电子元件网络变压器主要材料及主要参数

1) 磁芯


磁芯的分类方法有很多种,目前主要是按外观进行分类的编号方法比较多。在使用过程中,必须了解材料的各方面特性,才能准确判断来料是否符合要求。有些材料的外观大小、颜色、电感值都一样,但它却是两种完全不同的材料,如果检验人员的了解程度有限,轻率的判断必将导致惨重的损失。


a. 网络变压器外观:铁芯根据外观分为很多种,有环形(T形)、E形、C形等。见下图:


网络变压器


b. 涂层:磁环的涂层对磁环起着保护的作用。通常情况下,厂商的编号中都会将磁环的涂层表达出来,用英文字母表示,不同的字母表示不同的涂层厚度和不同的耐压。在下面的编号说明上有具体说明。


c. 材质:在外形尺寸相同的情况下,磁环的材质不同,则磁环的电感值也就不同,表征磁环材质的参数有十几个,作为进料检验人员,起码要了解其中的三个参数:


 ui值:中文意思是相对磁导率,没有单位。目前我司所使用的磁环ui值有:850(1000)、4700(5000)、10000等几种,在磁环的外观尺寸完全相同时,ui值越高,磁环的电感值就越高。另外此参数同时还表征了磁环频率特性、温度特性、损耗等。


 AL值:AL值定义为磁环的单圈电感值,这个参数直接用于磁环的级别分选。在磁环的外观尺寸完全相同时,ui值越高,磁环的AL值就越高。  电感值与AL值的关系:


电感值OCL=AL*T2 这里T是指穿线圈数,(注意:当本绕组有中心抽头时,T为所穿圈数乘以2)


 耐电流情况:对于使用在100/1000BASE产品上的磁环,要求能承受8mA的直流电流,也就是说,用于这类产品的磁环,在作进料检验时,需要增加DC8mA的检验。 d. 常用磁环编号举例:


2) 外壳


网络变压器目前我司所使用的外壳主在有:DIP和SMT两类 在使用过程中,必需注意下列参数是否正确:


a. 外观尺寸:根据承认书对外观尺寸进检验,通常用“游标卡尺”进行测量。在供应商提供的尺寸中,往往有很多,基于测试工具的限制,我们无法一一进行测试,通常对主要参数进行测量。对于一些无法测量的参数,用试装的方法进行检验。


b. 外观检查:根据“外观检验标准”中的要求进行检验


c. 耐热试验:


 用于直插PIN产品的外壳:一般将外壳灌满胶,在锡面上3s左右不能有烫伤。


用于SMD产品的外壳需过IR,看是否有变形、开裂等现象。一般要求能承受260度 IR炉。


d. 材质:DIP外壳一般使用电木粉(一般用151J料),SMT一般为DAP料(常用DAP9100系列)。


3) 漆包线


a. 漆包线是在细铜线外面涂上油漆,以保护铜线不受外力的损坏,根据外表油漆的层数来决定漆包线所能承受的耐电压,目前常用的漆包线有1层、2层、3层、4层等4层漆膜厚度。不同的漆膜材料耐热等级也不一样,常用的有三种耐热等级:130℃(B级) (所谓的低温漆包线)、155℃(F级)、180℃(H级)和200℃(N级)(所谓的高温漆包线)。漆包线的检验通常包括以下几个方面: b. 耐热检验 c. 耐电压试验


d. 直流电阻测试:通常选取一定的长度测试其直流电阻。 e. 线径测试:分“裸径测试”和“带漆膜测试”,“裸径测试”时将漆膜用火烧焯后测试。线径测试工具为“千分尺”。 f. 针孔测试:这是检验漆包线的外漆皮是否有小孔,小孔越多,测线材的质量越差,耐电压能力越小。通常这个测试需利用化学试剂来辅助进行。


g. 外观检验:根据“外观检验验标准”进行检验。


4) 化工类材料


 a. 高温黑胶


网络变压器高温黑胶在使用过程中,必须注意下列事项:


检验在规定配比条件下,黑胶的是否在规定的时间和温度下硬化,


同时硬化产生的气泡是否比平常要多,是否容易产生流胶的情况,黑胶硬化后,表面是否光亮,有无油渍。


 耐高温检验:黑胶硬化后,过回流焊,检查硬化后的黑胶是否有裂


开的情况。(主要针对SMD产品)


黑胶调配时,电子称是否准确,电子称的精度是否符合要求;  黑胶调配前,应先将黑胶容器底部的沉淀物用木条绞拌均匀,(通常未开启的整桶黑胶,先将其倒放一天,使其底部沉淀物消散。)然后再进行调配


按量配好的高温黑胶A/B胶,必须充分绞拌均匀,使黑胶与固化剂充分混合,保证黑胶的固化。


b. 低温黑胶


低温黑胶在使用过程中,除注意高温胶所要注意的事项外,必须注意下列事项:


 每次调胶不可太多,如果配制好的黑胶不能及时使用完,很容易硬


化掉;


注意观察黑胶表面有无花纹,同时注意验证黑胶在高温下是否容易


与外壳产生裂开。


c. 助焊剂


助焊剂需要检验的项目很多,包括比重、酸碱度、成分组成、卤素含量等。但由于作这些化验需要的设备极为昂贵,故一般厂家采用实际试作的方法来判断来料是否合格。通常在试作中要注意以下几点:


助焊亣一般分为水溶性助焊剂和免洗助焊剂


可焊性:焊接时是否比较容易焊接,锡点是否光滑、圆润,是否容易产生连焊、假焊。


注意焊接时的烟雾、气味。当烟雾过大或气味很浓时,应引起注意。


氧化:助焊剂的好坏直接影响产品PIN脚的氧化情况,通常有两种情况值得注意:一种氧化情况是在焊接后几分钟内,在产品的PIN脚上形成黄色的覆盖物;另一种情况是产品焊接后,当时焊点很漂亮,但一两天后,产品PIN脚即开始氧化。所以助焊剂的试产,必须让产品流到后段,形成成品,观查一两天后,再作结论。


d. 酒精


 委托试作即可。主要检验其清洗性能,以及挥发后的残留状况。


e. 印字白胶印字白胶作为一种化工原料,其相关参数之检验由于仪器的达不到,而变得非常的困难。检验手段采用试作,试作后,主要检验下面几个方面:


 是否在规定的温度及规定的时间内硬化  印字是否发黄 印字是否脱落 f. UV胶


紫外线硬化型印字油墨,具有快速硬化及良好的印刷性,干燥后其耐热性及电气特性特佳。


5) 包材类


a. 包装管


一般使用PVC料。为了符合无卤要求,现改用PS料。 b. 纸箱


一般国内使用B三B材质,出口使用K二K材质。 对包材要注意以下几个问题: 尺寸


强度,考虑到在运输过程中的振动及碰撞,所以要求包材要具有一定的强度,以保证产品质量。


内部配合尺寸:原则上要求包装管内的产品无论如何振动,产品的PIN脚都不要与包装管的外壁发生碰撞,避免将PIN脚弄变形。 C、卷带材质为PS料。卷带一般由三部分组成,承载带、胶盘和上封带。产品不同,承载带的形状就会发生变化,但胶盘和上封带是固定的并且有一定的关系,胶盘一般使用13’轮盘,主要是通过宽度不同来与上封带匹配。


13‘’(英寸)胶盘(宽度24mm)对应 上封带 宽度 21.3mm 13‘’(英寸)胶盘(宽度32mm) 对应上封带 宽度 25.5mm 13‘’(英寸)胶盘(宽度44mm) 对应上封带 宽度 37.5mm


6)PIN针


1、材质:铜包钢


2、PIN镀雾锡,不能有表面发黑、氧化现象 3、不能有露铜、刮伤等现象 4、不能有缺损、弯曲 使用中需要注意以下几点:


尺寸:大小长宽厚及各相关配合尺寸


光滑度:PIN针不光滑,则产品PIN针成品镀锡后会产生“锡瘤”; 可焊性:是否容易上锡;


抗氧化:PIN放置在容气中多长时间会产生氧化,一旦氧化后,PIN就


无法镀上锡,作业难度就大大增加了。


7)锡材


常用的有锡铜、锡银铜和锡锑铜三种。 其中锡铜分0.7Cu和4.0Cu两种。 锡银铜分0.3Ag和3.0Ag两种


网络变压器的参数说明


变压器、电感器、线圈等磁性元件各项测量参数说明


1.圈数比TR:初次级绕线的比例,检测变压器绕线匝数比及耦合系数。2.相位PH:绕线方向。检测变压器主次级的绕线方向。


3.电感量Lx:电压与电流时间变化率的比例系数(e=L)。检测铁芯的导磁 系数µ、机械尺寸、完整性以及绝对绕线圈数。4.电感量Lx重叠DC Bais:检测铁芯的磁饱和特性。


5.漏电感LK:漏磁束切割形成的等效电感量。检测铁芯的导磁系数µ以及绕线 形成的耦合系数。


6.品质因素Q:电感的感抗(2πfL)与电阻(ACR)之比。


7.线圈间分布电容量Cp:线圈间杂散静电容。检测线圈间的距离、绝缘材料及隔离设计。8.直流电阻DCR:铜线电阻。检测PIN焊点、铜线材料、设计线长、断短路等。9.交流电阻ACR:铜线电阻加上磁滞损失及涡流损失造成的等效电阻。除了检 测铜线外,还检测铁芯材料的磁化及绝缘。10.阻抗Zx:变压器的交流绝对阻抗。


11.平衡BL:变压器绕组中某两组之间的平衡测试。检测电感平衡、漏感平衡、电阻平衡。12.出脚短路PS:不导通出脚之间的短路。检测线圈间的漆包或焊锡造成的短路。变压器测量常见问题处理


1. 变压器电感测量值与验收厂商之测量值相差较大,造成退货。


当生产商使用仪器与验收厂商所使用仪器系统不同时,若产品本身呈非线性特性或设定测试范围超出线性范围


(生产或验收厂商),有可能因测试电流(磁场强度)大小不同而得到不同的测量结果。处理方法为供求双方应使用相同测试电流模式。 2. 电感、直流电阻(DCR)或圈数比测量误差。


一般测量误差均来自接触不良或测试频率超过线圈之谐振频率。造成这种接触不良大概有以下几种情形:


① 变压器出脚变形、弯曲。处理方法为加强整脚作业或调整治具推力。


② 变压器出脚上附着绝缘漆。处理方法为测试前先进行去除油漆作业,保证出脚洁净。 ③ 治具气压不足,推柄松动或调整不妥。处理方法为定期检查气压,合理调整推柄距离。 ④ 治具弹片(探针)变形或沾附杂质污垢。处理方法为定期清理弹片(探针)表面或更换治具。


3. 变压器初级、次级圈数相差较大时相位误判。


初次级圈数差距较大时,因次级的感应电压较低,有效位数较少易造成误判。处理方法为适当提高测试电压。


若有其他某组线圈较接近该次级圈数,可以将它作为多组初级设定(3259独立分组测试功能),以较近组数测量。


4. 多线并绕变压器圈数不一致如何检测?


在圈数匝比之外,加测初级之Q值。测初级之Q值时会因次级的高低圈数之电力消耗而得到比一般正常品低的Q值。


主要参数


1. 开路电感(OCL):Open Circuit Inductance,


2. 漏电感:Leakage Inductance,与变压器耦合系数有关,(取决于绕线技术和磁芯)


3. 互绕电容:Interwinding Capacitance,C12是也。小的话对于变压器信号没有影响,过大则为共模电流提供低阻抗路径,由此会产生不利效果


4. 直流阻抗:DC Resistance中RL1、RL2


5. 变压器变压比:Turn RaTIo,初级和次级线圈匝数比


6. 插入损耗dB:InserTIon Loss=20Xlog(V1/V2),其中V1为插入变压器后输出端的电平,V2是未插变压器时输出端电平。此参量用以衡量插入变压器后对传输信号的影响,越小越好。一般指网络变压器对信号衰减程度与信号频率之间的关系曲线


7. 回波损耗dB:Return Loss,衡量插入网络变压器后系统阻抗失配程度与信号频率之间的关系曲线Return Loss=20Xlog(Vr/Vi),其中Vr为反射信号幅度,Vi为入射信号幅度


8. 交越干扰dB:Cross Talk,两个单元电路中的一个单元电路中的信号V1与感应到另一个单元电路中的信号V2之比值Cross Talk =20Xlog(V2/V1)


9. 共模抑制比dB:CMRR=20Xlog(Vout/Vin),网络变压器输入端的共模干扰信号幅度Vin与输出端的共模干扰信号幅度Vout之比值


10. 隔离电平:IsolaTIon HOT-POT,电气隔离电平


关于中间抽头的接法问题(有的接地、有的接电源,电平值也有可能不一样),网上有以下一段Q&A: Q:在以太网设备中,通过PHY接RJ45时,中间都会加一个网络变压器。有的变压器中心抽头接电源,有的又接电容到地。而且接电源时,电源值又可以不一样,3.3V,2.5V,1.8V都有。


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