Transformador SMPS de Wurth
Transformadores de fuente de alimentación de modo conmutado (SMPS)
Ejemplo resuelto de pruebas adecuadas
Descripción general de los transformadores SMPS
La aparición de fuentes de alimentación de modo conmutado y el impulso hacia una conversión de energía más pequeña y más barata ha significado que los transformadores que se encuentran en el corazón de cualquier SMPS tengan una demanda cada vez mayor de ser baratos y rápidos de producir y probar, sin dejar de ser seguros y confiables.
Los semiconductores de potencia utilizados para conmutar el suministro al transformador y los circuitos integrados para controlar la frecuencia de conmutación han bajado de precio y han aumentado su confiabilidad y rendimiento en los últimos 20 años. Esto todavía deja que el transformador proporcione dos funciones básicas e históricamente conflictivas.
Primero, como barrera de aislamiento desde el suministro hasta el usuario, se debe demostrar que aísla el suministro bajo grandes diferencias de potencial.
En segundo lugar, también debe tener un acoplamiento estrecho de los devanados (es decir, una inductancia de fuga baja) para mantener las pérdidas al mínimo y, por tanto, mantener alta la eficiencia.
Wurth Electronics fabrica una variedad de buenos ejemplos de transformadores SMPS, para una variedad de diferentes tipos de SMPS.
Aquí veremos el 750811290, un transformador diseñado para configuraciones SMPS de retorno.
Esquema de fabricantes
SMPS Pruebas sugeridas
SMPS - Esquema del editor AT
La pieza se representa utilizando el esquema del Editor AT a la izquierda.
El primario con toma central se reconoce y dibuja automáticamente cuando se agrega un devanado al esquema con un número de pin que ya estaba definido (en este caso, pin 3)
Como deseamos obtener un rendimiento central con una polarización de CC de 3,15 amperios, el dispositivo también conecta un DC1000 a los pines 4 y 2. Esto significa que cualquier prueba HI POT que implementemos tendrá que usar los pines 2,3,4 como terminales LO (consulte HPAC prueba más tarde)
Esquema
SMPS - Accesorio AT
Como el transformador tiene pines de montaje de PCB estándar, es adecuado para su fijación utilizando pines Kelvin. Estos se sujetan horizontalmente en cada pin, por lo que no se necesita una abrazadera para mantener el transformador en su lugar.
Los pines Kelvin permiten un montaje rápido del UUT, además de brindarnos la precisión óptima necesaria para las mediciones, ya que el efecto de la resistencia de contacto de los pines y cualquier cableado del dispositivo se pueden compensar automáticamente a partir de cualquier resultado.
La imagen muestra la pieza montada en un dispositivo Kevin personalizado de 12 pines.
El dispositivo también tiene 2 enchufes de 4 mm para conectar la fuente de polarización de CC DC1000 de Voltech. Estos se conectan en el dispositivo a los pines 2 y 4 del zócalo y luego se usan en el programa de la prueba 10 para medir LSBX.
SMPS - AT Fixturing, con enchufes adicionales de 4 mm para conexión DC100 para la prueba LSBX de polarización de CC en el paso 10
SMPS - Programa de prueba AT
El programa primero verifica la resistencia de la bobina individual de cada devanado para verificar que estén por debajo de un máximo especificado.
A esto le siguen cuatro comprobaciones de la relación de vueltas para confirmar el número correcto de vueltas, la fase y el funcionamiento general del transformador a 10 Khz.
Luego se verifica la inductancia del primario a 10 Kz, seguido de la misma prueba pero con 3,15 A aplicados (usando un Voltech DC1000) para confirmar que el núcleo no se satura.
La separación correcta del núcleo y la colocación del devanado se confirma mediante una prueba de inductancia de fuga.
Finalmente se confirma el aislamiento mediante una prueba HPAC a 4,5 kV CA, 50 Hz durante 1 segundo.
# | Prueba | Descripción | Pines y condiciones | Razón |
| 1 | R | resistencia CC | Pin 2-4, prueba de 600 mOhms +/- 10% | Comprobar que la resistencia del devanado esté por debajo de un máximo. También actúa como control del calibre correcto del cable y de la buena terminación. |
| 2 | R | resistencia CC | Pin 6-5, prueba de 110 mOhms +/- 10% | Comprobar que la resistencia del devanado esté por debajo de un máximo. También actúa como control del calibre correcto del cable y de la buena terminación. |
| 3 | R | resistencia CC | Pin 8-10, prueba de 570 mOhms +/- 10% | Comprobar que la resistencia del devanado esté por debajo de un máximo. También actúa como control del calibre correcto del cable y de la buena terminación. |
| 4 | R | resistencia CC | Pin 9-11, prueba de 460 mOhms +/- 10% | Comprobar que la resistencia del devanado esté por debajo de un máximo. También actúa como control del calibre correcto del cable y de la buena terminación. |
| 5 | TR | Relación de vueltas | Energizar pines 4-3,0,1 V 10 kHz. Verifique que la relación de vueltas 4-3:3-2 sea 1:1 -/+ 6% | Para verificar la relación correcta de devanados de cada lado de la toma central primaria |
| 6 | TR | Relación de vueltas | Energizar pines 4-2,0,1 V 10 kHz. Verifique que la relación de vueltas 4-2:9-11 sea 1:1 -/+ 2% | Para verificar la relación correcta de los devanados de todos los primarios a uno de los secundarios |
| 7 | TR | Relación de vueltas | Energizar pines 4-2,0,1 V 10 kHz. Verifique que la relación de vueltas 4-2:8-10 sea 1:1 -/+ 2% | Para verificar la relación correcta de los devanados de todo el primario al otro secundario |
| 8 | TR | Relación de vueltas | Energizar pines 4-2,0,1 V 10 kHz. Verifique que la relación de vueltas 4-2:6-5 sea 6:1 -/+ 2% | Para verificar la relación correcta de los devanados desde todos los devanados primarios a los de retroalimentación |
| 9 | LS | Inductancia | Energice los pines 4-2, 0,1 V, 10 kHz, mida la inductancia para que sea 461 uH +/- 10% | Verifique el material del núcleo y la precisión del ensamblaje. |
| 10 | LSBX | Inductancia con polarización CC | Energice los pines 4-2, 0,1 V, 10 kHz, aplique 3,15 A CC. Verifique que la inductancia sea >368 uH | Verifique que el núcleo no se sature bajo CC. Por lo tanto, le permite demostrar en cada parte que la caída de L bajo el sesgo no es mayor que el 20% publicado. |
| 11 | LL | Inductancia de fuga | Energice los pines 4-2, 0,1 V, 10 kHz. Verifique que la inductancia de fuga a todas las demás bobinas sea inferior a 12 uH. | Verifica que el acoplamiento de las bobinas sea bueno para minimizar las fugas. |
| 12 | HPAC | AC Hi-Pot | 4,5 kV CA, 1 segundo, clavijas 8,9,10,11 alta, clavijas 2,3,4,5,6 baja. Comprobar corriente <5 mA | Para comprobar el aislamiento según la hoja de datos. Tenga en cuenta que el primario se mantiene en posición LO ya que tiene el DC1000 conectado. Consulte el manual del usuario del DC1000 para conocer las mejores prácticas con HI POT usando un DC1000 simultáneamente. |
| AT5600 Tiempo de ejecución 4,01 seg. | ||||
| (AT3600 Tiempo de ejecución 8,51 segundos) |
Notas:
Prueba LSBX Inductancia bajo DC BIAS.
En este ejemplo, la hoja de datos especifica la necesidad de verificar la inductancia bajo polarización, ya que es un transformador flyback. Otros tipos, como los convertidores push-pull o directos, no necesitarían pruebas para LSBX, por lo que el programa sería más simple.
Los factores que gobiernan la respuesta de L bajo corriente continua son el número de vueltas, el material del núcleo y el entrehierro elegido. Como estos factores ya se verifican mediante las pruebas LS y TR, algunos clientes pueden optar por verificar LSBX solo en la etapa de diseño (consulte nuestra página DC1000 sobre pruebas de diseño usando un DC1000 con cualquier medidor LCR ), u ocasionalmente pruebas de muestra usando la auditoría AT5600. Función de prueba (consulte nuestra página de prueba de auditoría ).
Sin embargo, es posible que algunos usuarios deseen conservar la prueba LSBX en el 100% de las piezas, debido al uso de componentes (por ejemplo, militares/médicos).
Resultados de la prueba AT para SMPS
