網(wǎng)絡變壓器基礎材料知識
1) 磁芯
磁芯的分類方法有很多種,目前主要是按外觀進行分類的編號方法比較多。在使用過程中,必須了解材料的各方面特性,才能準確判斷來料是否符合要求。有些材料的外觀大小、顏色、電感值都一樣,但它卻是兩種完全不同的材料,如果檢驗人員的了解程度有限,輕率的判斷必將導致慘重的損失。
a. 外觀:鐵芯根據(jù)外觀分為很多種,有環(huán)形(T形)、E形、C形等。見下圖:
b. 涂層:磁環(huán)的涂層對磁環(huán)起著保護的作用。通常情況下,廠商的編號中都會將磁環(huán)的涂層表達出來,用英文字母表示,不同的字母表示不同的涂層厚度和不同的耐壓。在下面的編號說明上有具體說明。
c. 材質(zhì):在外形尺寸相同的情況下,磁環(huán)的材質(zhì)不同,則磁環(huán)的電感值也就不同,表征磁環(huán)材質(zhì)的參數(shù)有十幾個,作為進料檢驗人員,起碼要了解其中的三個參數(shù):
?ui值:中文意思是相對磁導率,沒有單位。目前我司所使用的磁環(huán)ui值有:850(1000)、4700(5000)、10000等幾種,在磁環(huán)的外觀尺寸完全相同時,ui值越高,磁環(huán)的電感值就越高。另外此參數(shù)同時還表征了磁環(huán)頻率特性、溫度特性、損耗等。
?AL值:AL值定義為磁環(huán)的單圈電感值,這個參數(shù)直接用于磁環(huán)的級別分選。在磁環(huán)的外觀尺寸完全相同時,ui值越高,磁環(huán)的AL值就越高。 ? 電感值與AL值的關系:
電感值OCL=AL*T2 這里T是指穿線圈數(shù),(注意:當本繞組有中心抽頭時,T為所穿圈數(shù)乘以2)
?耐電流情況:對于使用在100/1000BASE產(chǎn)品上的磁環(huán),要求能承受8mA的直流電流,也就是說,用于這類產(chǎn)品的磁環(huán),在作進料檢驗時,需要增加DC8mA的檢驗。 d. 常用磁環(huán)編號舉例:
2) 外殼
目前我司所使用的外殼主在有:DIP和SMT兩類 在使用過程中,必需注意下列參數(shù)是否正確:
a. 外觀尺寸:根據(jù)承認書對外觀尺寸進檢驗,通常用“游標卡尺”進行測量。在供應商提供的尺寸中,往往有很多,基于測試工具的限制,我們無法一一進行測試,通常對主要參數(shù)進行測量。對于一些無法測量的參數(shù),用試裝的方法進行檢驗。
? ? ? ? b. 外觀檢查:根據(jù)“外觀檢驗標準”中的要求進行檢驗
? ? ? ? c. 耐熱試驗:
?用于直插PIN產(chǎn)品的外殼:一般將外殼灌滿膠,在錫面上3s左右不能有燙傷。
用于SMD產(chǎn)品的外殼需過IR,看是否有變形、開裂等現(xiàn)象。一般要求能承受260度 IR爐。
d. 材質(zhì):DIP外殼一般使用電木粉(一般用151J料),SMT一般為DAP料(常用DAP9100系列)。
3) 漆包線
a. 漆包線是在細銅線外面涂上油漆,以保護銅線不受外力的損壞,根據(jù)外表油漆的層數(shù)來決定漆包線所能承受的耐電壓,目前常用的漆包線有1層、2層、3層、4層等4層漆膜厚度。不同的漆膜材料耐熱等級也不一樣,常用的有三種耐熱等級:130℃(B級) (所謂的低溫漆包線)、155℃(F級)、180℃(H級)和200℃(N級)(所謂的高溫漆包線)。漆包線的檢驗通常包括以下幾個方面: b. 耐熱檢驗 c. 耐電壓試驗
d. 直流電阻測試:通常選取一定的長度測試其直流電阻。 e. 線徑測試:分“裸徑測試”和“帶漆膜測試”,“裸徑測試”時將漆膜用火燒焯后測試。線徑測試工具為“千分尺”。 f. 針孔測試:這是檢驗漆包線的外漆皮是否有小孔,小孔越多,測線材的質(zhì)量越差,耐電壓能力越小。通常這個測試需利用化學試劑來輔助進行。
g. 外觀檢驗:根據(jù)“外觀檢驗驗標準”進行檢驗。
4) 化工類材料
?a. 高溫黑膠
高溫黑膠在使用過程中,必須注意下列事項:
檢驗在規(guī)定配比條件下,黑膠的是否在規(guī)定的時間和溫度下硬化,
同時硬化產(chǎn)生的氣泡是否比平常要多,是否容易產(chǎn)生流膠的情況,黑膠硬化后,表面是否光亮,有無油漬。
?耐高溫檢驗:黑膠硬化后,過回流焊,檢查硬化后的黑膠是否有裂
開的情況。(主要針對SMD產(chǎn)品)
黑膠調(diào)配時,電子稱是否準確,電子稱的精度是否符合要求; ? 黑膠調(diào)配前,應先將黑膠容器底部的沉淀物用木條絞拌均勻,(通常未開啟的整桶黑膠,先將其倒放一天,使其底部沉淀物消散。)然后再進行調(diào)配
按量配好的高溫黑膠A/B膠,必須充分絞拌均勻,使黑膠與固化劑充分混合,保證黑膠的固化。
b. 低溫黑膠
低溫黑膠在使用過程中,除注意高溫膠所要注意的事項外,必須注意下列事項:
?每次調(diào)膠不可太多,如果配制好的黑膠不能及時使用完,很容易硬
化掉;
注意觀察黑膠表面有無花紋,同時注意驗證黑膠在高溫下是否容易
與外殼產(chǎn)生裂開。
c. 助焊劑
助焊劑需要檢驗的項目很多,包括比重、酸堿度、成分組成、鹵素含量等。但由于作這些化驗需要的設備極為昂貴,故一般廠家采用實際試作的方法來判斷來料是否合格。通常在試作中要注意以下幾點:
助焊亣一般分為水溶性助焊劑和免洗助焊劑
可焊性:焊接時是否比較容易焊接,錫點是否光滑、圓潤,是否容易產(chǎn)生連焊、假焊。
注意焊接時的煙霧、氣味。當煙霧過大或氣味很濃時,應引起注意。
氧化:助焊劑的好壞直接影響產(chǎn)品PIN腳的氧化情況,通常有兩種情況值得注意:一種氧化情況是在焊接后幾分鐘內(nèi),在產(chǎn)品的PIN腳上形成黃色的覆蓋物;另一種情況是產(chǎn)品焊接后,當時焊點很漂亮,但一兩天后,產(chǎn)品PIN腳即開始氧化。所以助焊劑的試產(chǎn),必須讓產(chǎn)品流到后段,形成成品,觀查一兩天后,再作結(jié)論。
d. 酒精
?委托試作即可。主要檢驗其清洗性能,以及揮發(fā)后的殘留狀況。
e. 印字白膠印字白膠作為一種化工原料,其相關參數(shù)之檢驗由于儀器的達不到,而變得非常的困難。檢驗手段采用試作,試作后,主要檢驗下面幾個方面:
?是否在規(guī)定的溫度及規(guī)定的時間內(nèi)硬化 ? 印字是否發(fā)黃 印字是否脫落 f. UV膠
紫外線硬化型印字油墨,具有快速硬化及良好的印刷性,干燥后其耐熱性及電氣特性特佳。
5) 包材類
a. 包裝管
一般使用PVC料。為了符合無鹵要求,現(xiàn)改用PS料。 b. 紙箱
一般國內(nèi)使用B三B材質(zhì),出口使用K二K材質(zhì)。 對包材要注意以下幾個問題: 尺寸
強度,考慮到在運輸過程中的振動及碰撞,所以要求包材要具有一定的強度,以保證產(chǎn)品質(zhì)量。
內(nèi)部配合尺寸:原則上要求包裝管內(nèi)的產(chǎn)品無論如何振動,產(chǎn)品的PIN腳都不要與包裝管的外壁發(fā)生碰撞,避免將PIN腳弄變形。 C、卷帶材質(zhì)為PS料。卷帶一般由三部分組成,承載帶、膠盤和上封帶。產(chǎn)品不同,承載帶的形狀就會發(fā)生變化,但膠盤和上封帶是固定的并且有一定的關系,膠盤一般使用13’輪盤,主要是通過寬度不同來與上封帶匹配。
13‘’(英寸)膠盤(寬度24mm)對應 上封帶 寬度 21.3mm 13‘’(英寸)膠盤(寬度32mm) 對應上封帶 寬度 25.5mm 13‘’(英寸)膠盤(寬度44mm) 對應上封帶 寬度 37.5mm
6)PIN針
1、材質(zhì):銅包鋼
2、PIN鍍霧錫,不能有表面發(fā)黑、氧化現(xiàn)象 3、不能有露銅、刮傷等現(xiàn)象 4、不能有缺損、彎曲 使用中需要注意以下幾點:
尺寸:大小長寬厚及各相關配合尺寸
光滑度:PIN針不光滑,則產(chǎn)品PIN針成品鍍錫后會產(chǎn)生“錫瘤”; 可焊性:是否容易上錫;
抗氧化:PIN放置在容氣中多長時間會產(chǎn)生氧化,一旦氧化后,PIN就
無法鍍上錫,作業(yè)難度就大大增加了。
7)錫材
常用的有錫銅、錫銀銅和錫銻銅三種。 其中錫銅分0.7Cu和4.0Cu兩種。 錫銀銅分0.3Ag和3.0Ag兩種
網(wǎng)絡變壓器的參數(shù)說明
變壓器、電感器、線圈等磁性元件各項測量參數(shù)說明
1.圈數(shù)比TR:初次級繞線的比例,檢測變壓器繞線匝數(shù)比及耦合系數(shù)。2.相位PH:繞線方向。檢測變壓器主次級的繞線方向。
3.電感量Lx:電壓與電流時間變化率的比例系數(shù)(e=L)。檢測鐵芯的導磁 系數(shù)μ、機械尺寸、完整性以及絕對繞線圈數(shù)。4.電感量Lx重疊DC Bais:檢測鐵芯的磁飽和特性。
5.漏電感LK:漏磁束切割形成的等效電感量。檢測鐵芯的導磁系數(shù)μ以及繞線 形成的耦合系數(shù)。
6.品質(zhì)因素Q:電感的感抗(2πfL)與電阻(ACR)之比。
7.線圈間分布電容量Cp:線圈間雜散靜電容。檢測線圈間的距離、絕緣材料及隔離設計。8.直流電阻DCR:銅線電阻。檢測PIN焊點、銅線材料、設計線長、斷短路等。9.交流電阻ACR:銅線電阻加上磁滯損失及渦流損失造成的等效電阻。除了檢 測銅線外,還檢測鐵芯材料的磁化及絕緣。10.阻抗Zx:變壓器的交流絕對阻抗。
11.平衡BL:變壓器繞組中某兩組之間的平衡測試。檢測電感平衡、漏感平衡、電阻平衡。12.出腳短路PS:不導通出腳之間的短路。檢測線圈間的漆包或焊錫造成的短路。變壓器測量常見問題處理
1. 變壓器電感測量值與驗收廠商之測量值相差較大,造成退貨。
當生產(chǎn)商使用儀器與驗收廠商所使用儀器系統(tǒng)不同時,若產(chǎn)品本身呈非線性特性或設定測試范圍超出線性范圍
(生產(chǎn)或驗收廠商),有可能因測試電流(磁場強度)大小不同而得到不同的測量結(jié)果。處理方法為供求雙方應使用相同測試電流模式。 2. 電感、直流電阻(DCR)或圈數(shù)比測量誤差。
一般測量誤差均來自接觸不良或測試頻率超過線圈之諧振頻率。造成這種接觸不良大概有以下幾種情形:
① 變壓器出腳變形、彎曲。處理方法為加強整腳作業(yè)或調(diào)整治具推力。
② 變壓器出腳上附著絕緣漆。處理方法為測試前先進行去除油漆作業(yè),保證出腳潔凈。 ③ 治具氣壓不足,推柄松動或調(diào)整不妥。處理方法為定期檢查氣壓,合理調(diào)整推柄距離。 ④ 治具彈片(探針)變形或沾附雜質(zhì)污垢。處理方法為定期清理彈片(探針)表面或更換治具。
3. 變壓器初級、次級圈數(shù)相差較大時相位誤判。
初次級圈數(shù)差距較大時,因次級的感應電壓較低,有效位數(shù)較少易造成誤判。處理方法為適當提高測試電壓。
若有其他某組線圈較接近該次級圈數(shù),可以將它作為多組初級設定(3259獨立分組測試功能),以較近組數(shù)測量。
4. 多線并繞變壓器圈數(shù)不一致如何檢測?
在圈數(shù)匝比之外,加測初級之Q值。測初級之Q值時會因次級的高低圈數(shù)之電力消耗而得到比一般正常品低的Q值。
主要參數(shù)
1. 開路電感(OCL):Open Circuit Inductance,
2. 漏電感:Leakage Inductance,與變壓器耦合系數(shù)有關,(取決于繞線技術和磁芯)
3. 互繞電容:Interwinding Capacitance,C12是也。小的話對于變壓器信號沒有影響,過大則為共模電流提供低阻抗路徑,由此會產(chǎn)生不利效果
4. 直流阻抗:DC Resistance中RL1、RL2
5. 變壓器變壓比:Turn Ratio,初級和次級線圈匝數(shù)比
6. 插入損耗dB:Insertion Loss=20Xlog(V1/V2),其中V1為插入變壓器后輸出端的電平,V2是未插變壓器時輸出端電平。此參量用以衡量插入變壓器后對傳輸信號的影響,越小越好。一般指網(wǎng)絡變壓器對信號衰減程度與信號頻率之間的關系曲線
7. 回波損耗dB:Return Loss,衡量插入網(wǎng)絡變壓器后系統(tǒng)阻抗失配程度與信號頻率之間的關系曲線Return Loss=20Xlog(Vr/Vi),其中Vr為反射信號幅度,Vi為入射信號幅度
8. 交越干擾dB:Cross Talk,兩個單元電路中的一個單元電路中的信號V1與感應到另一個單元電路中的信號V2之比值Cross Talk =20Xlog(V2/V1)
9. 共模抑制比dB:CMRR=20Xlog(Vout/Vin),網(wǎng)絡變壓器輸入端的共模干擾信號幅度Vin與輸出端的共模干擾信號幅度Vout之比值
10. 隔離電平:Isolation HOT-POT,電氣隔離電平
關于中間抽頭的接法問題(有的接地、有的接電源,電平值也有可能不一樣),網(wǎng)上有以下一段Q&A: Q:在以太網(wǎng)設備中,通過PHY接RJ45時,中間都會加一個網(wǎng)絡變壓器。有的變壓器中心抽頭接電源,有的又接電容到地。而且接電源時,電源值又可以不一樣,3.3V,2.5V,1.8V都有。