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1、电源变压器的基本原理及检验要求 孙 激 （中国赛宝江苏实验室/江苏省电子产品监督检验所，江苏、无锡 214073） 摘摘 要：要：变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单，但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同。本文仅对电源变压器的基本原理、制作材料、主要参数和检验要求作个介绍，供相关工程技术人员参考。 关键词：关键词：电源变压器 原理 检验方法 变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单，但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同。 变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换； 隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有 E 型
2、和 C 型等。 变压器按冷却方式可分为：干式变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器等。 按电源相数可分为：单相变压器、三相变压器、多相变压器。 按防潮方式可分为：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器等。 按用途可分为：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器等等。 本文主要介绍电源变压器的基本原理、制作材料、主要参数和检验要求。 一、电源变压器的基本原理 1 2 U1 U2 图 1：电源变压器的原理图 图 1 是电源变压器的原理图，当一个交流电压 U1 加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流 I1 并产生交变磁通 1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级
3、线圈形成闭合的磁路，在次级线圈中感应出互感电势 U2，同时 1 也会在初级线圈上感应出一个自感电势 E1，E1 的方向与所加电压 U1 方向相反而幅度相近，从而限制了 I1 的大小。为了保持磁通 1 的存在就需要有一定的电能消耗，并且电源变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。 如果次级接上负载，次级线圈就产生电流 I2，并因此而产生磁通 2，2 的方向与 1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压 E1 减少，其结果使 I1 增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时 I1 增加
4、，1 也增加，并且 1 增加部分正好补充了被 2 所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。 二、制作材料 1 铁心材料： 电源变压器使用的铁心材料主要有铁片、低硅片，高硅片，在钢片中加入硅能降低钢片的导电性，增加电阻率，它可减少涡流，使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片，变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系，硅钢片的质量通常用磁通密度 B来表示。 2 绕制电源变压器通常用的材料有 漆包线，沙包线，丝包线，最常用的漆包线。对于导线的要求，是导电性能好，绝缘漆层有足够耐热性能，并且要有一定的耐腐蚀能力。 3绝缘材料 在绕制电源变压器中，线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离，均要使
5、用绝缘材料，一般的电源变压器框架材料可用酚醛纸板制作， 层间可用聚脂薄膜， 绕阻间可用黄腊布作隔离等。 4 浸渍材料 电变压器绕制好后，为增强电源变压器的机械强度、提高绝缘性能、延长使用寿命还要进行最后一道工序，就是浸渍绝缘漆，一般情况下，大都采用甲酚清漆作为浸渍材料。 三、电源变压器的主要参数 1额定功率 在规定的频率和电压下，电源变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。 2额定电压 电源变压器的线圈上所允许施加的电压。 3空载电压 电源变压器次级开路时, 在次级上测得的电压。 4空载电流 电源变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。 5空载损耗 电源变压器次级开
6、路时，在初级测得功率损耗。 6效率 指次级功率与初级功率比值的百分比。 7绝缘电阻 表示电源变压器各线圈之间、 各线圈与铁芯之间的绝缘性能。 绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。 四、电源变压器的检验要求 电源变压器的检验可依据 GB/T15290 电子设备用电源变压器和滤波扼流圈总技术条件进行， 在此标准中规定电源变压器的检验分为逐批检验和周期检验， 且周期检验的样品应从逐批检验合格的样品中随机抽取。本文仅对严格度等级为 Ia 的日用设备用电源变压器的检验方法进行讨论。 1、逐批检验项目及要求 1）外观与结构（GB/T15290 第 4.4 条） ： 电源变压器的
7、标志、外形尺寸、安装尺寸和结构应符合产品标准的规定；外观不应有锈蚀等机械性损伤；装配要牢固。 2） 直流电阻(GB/T15290 第 4.5 条): 电源变压器各绕组的直流电阻应符合产品标准的规定。 3） 绕组连续性(GB/T15290 第 4.6 条): 电源变压器在经受环境试验后各绕组均应保持电气连续。 4） 抗电强度(GB/T15290 第 4.7 条): 线圈对铁芯(或外壳)、静电屏蔽及各线圈间在承受表一所规定的检验电压、试验时间无击穿、飞弧。 表一：试验条件 线圈工作电压 V 试验电压 V 施加电压时间 s 36 500 60 36250 1500 60 250300 2000 60
8、 5） 感应电压(GB/T15290 第 4.8 条): 电源变压器的绝缘在承受两倍额定交流电压及 1min 试验时间的作用，空载电流不应显著增大。无击穿、飞弧、冒烟或线圈发烫等现象。 6） 绝缘电阻(GB/T15290 第 4.9 条): 电源变压器的每一线圈对铁芯（或外壳） 、静电屏蔽及各线圈间施加直流电压 100V（工作电压不大于 36V）或 500V（工作电压大于 36V）的绝缘电阻应不低于表二规定。 表二： 测量要求 测量时状态 绝缘电阻（M） 常态 1000 热态 10 湿热 5 7） 空载特性(GB/T15290 第 4.10 条): 电源变压器次级开路，初级施加额定频率的额定电
9、压时，空载电流、空载损耗和空载电压误差应符合产品标准规定。 8） 可焊性(GB/T15290 第 4.19 条): 电源变压器的引出端如须用焊锡连接的，须按表三方法进行试验。 表三：试验方法及检查要求 引出端安装方式 试验方法 检查要求 直接安装在印制板上 焊槽法 浸渍过的表面应覆盖一层光滑明亮的焊料层 用烙铁安装,质量2kg 烙铁法（烙铁 A） 焊料应润湿试验表面区域，无小滴 用烙铁安装,质量35 6 1825 10 0.20.5 3 510 7 2540 12 0.51.5 4 1013 8 4070 14 1.53 5 1318 9 - - - - - - 表八：低温试验后样品恢复时间表
10、 重量 kg 保持时间 h 重量 kg 保持时间 h 0.5 0.5 215 2.0 0.52 1.0 15 3.0 恒定湿热（GB/T15290 第 4.27 条）: 电源变压器应能承受 40，9095%的湿热，保持时间见 48h，试验结束后，擦干表面水珠在表八规定的时间内对变压器的外观与结构（GB/T15290 第 4.4 条）, 抗电强度(GB/T15290 第 4.7 条), 感应电压(GB/T15290 第 4.8 条) ，绝缘电阻(GB/T15290 第 4.9 条)，空载特性(GB/T15290 第 4.10 条)，直流电阻(GB/T15290 第 4.5 条)（与初始测量值相比
11、较电阻增大不于 10%）进行检查。 过负荷（GB/T15290 第 4.18 条）: 变压器应在工作上 55的环境温度下连续负荷 8h,在正常大气条件下恢复表七规定时间后，对变压器的外观与结构（GB/T15290 第 4.4 条）, 感应电压(GB/T15290 第 4.8 条) ，空载电流(GB/T15290 第 4.10 条)进行检查。 2） 、C2 组的检验项目及要求如下： 耐焊接热（GB/T15290 第 4.20 条）: 电源变压器的引出端如须用焊锡连接的，须按表九方法进行试验。 表九：耐焊接热试验方法 引出端安装方式 试验方法 直接安装在印制板上 焊槽法 用烙铁安装,质量2kg 烙
12、铁法（烙铁 A） 用烙铁安装,质量12 5 3） 、C4 组的检验项目仅为寿命试验（GB/T15290 第 4.30 条）: 电源变压器应在其最高允许工作温度条件下，通电时接上额定电压、频率、负载，断电时将变压器置于正常大气条件下，按图 2 所示的周期，连续试验 12 个周期。 试验后对变压器的感应电压(GB/T15290 第 4.8 条) ， 空载电压(GB/T15290 第 4.10 条)进行检查。 通电 20h 通电 20h 通电 20h 通电 20h 通电 68h 停电4h 停电4h 停电4h 停电4h 停电4h 图 2：寿命试验一个周期通电时间示意图 主要参考文献：GB/T15290- 1994电子设备用电源变压器和滤波扼流圈总技术条件 。 作者简介：孙激 工程师 专业特长：电子元器件检测 通讯地址：无锡 120 信箱 电话：0510-85140095 ；13961752500
