Transformateur SMPS Würth
Transformateurs d'alimentation à découpage (SMPS)
Exemple concret de tests appropriés
Présentation des transformateurs SMPS
L'émergence des alimentations à découpage et la recherche d'une conversion de puissance plus petite et moins chère signifient que les transformateurs qui sont au cœur de tout SMPS sont de plus en plus demandés pour être bon marché et rapides à produire et tester tout en restant sûrs et fiables.
Les semi-conducteurs de puissance utilisés pour commuter l'alimentation dans le transformateur et les circuits intégrés pour contrôler la fréquence de commutation ont tous deux baissé de prix et augmenté en termes de fiabilité et de performances au cours des 20 dernières années. Cela laisse toujours le transformateur fournir deux fonctions de base et historiquement contradictoires.
Premièrement, en tant que barrière d'isolement entre l'alimentation et l'utilisateur, il doit être prouvé qu'il isole l'alimentation en cas de grandes différences de potentiel.
Deuxièmement, il doit également avoir un couplage étroit des enroulements (c'est-à-dire une faible inductance de fuite) pour maintenir les pertes au minimum et donc maintenir un rendement élevé.
Wurth Electronics fabrique une variété de bons exemples de transformateurs SMPS, pour une gamme de différents types de SMPS.
Nous examinerons ici le 750811290, un transformateur conçu pour les configurations SMPS flyback.
Schéma des fabricants
SMPS Tests suggérés
SMPS - Schéma de l'éditeur AT
La pièce est représentée à l'aide du schéma AT Editor à gauche.
Le primaire à prise centrale est automatiquement reconnu et dessiné lorsqu'un enroulement est ajouté au schéma avec un numéro de broche déjà défini (dans ce cas, la broche 3).
Comme nous souhaitons des performances de base sous une polarisation CC de 3,15 ampères, le luminaire connecte également un DC1000 aux broches 4 et 2. Cela signifie que tous les tests HI POT que nous déployons devront utiliser les broches 2, 3, 4 comme bornes LO (voir HPAC tester plus tard)
Schéma
SMPS - AT Fixation
Comme le transformateur est doté de broches de montage PCB standard, il est adapté au montage à l'aide de broches Kelvin. Ceux-ci s'agrippent horizontalement à chaque broche, de sorte qu'une pince n'est pas nécessaire pour maintenir le transformateur en place.
Les broches Kelvin permettent un montage rapide de l'UUT, tout en nous offrant une précision optimale nécessaire pour les mesures, car l'effet de la résistance de contact des broches et de tout câblage de luminaire peut être automatiquement compensé à partir de tous les résultats.
L'image montre la pièce montée sur un luminaire Kevin personnalisé à 12 broches.
Le luminaire dispose également de 2 prises de 4 mm pour connecter la source de polarisation CC Voltech DC1000. Ceux-ci sont câblés dans le luminaire aux broches 2 et 4 de la prise, et sont ensuite utilisés dans le programme du test 10 pour mesurer le LSBX.
SMPS - AT Fixation, avec prises supplémentaires de 4 mm pour connexion DC100 pour le test de polarisation CC LSBX à l'étape 10
SMPS - Programme de test AT
Le programme vérifie d'abord la résistance de bobine individuelle de chaque enroulement pour vérifier qu'elle est inférieure à un maximum spécifié.
Ceci est suivi de quatre vérifications du rapport de tours pour confirmer le nombre correct de tours, la mise en phase et le fonctionnement général du transformateur à 10 KHz.
L'inductance du primaire est ensuite vérifiée à 10Kz, suivie du même test mais avec 3,15A appliqués (à l'aide d'un Voltech DC1000) pour confirmer que le noyau ne sature pas.
L'espacement correct des noyaux et le placement des enroulements sont confirmés à l'aide d'un test d'inductance de fuite.
Enfin, l'isolement est confirmé à l'aide d'un test HPAC à 4,5 kV AC, 50 Hz pendant 1 seconde.
# | Test | Description | Épingles et conditions | Raison |
| 1 | R. | Résistance CC | Broche 2-4, test pour 600 mOhms +/- 10 % | Pour vérifier que la résistance de l'enroulement est inférieure à un maximum. Agit également pour vérifier le calibre correct du fil et la bonne terminaison. |
| 2 | R. | Résistance CC | Broche 6-5, test pour 110 mOhms +/- 10 % | Pour vérifier que la résistance de l'enroulement est inférieure à un maximum. Agit également pour vérifier le calibre correct du fil et la bonne terminaison. |
| 3 | R. | Résistance CC | Broche 8-10, test pour 570 mOhms +/- 10 % | Pour vérifier que la résistance de l'enroulement est inférieure à un maximum. Agit également pour vérifier le calibre correct du fil et la bonne terminaison. |
| 4 | R. | Résistance CC | Broche 9-11, test pour 460 mOhms +/- 10 % | Pour vérifier que la résistance de l'enroulement est inférieure à un maximum. Agit également pour vérifier le calibre correct du fil et la bonne terminaison. |
| 5 | TR | Rapport de tours | Alimentez les broches 4-3,0,1 V 10 kHz. Vérifiez que le rapport de rotation 4-3:3-2 est de 1:1 -/+ 6 % | Pour vérifier le rapport correct des enroulements de chaque côté de la prise centrale primaire |
| 6 | TR | Rapport de tours | Alimentez les broches 4-2,0,1 V 10 kHz. Vérifiez que le rapport de rotation 4-2:9-11 est de 1:1 -/+ 2 % | Pour vérifier le rapport correct des enroulements de tous les primaires à l'un des secondaires |
| 7 | TR | Rapport de tours | Alimentez les broches 4-2,0,1 V 10 kHz. Vérifiez que le rapport de rotation 4-2:8-10 est de 1:1 -/+ 2 % | Pour vérifier le rapport correct des enroulements de tout le primaire à l'autre secondaire |
| 8 | TR | Rapport de tours | Alimentez les broches 4-2,0,1 V 10 kHz. Vérifiez que le rapport de rotation 4-2:6-5 est de 6:1 -/+ 2 % | Pour vérifier le rapport correct des enroulements de tous les enroulements primaires à l'enroulement de rétroaction |
| 9 | LS | Inductance | Alimentez les broches 4-2, 0,1 V, 10 kHz, mesurez l'inductance à 461 uH +/- 10 % | Vérifier le matériau du noyau et la précision de l'assemblage |
| dix | LSBX | Inductance avec polarisation CC | Alimentez les broches 4-2, 0,1 V, 10 kHz, appliquez 3,15 A CC. Vérifiez que l'inductance est> 368 uH | Vérifiez que le noyau ne sature pas sous DC. Cela vous permet donc de prouver sur chaque partie que la chute de L sous biais n'est pas supérieure aux 20 % publiés. |
| 11 | LL | Inductance de fuite | Alimentez les broches 4-2, 0,1 V, 10 kHz. Vérifiez que l'inductance de fuite de toutes les autres bobines est inférieure à 12 uH. | Vérifie que le couplage des bobines est bon pour minimiser les fuites |
| 12 | ACVL | AC Hi-Pot | 4,5 kV AC, 1 seconde, broches 8,9,10,11 Hi, broches 2,3,4,5,6 Lo. Vérifier le courant <5 mA | Pour vérifier l'isolement selon la fiche technique. Notez que le primaire est conservé LO car le DC1000 est connecté. Consultez le manuel d'utilisation du DC1000 pour connaître les meilleures pratiques avec HI POT utilisant simultanément un DC1000. |
| AT5600 Temps d'exécution 4,01 s | ||||
| (Durée d'exécution de l'AT3600 8,51 secondes) |
Remarques:
LSBX teste l'inductance sous DC BIAS.
Dans cet exemple, la fiche technique spécifie la nécessité de vérifier l'inductance sous polarisation car il s'agit d'un transformateur flyback. D'autres types tels que les convertisseurs push-pull ou forward n'auraient pas besoin de test pour LSBX, le programme serait donc plus simple.
Les facteurs régissant la réponse L sous courant continu sont le nombre de spires, le matériau du noyau et l'entrefer du noyau choisi. Comme ces facteurs sont déjà vérifiés par les tests LS et TR, certains clients peuvent choisir de vérifier LSBX uniquement au stade de la conception (voir notre page DC1000 sur les tests de conception à l'aide d'un DC1000 avec n'importe quel compteur LCR ), ou occasionnellement des tests sur échantillons à l'aide de l'audit AT5600. Fonction de test. (voir notre page Test d'Audit ).
Cependant, certains utilisateurs peuvent souhaiter conserver le test LSBX sur 100 % des pièces, en raison de l'utilisation des composants (par exemple militaire/médical).
Résultats des tests AT pour SMPS
