变压器常见疑难问题解析

各种变压器设计制造过程疑难解决汇总

同样测试条件下磁心AL值或者器件L值不同原因分析

我们用LCR表测试L值时按照IEC标准,测试时根据E=4.44NBAef,通过调整E和f两个参数来调整B值使其B<2.5Gas,在实际测试时我们设定的电压为仪表内部电动势(如401电桥)如图中的ε,电感产阻抗分压UL,仪表内阻r分压Ur,因此不同厂家进行测试时由于测试仪表的电动势虽然相同,但是如果仪表内阻r不同,则UL不同,于是测试的L值便有差别,即使是同一品牌同一型号的仪表也可能内阻不同,最后测试的L值不同就不足为奇了. 避免办法: 没有条件的使用普通电桥,供应方和使用方使用同样牌号的电桥,或者进行对比找出误差范围. 有条件的企业使用高档电桥,这种高档电桥可以使用能够显示UL的测试仪表或者电流的仪表,如HP4284A 、HP4285A、YY2816等高档仪表或者通过观测仪表显示的电路中的电流(在相同电流下测试).

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磁心损耗和Q值,测试Q值的

我们用仪表测试Q值能否反映磁心的损耗特性呢?
下面根据具体情况进行说明
◇定义:Q= ωL/R      储能与耗能之比 .
  解释:对于电感器而言,R这部分包括绕组的铜线损耗,磁心的损耗(磁滞损耗、涡流损耗、剩余损耗)两部门组成,这是物理概念.
◇实际LCR表测试值与实际物理概念差别
★实际用LCR测试时,根据国家标准(等同IEC的标准)测试L值时设定E(仪表设定电动势)和f(频率)使B值<2.5Gas(E=4.44NBAef),测试Q值在相同条件那么实际测试的Q值中R部分的磁滞损耗部分就几乎没有了,因此在变压器和电器做为功率(实际磁心损耗中磁滞损耗占主要部分)应用时,测试Q值并不能反映真实的物理概念.
★但是当感性器件做为高频器件应用时,尤其作为信号(电压幅值很小)传输应用时,那么实际工作时B值很低,f很高(磁心的涡流损耗占主要部分),这时测试的Q值能够反映器件的这是损耗情况,如用镍锌铁氧体材料作成的射频信号传输器件可以直接使用高频LCR表测试Q值来区别损耗.
◇Q值的另一用途
在电感器和变压器的失效模式中,匝间短路是比较难发现的,但是一旦出现匝间短路,造成的损失又比较严重,那么怎么在测试中发现匝间短路呢?Q值能够发现问题,特别是器件高温下(短路有时在常温下或者静态测试下隐患不能暴露,器件工作一段时间有了温升绕组铜线膨胀,这时短路出现)的Q值,如果有短路发生,器件的Q值有明显下降,原理是短路匝数相当并联激磁电感的重载.

变压器异响

其实异响就是音频振动,声音都是振动产生的,只是在音频范围内我们能听到,其实其他的电磁干扰我们也类比叫噪声,只是听不到,能测到. 那么首先分析振动的机理. 大概有几种(各位朋友可以补充或提出异议) 一种是磁芯的磁滞伸缩造成,如低频应用的铁粉心,硅钢材料等由于本身在低频的时候材料的磁滞伸缩系数比较大,而当设计负荷较大时,磁芯本身就会发出一定的磁滞伸缩振动,这个频率恰恰在20KHZ一下的音频,达到一定强度,耳朵就会听到.或者是铁氧体磁芯应用在低频段,由于设计余量小,接近饱和,应用频率又比较低是也会发生这种音频噪声; 第二种绕组间隙粘接不牢靠,当功率较大或者负载变化较大时,引起绕组线间和空气间发生音频振动.(真空浸漆,梯度烘干很重要,要不会形成牙膏效应,外边漆干,里面没有干,绕组没有粘接,介电常数不满足要求,分布电容有变. 第三种,是绕组线包和磁芯间有松动,当满负荷或者交变,重载时,绕组与磁芯间发生音频振荡. 第四种,分布参数谐振变压分布参数与电路的某个信号产生音频谐振效应. 解决办法第一种更换磁滞伸缩系数小的磁芯; 第二种真空浸粘度适合的绝缘漆,并使用梯度烘干工艺(先低温,后高温,梯度要经过工艺摸索要解剖变压器,保证里面是干的并粘结牢固,其实无溶剂绝缘漆更好. 第三种,采用适合黏度的绝缘漆浸渍,或者在骨架和磁心的接触处点环氧胶粘接(工业模块电源,大功率电源等高可靠性产品必须这样做). 第四种,调整变压器分布参数,或者重新布板,这种较难解决,需要试验摸索.

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软开关谐振电感器发热问题的解决

2007-01-29 11:15 分类：[磁性器件疑难问题分析]

无论目前的大功率电源的软开关电源的谐振电感器
还是一般谐振电路的电感器
或者是高频大电流滤波电感器

都需要电感器在直流或交变电流下电感量变化量要小(恒导特性=磁滞回线随H增长的线性段长,也就是振幅磁导率恒定.)磁材的损耗也要小(磁材本身在高频下损耗就小,或者是设计时△B要小)

那么什么样的材料最合适做此类电感器呢?
是开气隙的铁氧体吗? 不是铁氧体开气隙后相对磁导率降低了交流特气隙性和直流稳定特性有所好转,但是一是气隙会引入如噪声和干扰,以及气隙损耗,还有就是当电流变化比较大时,电感量会发生突然的比较大的变化.

针对目前的应用,我公司开发出低磁导率的合金金属磁粉心(磁导率26)能很好的为您解决这个问题:
1由于是合金材料,温度系数非常好,远远优于铁氧体(金属磁粉心25℃和-55℃和125℃比变化两小于7%,铁氧体一般为50%,因此金属磁粉心抗温度应力特性远远优于铁氧体;
2虽然铁氧体的相对损耗小,但是由于使用低磁导率金属磁粉心时的工作△B很小,并不防碍合金金属磁粉心使用在更高的频率而有小的温升;
3但是由于使用低磁导率金属磁粉心时的工作△B很小(需要绕制更多的匝数),所以使用低磁导率金属磁粉心做成的电感器电感量随直流和交流电流的变化很小,即使遇到意外情况,低磁导率金属磁粉心做成电感量的变化比较缓慢(铁氧体变化会很突然),从而对电路有额外的保护.
4金属磁粉心是粉末冶金工艺,材料更有韧性,铁氧体是陶瓷工艺比较粹,因此在外界机械应力下金属磁粉心更机械应力性更好.

软开关谐振电感器的材料特性就是高BS 低磁导率(长的磁滞回线线性段=宽H恒定的振幅磁导率),高频底损耗.还需要好的温度特性.
目前最合适的材料是-2材料和低磁导率铁硅铝金属磁粉心(我公司有磁导率26的铁硅铝金属磁粉心能很好的解决问题.)

几个软开关电源客户谐振电感器的热\ 大\ 不稳定问题都被我们的低磁导率金属磁粉心做成的谐振电感器解决了.

硅橡胶使用浅析(灌封、粘接、包封)和一些注意事项

2009-08-09 14:56 分类：[磁性器件材料及工艺]

硅橡胶用途及使用注意事项: 弹性(吸收振动,对粘接的器件的应力小)粘接: 一般是用流动性不好单组分,目前很好用的应用比较普遍的是GD414,粘接力强,固化快.价格高,一般用于军品.该胶是通过吸空气中潮气硫化从表面到内部逐渐固化,使用时胶层不易过厚,太厚内部可能永远都不会干. 低厚度灌封或三防:一般使用单组分704的硅橡胶的比较多,该胶优点灌封时流动性比较好自流平,固化后强度好.但是切记不可深度灌封,因为该类胶也是通过吸空气中潮气硫化从表面到内部逐渐固化,厚度太大表层干后形成密封容器,内部胶体与外部隔绝内部胶不会干.这样绝缘电阻较低影响绝缘特性.缺点一般导热性不是很好,因此要注意功率器件.另外在胶固化时发生化学反应形成气体,深度灌封气体释放不出内部形成空气蜂窝,在军用卫星导弹等高空产品因为空气稀薄外部气压低容易形成事故. 双组分厚度灌封:该类胶胶与固化剂分开灌封时按一定比例配比配比后流动性非常好,胶可以自然固化也可以加热加速固化(工艺效率高,真空灌封工艺造作性强,不容易产生气孔),但是这类胶也分两类一类导热系数非常好(代表道康宁的160 A B 固化后灰色) 一类导热系数略差(代表GN521、GN511) 两类胶固化后表面硬度一般粘接力差(可以使用藕连剂改善),导热性好的双组分胶,由于内部填充金属成分比重大导热性好但是膨胀系数大高温产生较大膨胀应力温度低时对内部器件产生较大挤压应力 (因此在灌封时要考虑内部器件和灌封较的膨胀系数匹配问题)因此在受温度应力较大的场合谨慎使用;还有双组分还有一个共同的缺点就是容易发生催化剂中毒,中毒时不能固化,如GN521和GN511涂在铁氧体磁心表层后就不能固化,因此在使用时最好咨询有关厂家. 适合包封类: “适合包封类” 做一个解释,进行包封时流动性好,固化时间短,固化后表面硬度大(类似汽车外胎)这样的材料才适合包封,既有弹性(对内部器件温度应力小,又有硬度(具有弹性又具有好的撕撤硬度抗机械应力能力好),目前笔者未发现国产类产品,只有德国有一种产品符合此要求. 另外硅胶类产品共同的特点是工作温度高绝缘性能好稳定性好 . 自己经验与大家交流,如有不妥请指正.