制时,同段漆包线只能重复一次使用。严禁使用镊子或尖利的指甲拔线圈。换轴线时需检查线径、颜色是否正确。在绕制过程中需经常注意检查漆包线是否有脱皮或不光滑、异常斑点等不良现象,如有异常需及时反馈。对电感类产品:如果设计文件或作业指导书注明圈数作为参考,在电感值无法满足
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