CN112068038A - 寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种结构简单、能快速获得变压器传导参数是否超标的寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置，其由示波器、采集变压器初级分布电容耦合至次级的电压波形的采压模块和待测的开关电源构成。其通过绕线电阻上面的波形可以快速的知道变压器屏蔽层的圈数是应该增加还是减少，继而预估传导测试是否能够通过，其可大大节约了传导的测试时间和费用；当传导测试通不过时可以用此方法快速的排除变压器是否有优化空间。通过修改屏蔽层圈数，改善屏蔽补偿，从而改善传导余量，当变压器初、次级通过屏蔽补偿平衡后就会使变压器产生的干扰抑制到最小，从而改善传导测试余量。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测变压器传导测试参数的装置，特别涉及一种寻找变压器最佳屏蔽圈数的检测装置。
背景技术
因开关电源的功率密度越来越高，出于成本及空间的考量，反激式开关电源的EMI抑制器件也越来越少，其原因是通过减少EMI抑制器件可以节约成本和提高功率密度，从而使开关电源制作的更小巧。为了满足EMI要求，反激式变压器的设计变得尤为重要。
为了避免开关电源工作时对其它部件产生较强的干扰信号，会对确定了初、次线圈匝比和绕线结构的变压器进行传导测试，在许多情况下，被测产品会出现传导超标问题(传导测试是测试开关电源在工作时通过火线、零线对电网产生的干扰强度，为了使干扰信号在可接受范围内，必须通过调整变压器及EMI抑制器件将干扰信号控制在可接受的范围内)。
当出现传导超标问题时，本领域的技术人员会通过修改屏蔽层的绕制圈数(屏蔽层线圈设置在初级绕组与次级绕组之间，用于降低初级绕组的分布电容对次级绕组产生的干扰)，改善屏蔽补偿，以此改善传导余量。其原理是：变压器屏蔽绕组除了有屏蔽电场和磁场的作用外还起到了电位补偿的作用，不同的屏蔽圈数补偿的电压不同，当变压器初次级通过屏蔽补偿平衡后，就会将变压器产生的干扰抑制到最小，从而改善传导测试余量。
为了减少传导测试的次数，以降低测试产生的费用，技术人员在修改屏蔽层的圈数时，应准确知晓是通过增加圈数还是减少圈数获得最佳屏蔽层圈数，由此达到最佳屏蔽效果。而现有技术中，技术人员是通过做多次实验的方式进行推理性判断来修改相关参数的，其存在的不足是：
1)效率太低。
2)在有限次数的测试情况下，修改不到位。
3)频繁测试导致测试费用(包括场地和测试仪器的使用费)增高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、能快速获得变压器传导参数是否超标的寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明的寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置，其特征在于：其由示波器、采集变压器初级分布电容耦合至次级的电压波形的采压模块和待测的开关电源构成，其中，
采压模块，由绕线电阻与Y电容串联构成；
示滤器的负极探头，接于所述开关电源中变压器初级线圈的异名端与绕线电阻的共接端；
示波器的正极探头，接于绕线电阻与Y电容一端的相接端；
Y电容的另一端，接于所述变压器次级线圈的异名端；
在所述开关电源的输出端连接有负载电阻；
所述开关电源的电源输入端接于外供市电。
所述负载电阻为水泥电阻，所述Y电容为固定电容器或可调电容器。
所述负载电阻的阻值为所述反激式变压器的额定输出电压与额定输出电流的比值。
所述绕线电阻的阻值在10KΩ-47KΩ；所述Y电容的容值在470PF-2200PF。
所述绕线电阻的阻值为22KΩ；所述Y电容的容值为1000PF。
本发明的有益效果为通过绕线电阻上面的波形可以快速的知道变压器屏蔽的圈数是应该增加还是减少；通过绕线电阻上面的波形可以预估传导测试是否能够测试通过，当绕线电阻上面的波形太高时就不用去测试传导，不论绕线电阻上面的电压是开口向上的太高，还是开口向下的太高都说明初、次级间的电位压差非常大，这时开关电源在开和关的过程中就会产生非常高的干扰信号，其中有很大一部分都会耦合到电网中，而这种产品在测试传导时的通过率就非常的低，所以测试意义不大，这样大大节约了传导的测试时间和费用；当传导测试通不过时可以用此方法快速的排除变压器是否有优化空间。本发明通过修改屏蔽层圈数，改善屏蔽补偿，从而改善传导余量，当变压器初、次级通过屏蔽补偿平衡后就会使变压器产生的干扰抑制到最小，从而改善传导测试余量。
附图说明
图1为本发明的检测装置的电路框图。
图2为绕线电阻两端测试的电压波形为波形开口向下的波形图。
图3为绕线电阻两端测试的电压波形为波形开口向上的波形图。
图4为屏蔽层圈数过多时对应的绕线电阻两端测试的电压波形图。
图5为屏蔽层圈数处于较佳状态时对应的绕线电阻两端测试的电压波形图。
图6为屏蔽层圈数过少时对应的绕线电阻两端测试的电压波形图。
具体实施方式
本发明的检测装置可快速获知传导及共模噪声不达标或余量不够充足的反激式开关电源是否因其中变压器的屏蔽层圈数设计不合理而造成。
1、检测装置的组成及连接方法
如图1所示，本发明的寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置，由示波器和采压模块组成，其用于检测已确定了初、次级线圈匝比和绕线结构的反激式变压器中用于屏蔽初级分布电容对次级产生干扰的屏蔽层线圈对应的最佳圈数。
所述采压模块，由绕线电阻与Y电容串联构成。检测时，该检测装置与待检测的开关电源的连接方式如下：
绕线电阻，跨接在示波器的正极探头与负极探头之间，启动该开关电源后，示波器检测绕线电阻上产生的电压波形。
同时，示滤器的负极探头，还与所述开关电源中反激式变压器初级线圈的异名端相连接；示波器的正极探头还与Y电容的一端相接。
Y电容的另一端，接于所述变压器次级线圈的异名端；在该开关电源的输出端连接有负载电阻；开关电源的电源输入端接于外供市电。
所述负载电阻选用水泥电阻，Y电容选用固定电容器或可调电容器。所述负载电阻的阻值为所述反激式变压器的额定输出电压与额定输出电流的比值。
绕线电阻的阻值在10KΩ-47KΩ；所述Y电容的容值在470PF-2200PF。优选的，绕线电阻的阻值为22KΩ，Y电容的容值为1000PF。
本发明的检测装置通过示波器测量绕线电阻上面的电压波形，可以准确获知所述屏蔽层线圈的圈数是应该增加还是减少，当电压波形接近一条水平线时对应的屏蔽层圈数为最佳圈数，也是传导余量最大的设计。
2、本发明的目的及工作原理
当变压器的屏蔽层圈数设计不合理，反复进行传导测试，会产生高额的测试费用，反之，变压器的屏蔽圈数设计非常合理，传导测试就非常容易通过，从而降低了测试费用。
通常，一旦某规格的变压器的传导测试合格后，就不会继续对其进行优化，实际上这时候变压器的屏蔽层圈数只是接近最合理的圈数，并不一定完全是最合理的圈数，本发明中可以使用很简单的测试方法判定变压器的屏蔽圈数是否是最合理的圈数，并且可以通过示波器显示的波形明确的知道屏蔽的圈数是应该增加还是减少。
将本发明的检测装置按前述连接方式与待测的开关电源相接后，开启AC输入电压，用示波器测试绕线电阻两端的电压波形，当测试的波形开口向上时(参见图3所示)应该增加屏蔽圈数。其原因是：变压器的次级电压是通过初级耦合而来，当测试波形开口向上时说明初级电位高于次级电位，需要通过增加屏蔽层圈数增加补偿电压，使初、次级电位更加平衡，当初、次级间压差最小时产生的干扰信号才是最小的，屏蔽层圈数最合理时测试波形接近一条水平线。
当测试波形开口向下时应该减少屏蔽层圈数，其原因是：测试波形开口向下说明初级电位低与次级电位，需要通过减少屏蔽层圈数降低补偿电压，使初、次级电位更加平衡。
3、实例说明(以一款18W反激式开关电源为例)：
1)如图4所示，当屏蔽层圈数使用14圈时，绕线电阻上面的波形开口向下，电压为5.8V，传导测试超标2DB，说明屏蔽层圈数过多，需要减少圈数。
2)如图5所示，当屏蔽圈数使用9圈时，绕线电阻上面的波形接近一条水平线，电压约为0.3V，此时传导测试有15DB余量，说明屏蔽层圈数处于较理想状态。
3)如图6所示，当屏蔽圈数使用5圈时，绕线电阻上面的波形开口向上，电压为-3.7V,传导测试余量仅只有0.6DB，说明屏蔽层圈数较少，需要增加圈数。
总结：通过绕线电阻上面的电压波形及传导对比数据可以非常准确的设计出反激式变压器屏蔽的圈数，为开关电源的调试节约了调试时间及测试费用，为开关电源传导不良分析提供了分析方向，为产品的一致性提高了保障。
Claims (5)
1.一种寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置，其特征在于：其由示波器、采集变压器初级分布电容耦合至次级的电压波形的采压模块和待测的开关电源构成，其中，
采压模块，由绕线电阻与Y电容串联构成；
示滤器的负极探头，接于所述开关电源中变压器初级线圈的异名端与绕线电阻的共接端；
示波器的正极探头，接于绕线电阻与Y电容一端的相接端；
Y电容的另一端，接于所述变压器次级线圈的异名端；
在所述开关电源的输出端连接有负载电阻；
所述开关电源的电源输入端接于外供市电。
2.根据权利要求1所述的寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置，其特征在于：所述负载电阻为水泥电阻，所述Y电容为固定电容器或可调电容器。
3.根据权利要求2所述的寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置，其特征在于：所述负载电阻的阻值为所述反激式变压器的额定输出电压与额定输出电流的比值。
4.根据权利要求3所述的寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置，其特征在于：所述绕线电阻的阻值在10KΩ-47KΩ；所述Y电容的容值在470PF-2200PF。
5.根据权利要求4所述的寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置，其特征在于：所述绕线电阻的阻值为22KΩ；所述Y电容的容值为1000PF。
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| CN202011005346.2A CN112068038A (zh) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | 寻找反激式变压器最佳屏蔽圈数的检测装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN116718862A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-09-08 | 杭州得明电子有限公司 | 一种用于反激式变压器屏蔽层的屏蔽效果检测方法 |
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2020
- 2020-09-23 CN CN202011005346.2A patent/CN112068038A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN116718862A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-09-08 | 杭州得明电子有限公司 | 一种用于反激式变压器屏蔽层的屏蔽效果检测方法 |
| CN116718862B (zh) * | 2023-08-07 | 2023-10-27 | 杭州得明电子有限公司 | 一种用于反激式变压器屏蔽层的屏蔽效果检测方法 |
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