高频变压器的线路图如图 1 所示。

 

图 1  高频变压器的线路图

 

高频变压器的制作流程如图 2 所示。

 

图 2  高频变压器的制作流程

 

高频变压器的制作大致包括以下十个过程,对每个过程的流程、工艺及注意事项作详细的分析。

 

1. 绕线
(1)材料确认


1)变压器骨架(BOBBIN)规格的确认。


2)不用的引脚剪去时,应在未绕线前先剪掉,以防绕完线后再剪除时会刮伤线或剪错脚,而且可以避免绕线时缠错脚位。


3)确认骨架完整,不得有破损和裂缝。


4)将骨架正确插入治具,一般特殊标记为引脚 1(PIN 1),如果图面无注明,则引脚 1 朝机器。


5)须包醋酸布的先依工程图要求包好,紧靠骨架的两侧,再在指定的引脚上先缠线(或先钩线)后开始绕线,原则上绕线应在指定的范围内绕线。

 

(2)绕线方式


1)绕线方式


根据变压器要求不同,绕线的方式大致可分为以下几种:


①一层密绕:布线只占一层,紧密的线与线间没有空隙,整齐的绕线如图 3a 所示。


②均等绕:在绕线范围内以相等的间隔进行绕线;间隔误差在 20%以内可以允收,如图 3b 所示。

 

图 3  绕线方式

 

③多层密绕:在一个绕组一层无法绕完,必须绕至第二层或二层以上,此绕法分为三种情况:


a)任意绕:在一定程度上整齐排列,达到最上层时,布线已零乱,呈凹凸不平状况,这是绕线中最粗略的绕线方法。


b)整列密绕:几乎所有的布线都整齐排列,但有若干的布线零乱(约占全体 30%,圈数少的约占 5%REF)。


c)完全整列密绕:绕线至最上层也不零乱,绕线很整齐的排列,这是绕线中最难的绕线方法。


④定位绕线:布线指定在固定的位置,一般分五种情况,如图 4 所示。

 

图 4  定位绕线

 

⑤并绕:两根以上的线同时平行的绕同一组线,各自平行的绕,不可交叉,此绕法大致可分为四种情况,如图 5 所示。

 

图 5  并绕方式

 

2)引线要领:


飞线引线的长度按工程图要求控制,如需绞线,长度须多预留 10%。套管须深入挡墙 3mm 以上,如图 6 所示。

 

图 6  飞线和引线示意图


3)注意事项:


①当起绕(START)和结束(FINISH)出入线在骨架的同一侧时,结束端回线前须贴一块横越胶布(CROSSOVER TAPE)作隔离。


②出入线于使用,骨架的凹槽出线时,原则上以一线一凹槽方式出线,若同一引脚有多组可使用同一凹槽或相邻的凹槽出线,唯在焊锡及装套管时要注意避免短路。


③绕线时需均匀整齐绕满骨架的绕线区为原则,除工程图面上有特别规定绕法时,则以图面为准。


④变压器中有加铁氟龙套且有折回线时,其出入线所加之铁氟龙套管须与 骨架的凹槽口齐平(或至少达 2/3 高),并自骨架的凹槽出线以防止因套管过长造成拉力将线扯断。但若为 L 形引脚水平方向缠线,则套管应与 骨架边齐平(或至少 2/3 长),如图 7 所示。

 

图 7  套管的长度示意图

 

⑤变压器中须加醋酸布作为档墙胶带时,其档墙胶带必须紧靠模型两边。为避免线包过胖及影响漏感过高,故要求 2TS 以上之醋酸布重叠不可超过 5mm,包一圈之醋酸布只须包 0.9T,留缺口以利于凡立水良好的渗入底层。醋酸布宽度择用与变压器安规要求有关,VED 绕法 ACT 宽度 3.2mm 包两边且须加套管。绕法:PIN 端 6mm/4.8mm/4.4mm/4mm;TOP 端 3mm/2.4mm/2.2mm/2mm 时不须套管。绕线时铜线不可上档墙,若有套管,套管必须伸入档墙 3mm 以上。

 

2. 包铜箔
(1)铜箔绕制工法


1)铜箔的种类及在变压器中之作用:我们以铜箔的外形分有裸铜各背胶两种:铜箔表面有覆盖一层胶带的为背胶,反之为裸铜;以在变压器中的位置不同分为内铜和外铜,裸铜一般用于变压器的外铜、铜箔在变压器中一般起屏蔽作用,主要是减小漏感,激磁电流,在绕组所通过的电流过高时,取代铜线,起导体的作用。


2)铜箔的加工


①内铜箔一般加工方法:焊接引线→铜箔两端平贴于醋酸布中央→折回醋酸布(醋酸布须完全覆盖住焊点)→剪断醋酸布(铜箔两边须留 1mm 以上),如图 8 所示。

 

图 8  内铜箔加工示意图


②内铜飞宏加工方法如图 9 所示。

 

图 9  内铜飞宏加工方法


③外铜加工方法如图 10 所示。

 

图 10  外铜加工方法


(2)变压器中使用铜箔的工法要求


1)铜箔绕法除焊点处必须压平外铜箔之起绕边应避免压在骨架转角处,须自骨架的中央处起绕,以防止第二层铜箔与第一层间因挤压刺破胶布而形成短路,如图 11 所示。

 

图 11  使用铜箔的工法要求


2)内铜片于层间作屏蔽绕组时,其宽度应尽可能涵盖该层之绕线区域面积,又厚度在 0.025mm(1mil)以下时两端可免倒圆角,但厚度在 0.05mm(2mils)(含)以上之铜箔时两端则需以倒圆角方式处理。


3)铜箔须包正包平,不可偏向一边,不可上挡墙,如图 12 所示。

 

图 12  包铜箔的示意图


4)焊外铜,如图 13 所示。

 

图 13  焊接外铜的示意图


(3)注意事项


1)铜箔焊点依工程图,铜箔须拉紧包平,不可偏向一侧;


2)点锡适量,焊点须光滑,不可带刺,点锡时间不可太长,以免烧坏胶带;


3)在实物上,短路铜箔的厚度用 0.64mm 即可,而铜箔宽度只须要铜窗绕线宽度的一半。


3. 包胶带
包胶带的方式一般有以下几种,如图 14 所示。

 

图 14  包胶带的方式


注意:胶带须拉紧包平,不可翻起刺破,不可露铜线,最外层胶带不宜包得太紧,以免影响产品美观。


压线胶带的贴法如图 15 所示。

 

图 15  压线胶带的贴法


4. 压脚
1)将铜线理直理顺并缠在相应的脚上;


2)用斜口钳将铜线缠紧并压至脚底紧靠档墙;


3)剪除多余线头;


4)缠线圈数依线径根数而定,如图 16 所示。

 

图 16  压脚方式


注意:铜线须紧贴脚根,预计焊锡后高度不会超过墩点;不可留线头,不可压伤脚,不可压断铜线,不能损坏模型。


另外,铜线过多的可绞线,如图 17 所示。

 

图 17  绞过多的铜线


5. 焊锡
(1)焊锡作业步骤


1)将产品整齐摆放;


2)用夹子夹起一排产品;


3)脚沾助焊剂;


4)以白手捧刮净锡面;


5)焊锡:立式模型镀锡时将脚垂直插入锡槽(卧式模型将脚倾斜插入焊锡槽),镀锡深度以锡面齐铜 PIN 底部为止,如图 18 所示。

 

图 18  焊锡的示意图


(2)要求


镀锡须均匀光滑,不可有冷焊,包焊,漏焊,连焊,氧焊或锡团,焊锡的标准如图 19 所示。锡焊的要求如下:

 

图 19  焊锡的标准


1)引脚为垂直引脚时,可留锡尖,但锡尖长不超过 1.5mm。


2)引脚为 L 形引脚时且为水平方向缠线时,在水平方向的引脚不可留锡尖,垂直方向引脚可留锡尖且锡尖长不可超过 1.5mm。


3)PVC 线之裸线部份(多股线)不可有刻痕及断股,且锡焊后不可有露铜或沾胶,或沾有其它杂质。


4)助焊剂(FLUX)须使用中性溶剂。


5)锡炉度须保持在 450~500℃之间,锡焊时间因线径不同而异,如下:AWG#30 号线以上 1~2s;AWG#21~AWG#29 号线 2~3s;AWG#20 号线以下 3~5s。


6)锡炉用锡条,其锡铅比例标准为 60/40。每月须加一次新锡约 1/3 锡炉量。


7)焊一次锡面须刮净再第二次。


8)每周清洗锡炉一次并加新锡至锡炉满为止。


(3)注意事项


1)白包模型含锡油多,锡焊时间不可过长。


2)塑料模型不耐高温,易产生包焊或引脚移位。


3)不可烧坏胶带,三层绝缘线须先脱皮后镀锡;


4)焊点之间最小间隙须在 0.5mm 以上,如图 20 所示。

 

图 20  焊点之间的距离要求


6. 组装铁心
(1)铁心组装作业过程


1)铁心确认:不可破损或变形;


2)工程图规定须有气隙的铁心研磨,须加工的铁心;


3)组装:如无特殊规定,卧式模型已研磨的铁心装初级端,立式模型已研磨的引脚端;


4)铁心固定方式可以铁夹(CLIP)或三层胶布方式固定,且可在铁心接合处点环氧树脂胶(EPOXY)固定,点胶后须阴干半小时再置于 120℃烤箱中烘烤一小时。包铁心的固定胶布须使用与线包颜色相同的胶布(图面特殊要求除外),厂家需符合 UL 规格。组装过程如图 21 所示。

 

图 21  组装变压器过程示意图


注意:铁心胶布起绕处与结束处;立式起绕于引脚端中央,结束于中央;卧式起绕于引脚 1,结束于引脚 1。有的铜箔则起绕于焊接点,结束于焊接点。


(2)组装铁心之注意事项


1)组装铁心时,不同材质的铁心不可组装在同一产品上;


2)有加气隙(GAP)之变压器与电感器,其气隙(GAP)方式须依照图面所规定的气隙(GAP)方法,放于 GAP 中之材质须能耐温 130℃以上,且有材质证明者或是铁心经加工研磨处理;


3)无论是有加气隙或无加气隙的铁心组合,铁心与铁心接触面都需保持清洁,否则在含浸作业后电感值会因而下降;


4)包铁心的胶布宽度规定,以实物外观为优先着眼,次以铁新宽减胶布宽空隙约 0.3mm~0.7mm 为最佳。


7. 含浸
(1)操作步骤  


操作过程如图 22 所示,操作要求如下:

 

图 22  含浸过程示意图


1)将产品整齐摆放于铁盘内。


2)调好绝缘漆(凡立水)浓度:0.915±0.04。


3)将摆好产品的铁盘放于含浸槽内。


4)启动真空含浸机,抽气至 40~50cm/kg,放入绝缘漆,再抽气至 65~75cm/kg,须连续抽真空,破真空 3-5 次,含浸 10~15min,视产品无气泡溢出。


5)放气,放下绝缘漆,再反抽至 65~75cm/kg 一次,放气,待产品稍干后取出放置滤干车上阴干。


6)滤干 10min 以上,视产品无绝缘漆滴下。


7)烘干:先将烤箱温度调至 80℃,预热 1h 再将温度调至 100℃,烘烤 2h 最后将温度调至 110℃,烘烤 4h,拆样确认。


8)将产品取出烤箱。


9)冷却:用风扇送风加速冷却。


10)摆盘后送至生产线。


(2)注意事项


1)绝缘漆与稀薄剂调配比例为 2:1


2)放入绝缘漆时,绝缘漆高度以完全淹没产品为准,但绝缘漆不可上铜脚(特殊机种除外)。


8. 贴标签(或喷字)
1)标签确认:检查标签内容是否正确,有无漏字错字,字迹是否清晰,检查标签是否过期。喷字时必须确认所设定的标签完全正确,如图 23 所示。

 

图 23  标签包含的内容


2)贴标签时,将产品初级朝同一方向整齐摆放,喷墨时应将产品之喷印面朝喷头,摆放于输送带上,产品必须放正。


3)贴标签:料号标签及危险标签须依图面所规定的置及方向盖印或黏贴。标示“DANGER(危险)”或“HIGH VOLTAGE(高压)”及闪电符号标签应贴付于变压器之上方中央位置。其贴示方向以“DANGER(危险)”箭头方向朝变压器原边绕组为作业要求,如图 24 所示。

 

图 24  标签示意图


(4)注意事项:标签须贴正贴平,贴完后须用手单击,使之与产品完全接触;标签不可贴错、贴反、贴歪或漏贴。

 

9. 外观
外观检查包括以下几个方面的内容:


(1)确认产品是否完整 


1)模型是否有裂缝,是否断开;


2)铁心是否有破损;


3)胶带是否刺破;


4)套管是否有破损,是否过短;


5)是否剪错脚位。


(2)清除脏物


1)含浸后变压器铁心四周不得残留余胶(绝缘漆固体状)以免变压器无法平贴 PCB(印制电路板),或黏贴标签时无法平整;


2)清除铜渣锡渣。


(3)卧式铁心在含浸绝缘漆后不能有倾斜现象(线包不可超出骨架)。


(4)合 PCB


有标有三点(STAND-OFF)的变压器,插入 PCB 时可允许三点平贴 PCB 即可。


(5)铁心不可有松动现象。


(6)脚须垂直光滑,不可有松动及断裂现象,且不能有刻痕。


(7) 引脚不可有弯曲变形或露铜氧化,间隔(PITCH)则以图面上规定或实套 PC 板为准,骨架的引脚长以图面上所规定为准。


(8)检查焊锡是否完整。


(9)检查标签是否正确,是否有贴错、贴反或漏贴。


(10)检查打点是否清晰,位置是否正确,有无打错、打反或漏打。


(11)不良品必须进行修补,无法修补方可报废。


(12)胶带修补:最外层胶布破损造成线圈外露者,须加贴胶布完全覆盖住破损处,且加贴胶布之层数须与原规定最外层胶布之层数相同,并于涂绝缘漆后烘烤干始可。加贴之胶布其头尾端均须伸入铁心两侧内,且伸入铁心两侧的胶布长以不超过铁心的厚度为限。(胶布伸入至少达到 2/3 铁心厚)。


10. 电气测试
电气测试主要包括以下三个方面的内容:


(1)电感测试:测试主线圈的电感量。半成品测试时,须将电感值域范围适当缩小。


(2)圈数测试:测试产品的圈数,相位即同名端和异名端。


(3)高压测试。