Impulstransformatoren
Impuls- und Signaltransformatoren
Ausgearbeitetes Beispiel für geeignete Tests
Übersicht über Puls und Signal
Impulstransformatoren sind eine vielfältige Familie von Transformatoren, die dazu bestimmt sind, ein digitales Steuersignal von einem Steuerkreis an eine Last zu übertragen.
Sie sorgen für die galvanische Trennung eines Schaltkreises und ermöglichen zugleich die Übertragung schneller Steuersignale, ohne die Signalform zu verzerren.
Das Eingangs- und Ausgangssignal ist typischerweise eine Rechteckwelle von einigen Volt mit einer Frequenz über 100 kHz, keine Sinuswelle wie bei herkömmlichen Transformatoren.
Impulstransformatoren verfügen über eine geringe Anzahl an Wicklungen (um den Streufluss zu minimieren) und eine geringe Kapazität zwischen den Wicklungen (um sicherzustellen, dass das Signalprofil auf der Sekundärseite so sauber wie möglich beibehalten wird).
Da sie mit Hochfrequenzsignalen arbeiten, muss das Kernmaterial wiederholter und schneller Magnetisierung und Entmagnetisierung standhalten können.
Das Windungszahlverhältnis beträgt typischerweise 1:1, da ihr Hauptzweck nicht die Erhöhung oder Umwandlung der Spannung, sondern deren Aufrechterhaltung über die Isolationsbarriere hinweg ist.
Ein gutes Beispiel für einen Impulstransformator sind die Geräte der Serie 786 von Murata.
Die Murata 786-Serie ist in verschiedenen Wicklungsanordnungen erhältlich, mit oder ohne Mittelabgriffe an den Wicklungen. Für dieses Beispiel konzentrieren wir uns auf den 78601/1C, der 1 Primär- und 1 Sekundärwicklung hat
78601/1C fertigt Schaltplan
Empfohlene Tests für Puls und Signal
Pulse - AT-Editor-Schema
Das obige Schema kann mit der Software AT EDITOR problemlos in ein AT-Testprogramm umgewandelt werden.
Das einfache Schema ist hier dargestellt.
AT-Editor-Schema
Pulse - AT Vorrichtung
Die Impulstransformatoren der Serie 786 lassen sich einfach über eine Kelvin-Stiftvorrichtung anschließen.
Da der Wicklungswiderstand gering ist (<1 Ohm), profitiert der Test von der höheren Genauigkeit der 4-Leiter-Messungen.
Einfache Kelvin-Pin-Vorrichtung
Pulse - AT Testprogramm
Zunächst wird geprüft, dass die Widerstände der beiden Spulen unter dem angegebenen Maximum von 0,6 Ohm pro Wicklung liegen.
Als nächstes wird die Induktivität überprüft, um die Funktion des Kerns zu bestätigen.
Die Grenzwerte geben hier eine Mindestinduktivität und keinen Nennwert und keine Toleranz an, daher wird nur eine Prüfung auf Werte über 2 mH durchgeführt (der AT zeichnet den tatsächlich gemessenen Wert jedoch trotzdem auf).
Als nächstes wird das Windungszahlverhältnis überprüft, um das Verhältnis 1:1 auf Grenzen von +/- 1 % zu prüfen.
Wenn die tatsächliche Anzahl der Umdrehungen bekannt ist, empfiehlt es sich, diese als Nennwert mit einer Toleranz von +/- 0,5 Umdrehungen zu verwenden.
Als nächstes werden die Wicklungskapazität und die Streuinduktivität geprüft, wiederum im Einklang mit den veröffentlichten Daten.
Da beide Tests größtenteils vom Design bestimmt werden, ziehen es manche Benutzer möglicherweise vor, diese Tests als gelegentliche Audittests auszuführen, um Testzeit zu sparen und gleichzeitig die Qualität der Audits aufrechtzuerhalten.
Abschließend wird die Isolierung mit einem standardmäßigen AC-HI-POT-Test überprüft.
# | Prüfen | Beschreibung | Pins und Bedingungen | Grund |
| 1 | R | Gleichstromwiderstand | Pins 1-3, prüfen < 600 mOhm | Zur Überprüfung, ob der Wicklungswiderstand unter einem Maximum liegt. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Drahtdurchmessers und der ordnungsgemäßen Terminierung. |
| 2 | R | Gleichstromwiderstand | Pins 6-4, Prüfung < 600 mOhm | Zur Überprüfung, ob der Wicklungswiderstand unter einem Maximum liegt. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Drahtdurchmessers und der ordnungsgemäßen Terminierung. |
| 3 | LS | Serieninduktivität | Pins 4-6, 1 kHz, 100 mV, Grenzwertprüfung L >2 mH | Zur Überprüfung der korrekten Windungszahl und der korrekten Funktion des Kernmaterials |
| 4 | TR | Windungszahl | Aktivieren Sie die Primärstifte 1 und 3 mit 1 kHz, 100 mV, die Sekundärstifte 4 und 6 und prüfen Sie das Verhältnis 1:1, +/- 1 %, positive Polarität. | Zur Überprüfung der korrekten Drehungen und Phasenlage von Primär- zu Sekundärseite |
| 5 | C | Kapazität zwischen den Wicklungen | 5 V, 100 kHz, Pins 1 und 3 Hi, Pins 4 und 6 Lo, Grenzwerte 49 pF +/- 10 % | Die Kapazität ist normalerweise eine Funktion des Designs der Wicklungspositionierung und -topologie und wird daher normalerweise durch das Design festgelegt. Möglicherweise möchten Sie dies jedoch gelegentlich während der Herstellung überprüfen. |
| 6 | LL | Streuinduktivität | 50 mA, 300 kHz Pins 1-3 mit 6-4 kurzgeschlossen, Grenzwerte; besser als 470 nH | Überprüft, ob die Kopplung zwischen den Wicklungen nicht zu einem übermäßigen Verlust der magnetischen Flussübertragung führt |
| 7 | HPAC | AC-Hochleistungsverstärker | 1 kV 50 Hz AC, 1 Sekunde, Pins 1 und 6 High, Pins 2, 3, 4 und 5 Lo. Prüfstrom <1 mA | Zum Überprüfen der Isolierung vom Primär- zum Sekundärteil. |
| AT5600 Laufzeit 1,77 Sek. | ||||
| (AT3600 Laufzeit 3,68 Sek.) |
NOTIZ:
Viele Impulstransformatoren definieren auch ein „Volt-Zeit-Produkt“, um die Energiekapazität des Transformators zu bestimmen.
Dies wird im obigen Testschema bereits überprüft, da die Faktoren, die dies beeinflussen,
a) der Kern, die Kernfläche und die Sättigungsflussdichte des Kernmaterials (überprüft durch den Induktivitätstest)
b) die Anzahl der Umdrehungen (überprüft durch den TR-Test)
AT-Testergebnisse für Impulstransformatoren
