变压器全方位解剖

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1、 变压器全方位解剖变压器全方位解剖 一一.电子变压器定义、作用及分类电子变压器定义、作用及分类 变压器是具有磁芯(铁芯)与两个或两个以上的线圈组成，它们互不改变位置的装置，从一个或两个以上的回路，通过交流电力借电磁感应作用，转变成电压及电流，对另一个或两个一上的回路，供给一周拨数的交流电力. 2 作 作 用：用：在电子线路中起着升压、降压、隔离、整流、变频、倒相、阻抗匹配、逆变、储能、滤波等作用。 3 分 分 类：类： A 按工作频率分类： 按工作频率分类： 工频变压器：工作频率为 50Hz 或 60Hz 中频变压器：工作频率为 400Hz 或 1KHz 音频变压器：工作频率为 20Hz 或

2、20KHz 超音频变压器：20KHz 以上，不超过 100KHz 高频变压器：工作频率通常为上 KHz 至上百 KHz 以上。 B 按用途分类： 按用途分类： 电源变压器：用于提供电子设备所需电源的变压器 音频变压器：用于音频放大电路和音响设备的变压器 脉冲变压器：工作在脉冲电路中的的变压吕，其波形一般为单极性矩形脉冲波 特种变压器：具有一种特殊功能的变压器，如参量变压器，稳压变压器，超隔离变压器，传输线变压器，漏磁变压器 开关电源变压器：用于开关电源电路中的变压器 通讯变压器：用于通讯网络中起隔直、滤波的变压器 二 电子变压器材料及分类：变压器英文二 电子变压器材料及分类：变压器英文(TRa

3、nsformer) 1）电子变压器材料主要）电子变压器材料主要有 骨架(Bobbin,Base,Case) 线材(Copper Wire) 磁芯(Ferrite Core,SI-Steel Lamination) 铜箔(Copper Foil) 绝缘胶带(Tape) 安全胶带，也称档墙(Margin Tape) 套管(Tube) 化学材料：焊锡(Solder Bar)，绝缘油(Varnish)，胶类(Epoxy,Glue)，稀释剂(Thinner)，助焊剂(Scaling Powder)，油墨(Ink) 1、磁、磁 芯：芯：磁芯主要几大类： 1.钢片类 Lamination(SI-STEEL,

4、PERMALLOY); 2.软磁铁氧体类(FERRITE CORE); 3.铁粉芯(Iron Powder); 4.铁硅铝(Kool,Mu 或 Sendust); 5.高导磁粉芯(High Flux); 6 铁镍钼磁粉芯(Mpp Core); 7.非晶态(Amorphous)。 1）铁磁芯）铁磁芯(Iron Powder)：广泛用于 RF 领域，利用其内在的气隙分布特性，适合于各种储能电感，如直流输出扼流器，分态输入扼流器，功率因数修正(PFC)电感器， 脉冲变压器， DC to DC 变换器， 连续态弛返电感， 调光扼流器及 EMI/RFI 电路中。其形状通常为环形。 通常通过颜色氏码(Co

5、lor Code)进行材质的区分,其规格以 T*-XX*形式命名。 如：T130-26B 中，T 表示 Toroid，130 表示 1.3 英吋外径，26 表示 26 材质，B 表示同外径不同厚度的类型。供应商通常为 Mircometal、嘉成、科达和可达。 2)铁镍钼磁粉芯铁镍钼磁粉芯(MPP molypermalloy powder)： 粉芯中磁损最低的一种材质，它是由 79%镍，17%铁，和 4%的钼配比而成，磁粉中分布隙的一种环状磁芯。 MPP 磁芯具有多方面优秀的电磁特性： 高电阻系数：低磁滞低涡流损耗;在高 DC 磁化或 DC 偏置条件下，电感稳定;具有最宽的饿磁导率可选范围，是开

6、关电源中直流输出滤波器最佳选择材料。MPP 的材质主要分为 ui：26，60，125，147，160，173，200。 主要应用于高 Q 值电感，低损耗滤波器，驱动线圈，射频(RFI)滤波器，变压器和电感线圈等等。 3)高导磁粉芯高导磁粉芯(High Flux Core)：是由 50%镍和 50 铁合金粉而成的环状，磁芯内部分布气隙，是偏置能力最好的一种粉末磁芯材料,磁通密度高达 15,000 高斯损耗明显低于铁粉芯。它是开关电源调制电感器，线路噪音滤波器，脉冲变压器和回扫变压器磁芯的理想选择。特别是在大直流电流场合下，使用 HF 磁粉芯可以有效减小电感尺寸。 高磁导磁芯的材质主在分为 ui：

7、26，60，125，147。 4)铁硅铝磁粉芯铁硅铝磁粉芯(Sendust)：有 ARNOLD 首先开发出，用以代替铁粉芯磁环，磁芯损耗更低， 其能量储存能力高于MPP， 支流偏(DC Bias)性能比Iron Powder更好。它是开关电源中能量储存和滤波电感磁芯的理想选择。 铁硅铝磁芯的材质主要分为 ui：26，60，90，125。 5)非晶态非晶态(Amorphous)： 具有高饱和磁感应强度， 高磁导率， 低损耗， 体积小，抗强电干拢能力强，频率特性优良和温度稳定高等特点。常用作于 PFC，储能电感和电流互感器等等。非晶态分为非晶卷带(Amorphous Laminaiton)和非晶粉

8、末磁芯(Amorphous Powder)两种。 2、骨、骨 架：架： 从功能上分为三类：1.绕线管(BOBBIN)，2.底座(BASE)，3.外套(CASE) 从材质上主要分为：PHENOLIC，PBT，PET，LCP，PPHS，PA66 等等。 从形式上主要分为：立式(VERTICAL)，卧式(HORIZONTAL) 也可分为表面贴件(SMD)和插件(Lead-through or Through Hole)两类。 BOBBIN 的作用：用于线圈的绕制载体，并使线圈与磁芯之间绝缘的一类材料。 BASE 的作用：用于固定线圈，并对引线进行定位，方便其安装在线路板上的一类材料。有可带 PIN

9、或不带 PIN 两种。 CASE 的作用：用于固定、保护和隔离线圈，并对引线进行定位，方便其安装在线路板上。多用于线圈灌封。 酚醛树脂：俗称电木(PHENOLIC)，属于热固性(Thermoset)材料。 特点：1.不易变形;2.耐高温及高温焊锡;强度较高。缺点：较脆容易破损。目前所使用的电木材料有很多， 其性能也各不相同， 成本也不尽相同。 如： T375j， 1403G4，M9630，AM-113，CPJ-860 等等，性能的不同使其所适用的骨架类型不同。 PET： 聚丁烯对苯二酸盐(Polybutylene terephthalate)，属于热塑性(Thermoplastic)材料。 特

10、点：1.不易变形;2.高温焊锡有一定熔损;3.强度较高;4.成本较高。 PET 材料的种类很多， 各厂商对 PET 的命名都不一样， 如： T102， T102G30，FR530L(f1)，FR-515 等等 PBT：属于热塑性(Thermoset)材料。 特点：1.容易变形;2.容易熔损;3.成本低;4.有一定韧性。 材质如：4115，420SEO，4115 等等 LCP：(Liquid crystal polyester)，属于热固性材料。 特点：强度较高，不晚破损，成本较高。多用于驱动背光源之高压变压器，如：UI，EE，EPC 等多槽型骨架。材质如：E4008，E4010，E4810 等

11、等。 NYLON(PA66：Ployamide type 66 nylon)：尼龙，属于热塑性材料。 特点：1.较大韧性;2.高温焊锡有一定熔损;3.晚变形(可加入玻璃纤维以增加强度)。材质如：101L，TE250F6，A3X2G7，KF4357G6 等等。 需明确一点是，热塑性与热固性的模具不可通用 3.线线 材材(WIRE)：其种类主在有漆包线、多层绝缘：其种类主在有漆包线、多层绝缘 线、丝包线、线、丝包线、PVC 线线 常用线规(Wire Gauge)：mmG(日规)、AWG(美规)、SWG(英规)，这里的线规是指裸线的直径的面积 1)漆包线(Enamelled wier or Magn

12、et wire)： 按漆包膜分为： A 聚胺基甲酸脂漆包线(UEW)，按漆包膜厚度递减分为 0UEW(Triple),1UEW(Heavy 或 Double)，2UEW(Single)，UEW 为最广泛使用的一种线型，其中 2UEW 和 1UEW 最为常用。 其特点为：不用焊锡前进行预先脱漆皮，可直接浸入锡炉中焊锡。 其形式上分为单股，多股绞线(LITZ 也称李支线)和丝包线(UTSC)三大类。其中LITZ 为一次绞和或多次绞和，目的在于降低积肤效应影响和降低铜线过硬而难以生产作业： UTSC 为多股未绞和线用用玻璃纤维进行包裹， 具有很强的机械强度和耐磨强度，同样还有降低积肤效应和方便作业的

13、优点。 从温度等级来分通常为：B 级 130(N E M A M W-C)5 F 级 155(M W 7C9)两种 UEW 漆皮外可增加一层 Nylon 被膜以增强其机械强度和耐磨损强度，可表示为 UEW+NY，其中 B 级 130(M W 2C8)F 级(M W 8C0) B. 聚脂漆包线(PEW)，按漆包膜厚度递减分为 0PEW(Triple)，1PEW(Heavy或 Double),2PEW(Single)，它是一种广泛使用的一种线型，在较高的工作温度下，绝缘层有良好的稳定性，漆皮耐磨强度佳。 其特点为：需进行脱漆皮后进行焊锡。 其形式上有单股和多股绞线两类。 PEW 漆皮外可增加一层

14、Nylon 被膜以增强其机械强度和耐磨损强度， 可表示为PEW+NY，F 级 155(M W 2C4) C.其他类型如：PVE，EIW，EAIW 等线材很少涉及使用，故不做介绍 2) 多层绝缘线：主要有双层绝缘线(DIW：Double insulatde wire)和三层绝缘线(TIW： triple insulated wire)常用的线材厂商为(rubadue,Totoku 和 Furukawa)三家厂商 三明制做法： 例如：初级-次级-初级 初级 (密绕) 次级 (疏绕) 初级 (密绕) Rubadue：绝缘层材料采用杜邦公司 ETFET，EFFEZPE LT E P E O N T E

15、 F C 材料。铜线可采用单股和多股方式，其绝缘层颜色可以多种多样。绝缘层须剥线钳进行祛除。 其中常用的 ETFE T 型绝缘层厚度分为：0.0015”， 0.0002”， 0.0003”， 0.0005”， 0.0007”五种， 其击穿电压分别为 9,000VRMS， 10,000VRMS 和 12,000VRMS，温度等级为 F 级 155。 Furukawa 三层绝缘线为 TEX 系列，其中 TEX-E，TEX-B，TEX-F 的温度等级分别为 105，130，150。 A STANDARD TYPE (TEX-E，TEX-B，TEX-F) 其绝缘层颜色分别为黄色，棕色，白色。 TEX-

16、E 是用可焊、热阻树脂、聚胺树脂做成三层绝缘。TEX-E 为最为常用的线型，绝缘层厚度为 100mm。 B SELR-BONDING TYPE (TEX-ECEW3) C CITZ WIRE TYPE (TEX-ELZ) 绞线型： 多股绞线外表覆盖三层绝缘， 能够减小高频阻抗。 此类线材使用较少。 4.铜箔铜箔(COPPER FOIL)：铜箔的作用是当作绕组：铜箔的作用是当作绕组(WINDING)或屏蔽层或屏蔽层(SHIELD) 其特点是作为绕组可通过大电流，减小集肤效应的影响和漏电感，通过包绝缘纸或麦拉胶带进行绝缘;作为绕组间屏蔽层时通过包绝缘或麦拉胶带进行绝缘，首尾重叠且须隔离，且通常用一相好导线将屏蔽铜箔其始端接地;铜箔作为外部屏蔽时，用铜箔将线包和磁芯外围包绕一层，首尾焊接于磁芯处，可焊引线接地或不焊引线 铜箔的规格有三方面： 1.厚度：用英寸(INCH)或毫米(MM)表示 2.宽度：毫米(MM)表示 3.硬度：分为硬、中硬、软三种 作绕组时铜箔采用软且厚的材料，作内部屏蔽时