Egyik hosszú távú{0}}ügyfelünk egyszer felhívott minket egy olyan problémával, amely miatt a gyártási ütemterv már közel két héttel késett.
Kapcsolóüzemű tápegységük időnként meghibásodott több hónapos terepen végzett munka után. A karbantartó csapat már lecserélte a MOSFET-eket, az elektrolitkondenzátorokat, a vezérlőket, és még a PCB egy részét is újratervezte. Minden meghibásodott egység kissé másnak tűnt, ami szinte lehetetlenné tette a probléma reprodukálását a laboratóriumban.
Végül felkérték a Wuxi Huipu Electronics Co., Ltd.-t, hogy vizsgálja meg a PCB transzformátort.
Érdekes módon a transzformátor nem égett, nem repedt vagy láthatóan sérült. Még egy alapvető ellenállási teszten is átment. Amikor azonban teljes elektromos elemzést végeztünk, az induktivitás jelentősen eltolódott, mivel a mag hosszabb ideig túl magas hőmérsékleten működött. A nagyobb magveszteség fokozatosan növelte a kapcsolási áramot, ami végül a tápegység más alkatrészeinek meghibásodását okozta.
A lecke egyszerű volt.
Sok NYÁK-transzformátor meghibásodása nem a transzformátoron belül kezdődik,{0}}egyszerűen ott ér véget.
Ez az egyik oka annak, hogy a mágneses alkatrészek hibaelhárítása gyakran bonyolultabb, mint a félvezetők hibaelhárítása. Ha egy tranzisztor meghibásodik, a károsodás általában nyilvánvaló. Amikor egy transzformátor kezd leromlani, a tünetek gyakran az áramkör más részében jelentkeznek.
Az egyik leggyakoribb probléma a túlmelegedés.
A PCB transzformátort úgy tervezték, hogy meghatározott hőmérsékleti tartományon belül működjön. Ha a kapcsolási frekvencia megváltozik, a légáramlás korlátozódik, vagy a tápegység túlterhelés esetén folyamatosan működik, a belső hőmérséklet emelkedni kezd. Eleinte a transzformátor még normálisan működik. Idővel azonban a szigetelőanyagok elöregednek, a ferrit jellemzői megváltoznak, és a rézveszteség tovább nő. Az eredmény a hatékonyság fokozatos csökkenése, nem pedig azonnali kudarc.
A termikus problémák kivizsgálásakor azt javasoljuk, hogy a transzformátor felületének hőmérsékletét teljes-terhelés mellett mérje, ahelyett, hogy csak terhelés nélküli laboratóriumi tesztekre hagyatkozna-. Sok helyszíni hiba egyszerűen azért következik be, mert a valós működési környezetek sokkal melegebbek, mint a prototípus tesztkörülményei.
Egy másik gyakori probléma az instabil kimeneti feszültség.
A mérnökök gyakran gyanakodnak a visszacsatoló áramkörökre vagy a PWM vezérlőkre, de a transzformátorok ugyanilyen figyelmet érdemelnek. A laza tekercsek, a megromlott szigetelés vagy a menetek közötti részleges rövidzárlatok mind befolyásolhatják a transzformátor mágneses teljesítményét. Az induktivitás enyhe változásai is megváltoztathatják a teljes kapcsolóüzemű tápegység viselkedését, instabil kimenetet vagy rossz feszültségszabályozást eredményezve.
A hallható zaj egy másik panasz, amelyet gyakran kapunk.
A zümmögő vagy zúgó transzformátor nem mindig jelzi a közelgő meghibásodást, de soha nem szabad figyelmen kívül hagyni. A ferritmagban vagy a tekercsszerelvényen belüli mechanikai vibráció gyakran észrevehetőbbé válik az alkatrészek öregedésével. Egyes esetekben a rossz impregnálás vagy a mag nem megfelelő befogása mikroszkopikus mozgást tesz lehetővé minden kapcsolási ciklus során. Kezelés nélkül ezek a rezgések fokozatosan károsíthatják a szigetelést vagy meglazíthatják a belső szerkezeteket.
Az elektromágneses interferencia egy másik olyan terület, ahol a PCB transzformátorok gyakran a rejtett okokká válnak.
Az ügyfelek időnként kapcsolatba lépnek velünk, miután meghiúsították az EMC-tanúsítványt, és meg vannak győződve arról, hogy a PCB elrendezése a felelős. Bár az elrendezés minden bizonnyal számít, a transzformátor felépítése jelentős hatással van a vezetett és sugárzott emissziókra. A túlzott szivárgási induktivitás vagy a rossz tekercselrendezés feszültségcsúcsokat generálhat, amelyek a teljes tápegységet érintik. További szűrők hozzáadása előtt gyakran érdemes megvizsgálni, hogy maga a transzformátor optimalizálva van-e az üzemi frekvenciára.
A szigetelés meghibásodása a transzformátorok egyik legsúlyosabb meghibásodása, különösen az ipari berendezésekben, az orvosi elektronikában és a kommunikációs rendszerekben, ahol az elektromos leválasztás kritikus. A nedvesség, a túlzott hőmérséklet és a hosszan tartó -elektromos igénybevétel fokozatosan csökkenti a szigetelési teljesítményt. Ez ritkán okoz azonnali tüneteket, de a szigetelési ellenállás lassan csökken, amíg a biztonsági határok megsérülnek. A termelés közbeni rendszeres Hi{4}}Hi-Pot tesztelés segít azonosítani ezeket a problémákat jóval azelőtt, hogy a berendezés elérné az ügyfeleket.
A magtelítettség egy másik probléma, amelyet meglepően nehéz diagnosztizálni.
A tápegység enyhe terhelés mellett teljesen normálisnak tűnhet, de hirtelen túl sok áramot vesz fel csúcsüzem közben. A mérnökök gyakran cserélik ki a kapcsolóberendezéseket, mert a látható sérülést tapasztalják, miközben a valódi ok a transzformátor belsejében marad. A telítettség általában azért következik be, mert a működési feltételek megváltoztak a mágneses áramkör újratervezése nélkül. A magasabb bemeneti feszültség, az eltérő kapcsolási frekvencia vagy a megnövelt kimeneti teljesítmény mind túlterelheti a ferritmagot a tervezett működési tartományon túl.
Az egyik hibaelhárítási hiba, amelyet ismételten tapasztalunk, az, hogy egy meghibásodott transzformátort egy másik alkatrészre cserélünk, amely ugyanazokkal a fizikai méretekkel rendelkezik, de más alkalmazásra tervezték.
Két PCB transzformátor azonos alapterülettel és fordulatszámmal rendelkezhet, miközben teljesen eltérő elektromos viselkedést mutat. A szivárgási induktivitás, a tekercselési kapacitás, a mágneses anyag és a termikus jellemzők egyaránt befolyásolják a hosszú távú teljesítményt. Egyszerűen egy olyan transzformátor felszerelése, amelyik "illeszti", gyakran semmit sem old meg.
A Wuxi Huipu Electronics Co., Ltd.-nél arra biztatjuk ügyfeleit, hogy a teljes tápegység hibaelhárítását végezzék el, ahelyett, hogy a transzformátort elszigetelt alkatrészként kezelnék. Általában az üzemi hőmérséklet, a kapcsolási frekvencia, a bemeneti feszültség tartomány, a munkaciklus és a hullámforma minőségének áttekintésével kezdjük, mielőtt magát a transzformátort megvizsgálnánk. Sok esetben a transzformátor pontosan úgy működik, ahogy tervezték,-a környező áramkör egyszerűen megváltoztatta a működési feltételeit.
A transzformátor meghibásodásának megelőzése szinte mindig könnyebb, mint a javításuk.
A megfelelő ferrit anyagok kiválasztása, a megfelelő hőtartalék biztosítása, a tekercsszerkezet optimalizálása és a transzformátor teljesítményének reális működési feltételek melletti ellenőrzése kiküszöböli a legtöbb megbízhatósági problémát a gyártás megkezdése előtt. A következetes gyártási minőség ugyanolyan fontos, mert a tekercselés geometriájának kis eltérései is befolyásolhatják a hosszú távú viselkedést a nagy gyártási tételeknél.
Miután sok éven át támogattuk az OEM gyártókat, egy olyan következtetésre jutottunk, amely továbbra is igaz.
A PCB-transzformátorok ritkán hibásodnak meg figyelmeztetés nélkül.
Melegebbek lesznek.
A hullámformák változni kezdenek.
A hatékonyság lassan csökken.
Az EMI fokozatosan növekszik.
Ezek a kis változások gyakran hetekkel vagy hónapokkal a teljes kudarc bekövetkezte előtt jelennek meg.
Azok a mérnökök, akik felismerik ezeket a korai figyelmeztető jeleket, ritkán tapasztalnak váratlan terepi hibákat. Azok, akik csak a nyilvánvaló tünetekre összpontosítanak, gyakran alkatrészt cserélnek, miközben a valódi ok csendben magában a transzformátorban marad.