Transformador SMPS Wurth
Transformadores de fuente de alimentación conmutada (SMPS)
Ejemplo práctico de pruebas adecuadas
Descripción general de los transformadores SMPS
La aparición de fuentes de alimentación conmutadas y la búsqueda de conversiones de energía más pequeñas y económicas han significado que los transformadores que se encuentran en el corazón de cualquier fuente de alimentación conmutada tienen 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 que se utilizan para conmutar la alimentación al transformador y los circuitos integrados que controlan la frecuencia de conmutación han bajado de precio y han aumentado en fiabilidad y rendimiento en los últimos 20 años. Esto todavía deja al transformador con dos funciones básicas, históricamente contradictorias.
En primer lugar, 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, baja inductancia de fuga) para mantener las pérdidas al mínimo y, por lo tanto, mantener la eficiencia.
Wurth Electronics fabrica una variedad de buenos ejemplos de transformadores SMPS, para una gama de diferentes tipos de SMPS.
Aquí veremos el 750811290, un transformador diseñado para configuraciones SMPS flyback.
Esquema del fabricante
Pruebas sugeridas de SMPS
Esquema del editor SMPS-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, el pin 3)
Como deseamos que el rendimiento del núcleo sea bajo 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 de HI POT que implementemos tendrá que usar los pines 2, 3 y 4 como terminales LO (consulte la prueba HPAC más adelante).
Esquema
SMPS - Fijación AT
Como el transformador tiene pines de montaje de PCB estándar, es adecuado para su fijación con 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 del pin y cualquier cableado del accesorio se pueden compensar automáticamente a partir de cualquier resultado.
La imagen muestra la pieza instalada en un accesorio Kevin personalizado de 12 pines.
El dispositivo también tiene dos conectores de 4 mm para conectar la fuente de polarización de CC Voltech DC1000. Estos se conectan en el dispositivo a los pines 2 y 4 del conector y luego se utilizan en el programa para la prueba 10 para medir LSBX.
Accesorio SMPS - AT, con conectores de 4 mm adicionales para conexión DC100 para la prueba LSBX de polarización de CC en el paso 10
Programa de pruebas SMPS-AT
El programa primero verifica la resistencia de bobina individual de cada devanado para verificar que estén por debajo de un máximo especificado.
A esto le siguen cuatro comprobaciones de 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 correcta colocación del bobinado y la separación del núcleo se confirman mediante una prueba de inductancia de fuga.
Finalmente, el aislamiento se confirma mediante una prueba HPAC a 4,5 kV CA, 50 Hz durante 1 segundo.
# | Prueba | Descripción | Pines y condiciones | Razón |
| 1 | R | Resistencia de CC | Pin 2-4, prueba de 600 mOhms +/- 10% | Para comprobar que la resistencia del bobinado está por debajo de un máximo. También sirve para comprobar que el calibre del cable es correcto y que la terminación es buena. |
| 2 | R | Resistencia de CC | Pin 6-5, prueba de 110 mOhms +/- 10% | Para comprobar que la resistencia del bobinado está por debajo de un máximo. También sirve para comprobar que el calibre del cable es correcto y que la terminación es buena. |
| 3 | R | Resistencia de CC | Pin 8-10, prueba de 570 mOhms +/- 10% | Para comprobar que la resistencia del bobinado está por debajo de un máximo. También sirve para comprobar que el calibre del cable es correcto y que la terminación es buena. |
| 4 | R | Resistencia de CC | Pin 9-11, prueba de 460 mOhms +/- 10% | Para comprobar que la resistencia del bobinado está por debajo de un máximo. También sirve para comprobar que el calibre del cable es correcto y que la terminación es buena. |
| 5 | ES | Relación de vueltas | Energice los pines 4-3, 0,1 V 10 kHz. Compruebe que la relación de vueltas 4-3:3-2 sea 1:1 -/+ 6 % | Para comprobar la relación correcta de devanados de cada lado de la toma central primaria |
| 6 | ES | Relación de vueltas | Energice los pines 4-2, 0,1 V 10 kHz. Compruebe que la relación de vueltas 4-2:9-11 sea 1:1 -/+ 2 % | Para comprobar la relación correcta de devanados de todos los primarios a uno de los secundarios |
| 7 | ES | Relación de vueltas | Energice los pines 4-2, 0,1 V 10 kHz. Compruebe que la relación de vueltas 4-2:8-10 sea 1:1 -/+ 2 % | Para comprobar la relación correcta de devanados de todos los primarios a los demás secundarios |
| 8 | ES | Relación de vueltas | Energice los pines 4-2, 0,1 V 10 kHz. Compruebe que la relación de vueltas 4-2:6-5 sea 6:1 -/+ 2 % | Para comprobar la relación correcta de los devanados de todos los devanados primarios y de retroalimentación. |
| 9 | LS | Inductancia | Energice los pines 4-2, 0,1 V, 10 kHz, mida la inductancia en 461 uH +/- 10 % | Compruebe el material del núcleo y la precisión del ensamblaje. |
| 10 | LSBX | Inductancia con polarización de CC | Energice los pines 4-2, 0,1 V, 10 kHz, aplique 3,15 A CC. Verifique que la inductancia sea >368 uH | Compruebe que el núcleo no se sature con corriente continua. Esto le permite probar en cada parte que la caída de L bajo polarización no es mayor que el 20 % publicado. |
| 11 | LL | Inductancia de fuga | Energice los pines 4-2, 0,1 V, 10 kHz. Compruebe que la inductancia de fuga a todas las demás bobinas sea inferior a 12 uH. | Comprueba que el acoplamiento de las bobinas sea bueno para minimizar las fugas. |
| 12 | HPAC | Alta potencia de CA | 4,5 kV CA, 1 segundo, pines 8, 9, 10, 11 alto, pines 2, 3, 4, 5, 6 bajo. Verifique la corriente <5 mA | Para verificar el aislamiento según la hoja de datos. Tenga en cuenta que el primario se mantiene en LO ya que tiene conectado el DC1000. Consulte el manual del usuario del DC1000 para conocer las mejores prácticas con HI POT utilizando un DC1000 simultáneamente. |
| AT5600 Tiempo de ejecución 4,01 segundos | ||||
| (Tiempo de ejecución del AT3600: 8,51 segundos) |
Notas:
Prueba LSBX de inductancia bajo polarización CC.
En este ejemplo, la hoja de datos especifica la necesidad de verificar la inductancia bajo polarización, ya que se trata de un transformador flyback. Otros tipos, como los convertidores push-pull o de avance, no tendrían necesidad de realizar una prueba para el LSBX, por lo que el programa sería más simple.
Los factores que determinan la respuesta de L bajo corriente continua son la cantidad de vueltas, el material del núcleo y el entrehierro del núcleo elegido. Como estos factores ya se verifican mediante las pruebas LS y TR, algunos clientes pueden optar por verificar solo LSBX en la etapa de diseño (consulte nuestra página DC1000 sobre pruebas de diseño utilizando un DC1000 con cualquier medidor LCR ) o, ocasionalmente, realizar pruebas de muestra utilizando la función de prueba de auditoría AT5600 (consulte nuestra página de prueba de auditoría ).
Sin embargo, algunos usuarios pueden desear conservar la prueba LSBX en el 100% de las piezas, debido al uso del componente (por ejemplo, militar/médico).
Resultados de la prueba AT para SMPS
