Eaton CTX210607
Wechselrichtertransformator für Kaltkathodenleuchtstofflampen (CCFL)
Ausgearbeitetes Beispiel für geeignete Tests
Übersicht über CCFLs
Wechselrichtertransformatoren für Kaltkathodenleuchtstofflampen (CCFL) werden häufig verwendet, um eine niedrige Gleichstromversorgung in eine hohe Wechselspannung umzuwandeln und damit beispielsweise die Hintergrundbeleuchtung von LCDs anzutreiben.
Sie nutzen eine Variante der SMPS-Technologie, um den Gleichstrom mithilfe von Transistoren (in einer Push-Pull-Konfiguration) bei hohen Frequenzen (in unserem Beispiel 40–80 kHz) in die Primärwicklung zu schalten.
Eine Rückkopplungswicklung sorgt für positive Rückkopplung, um den Schaltkreis zum Schwingen zu bringen.
Normalerweise wird die Sekundärwicklung absichtlich so ausgelegt, dass sie eine festgelegte Streuinduktivität aufweist, die dann mit einem Kondensator auf der Sekundärseite in Resonanz tritt, um die Leuchtröhre anzutreiben.
Da der Transformator ein wesentlicher Bestandteil der Funktionsweise einer Schaltung ist, ist neben den üblichen Parametern wie Wicklungswiderstand und Windungszahlverhältnis auch die Messung von Parametern wie Streuinduktivität wichtig. Der Transformator muss außerdem für Isolierung sorgen, insbesondere, weil die Schaltung zunächst eine höhere Zündspannung zum Starten der Röhre erzeugt, bevor sie in einen konstanten Betriebszustand übergeht.
Eaton stellt für diese Zwecke eine Vielzahl vielseitiger CCFL-Transformatoren her. Hier untersuchen wir den CTX210607.
Beachten Sie, dass die Sekundärwicklung aus vier Abschnitten besteht.
Dadurch wird der Spannungsabfall pro Windung auf vier separate Bereiche verteilt. Dadurch wird die Isolierung zwischen den Wicklungen bei hohen Potenzialunterschieden verbessert, ohne dass stark isolierte Drähte verwendet werden müssen.
Die Primär- und Rückkopplungsspulen sind ebenfalls getrennt. Diese Trennung kontrolliert die absichtliche Einführung der zuvor besprochenen Streuinduktivität.
CTX210607 Schaltplan
CCFL Empfohlene Tests
AT-Editor-Schema für CCFL
Die Darstellung des Teils in der AT-Editor-Software wird hier links angezeigt.
AT-Editor-Schema
AT-Vorrichtung für CCFL
Das Transformatorpaket ist ein Standarddesign zur Oberflächenmontage und daher nicht für Kelvin-Pins geeignet.
Bei der hier gezeigten Vorrichtung handelt es sich um einen Sockel ohne Steckkraft (Zero Insertion Force, ZIF), bei dem an jeden Pin seitlich Messerpaare angesetzt werden.
Dies hat den Vorteil, dass das Teil keiner mechanischen Belastung ausgesetzt wird und dennoch ein echter Kelvin-Kontakt zu jeder Wicklung aufrechterhalten wird.
ZIF (Zero Insertion Socket) auf Vorrichtung 91-184
ZIF (Zero Insertion Socket) auf Vorrichtung 91-184
AT-Testprogramm für CCFL
Zuerst werden die Wicklungswiderstände geprüft, um Durchgang und Verbindung sicherzustellen.
Anschließend erfolgt eine Überprüfung der Induktivität bei der Betriebsfrequenz auf der Primärseite.
Anschließend werden drei Prüfungen der Windungszahlverhältnisse durchgeführt: Halbprimär zu Halbprimär, Primär zu Rückkopplung und Primär zu Sekundär.
Beachten Sie, dass der letzte Test durch Aktivieren der Sekundärwicklung durchgeführt wird, da es für optimale Genauigkeit am besten ist, die Wicklung mit der größten Anzahl von Windungen zu aktivieren.
Anschließend prüfen wir die Streuinduktivität zwischen Primär- und Sekundärwicklung. Wir stellen fest, dass die Streuinduktivität etwa 25 % der Primärinduktivität beträgt, da es sich hierbei wahrscheinlich um einen beabsichtigten Konstruktionsfaktor beim Betrieb des Ausgangs-LC-Schaltkreises handelt.
Hierzu haben wir Prozentgrenzen um einen nominalen LL-Wert herum verwendet, anstatt zu prüfen, dass der LL-Wert knapp unter einem Maximum liegt, wie es normalerweise der Fall ist.
Da die Sekundärwicklung aus dünnem Draht besteht und hohen Spannungen und sogar noch höheren Zündspannungen ausgesetzt ist, um die Gasröhre zu starten, verwenden wir als nächstes den SURG-Test, um nach Schwachstellen zwischen den Wicklungen zu suchen. Dies wird durch Einspeisen von Hochspannungsimpulsen und Messen des charakteristischen Abklingens der Sekundärwicklung erreicht. Für unsere Grenzwerte wird ein empirischer Nennwert eines bekanntermaßen guten Transformators ausgewählt. Jeder Durchschlag in der Isolierung führt zu Energieverlust und damit zu einem anderen Abklingverhalten.
Weitere Informationen zum SURGE-Test finden Sie unter dem Link am Ende dieses Abschnitts.
Abschließend wird ein HI POT-Test bei 2 kV AC durchgeführt, um die Isolierung von Primär- und Sekundärseite zu prüfen.
# | Prüfen | Beschreibung | Pins und Bedingungen | Grund |
| 1 | R | Gleichstromwiderstand | Pin 1-3, Grenzwerte <135 mOhm | Zur Überprüfung, ob der Gesamtwiderstand der Primärwicklung unter einem Maximum liegt. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Drahtdurchmessers und der ordnungsgemäßen Terminierung. |
| 2 | R | Gleichstromwiderstand | Pin 4-5, Grenzwerte <100 mOhm | Zur Überprüfung, ob der Widerstand der Rückkopplungswicklung unter einem Maximum liegt. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Kabeldurchmessers und der ordnungsgemäßen Terminierung. |
| 3 | R | Gleichstromwiderstand | Pin 10-6, Grenzwerte <175 Ohm | Zur Überprüfung, ob der Widerstand der Sekundärwicklung unter einem Maximum liegt. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Kabelquerschnitts und der ordnungsgemäßen Terminierung. |
| 4 | LS | Serieninduktivität | Pin 1–3, 100 mV, 20 kHz, nominal 27 uH +/- 10 % (gemäß veröffentlichter Spezifikation) | Induktivität aus Sicht der Primärwicklung. Zur Überprüfung der korrekten Windungszahl und der korrekten Funktion des Kernmaterials |
| 5 | TR | Windungszahl | Aktivieren Sie die Pins 1-3 mit 100 mV 40 kHz, prüfen Sie das Windungszahlverhältnis und die Phase 1-2:2-3 auf 1:1 +/- 5 %. | Um das korrekte Wicklungsverhältnis zwischen den beiden Hälften des Primärteils und dem Mittelabgriff zu überprüfen. |
| 6 | TR | Windungszahl | Aktivieren Sie die Pins 1–3 mit 100 mV 40 kHz, prüfen Sie das Windungszahlverhältnis und die Phase 1–3:4–5 auf 4,6:1 +/- 5 %. | Um das korrekte Wicklungsverhältnis von der gesamten Primärwicklung zur Rückkopplungswicklung zu überprüfen. |
| 7 | TR | Windungszahl | Aktivieren Sie die Pins 10-6, 100 mV 10 kHz, prüfen Sie das Windungszahlverhältnis und die Phase 10-6:1:3 auf 86:1 +/- 5 %. | Zur Überprüfung des korrekten Wicklungsverhältnisses zwischen Sekundär- und Primärwicklung. Die Wicklung mit den meisten Windungen wird aktiviert, da dies die beste Vorgehensweise für optimale Genauigkeit ist. |
| 8 | LL | Streuinduktivität | Pins 1–3 Hi, Pins 10–6 Low, 100 mV, 40 kHz, prüfen Sie, ob der Leckstrom unter 6,5 uH liegt. | Zur Überprüfung, ob die Leckage unter dem angegebenen Grenzwert liegt, um die korrekte Platzierung und Funktion der Wicklungen zu bestätigen. |
| 9 | CHIRURG | Spannungsstoß-Belastungstest | Bestromen Sie die Pins 10-6, 4000 V, 5 Impulse. Überprüfen Sie, ob das mVs-Produkt 166 mVs +/- 30 % beträgt. | Zur Überprüfung auf Schwachstellen in der sekundären Isolierung zwischen den Windungen, um die Langlebigkeit des Teils während der gesamten Betriebsdauer nachzuweisen. |
| 10 | HPAC | AC-Hochleistungsverstärker | 2 kV AC, 50 Hz, 1 Sekunde, Pins 1,2,3,4,5 High, Pins 10,6 LO. Prüfen Sie <15 mA Strom | Um die Isolierung gemäß Datenblatt zu prüfen. |
| AT5600 Laufzeit 2,61 Sek. | ||||
| (AT3600 Laufzeit 5,49 Sek.) |
Hinweise:
Da die Streuinduktivität durch das Windungszahlverhältnis, die Kernreaktion (bereits durch TR und LS abgedeckt) und die physische Positionierung der Wicklungen bestimmt wird, vertrauen manche Kunden (die automatische Wicklungsmethoden verwenden) möglicherweise so sehr auf die Wicklungspositionierung, dass sie diesen Parameter nur gelegentlich und nicht bei jedem getesteten Teil überprüfen.
AT-Testergebnisse für CCFL
