开关变压器一般指用于开关电源。它工作在脉冲状态,频率为十几到几十千赫甚至几百千赫,铁芯一般采用铁氧体材料。开关电源变压器是一种带有开关管的电源变压器。除了普通变压器的电压转换功能外,还具有绝缘和电力传输的功能。一般用于开关电源等涉及高频电路的场合。
开关电源变压器的功能
开关电源变压器和开关管一起构成自激(或他激)间歇振荡器,从而将输入的DC电压调制成高频脉冲电压。
起到能量传递和转换的作用。在反激电路中,当开关管导通时,变压器将电能转化为磁场能量并储存起来,当开关管关断时释放出来。在正激电路中,当开关管导通时,输入电压直接供给负载,能量储存在储能电感中。当开关管被关断时,储能电感将继续向负载转移。
将输入的DC电压转换成各种所需的低电压。
开关变压器的原理
对于开关电源来说,开关变压器的工作原理不同于普通变压器。普通变压器输入的交流电压或电流的正负半周波形是对称的,输入电压和电流波形一般是连续的。在一个周期内,输入电压和电流的平均值等于0,这是普通变压器工作原理的基本特征。但开关变压器一般工作在开关状态,其输入电压或电流不是连续的,而是间歇的。在一个周期内,输入电压或电流的大部分平均值不等于0。所以开关变压器也叫脉冲变压器,这是开关变压器和普通变压器在工作原理上最大的区别。
通过PWM控制开关管,将整流后的DC电压高频导通,使高频电流流入开关电源高频变压器的原边,从而使变压器的副边产生感应电流,经整流后得到所需的电压或多路电压。
开关变压器的好坏检测
1、观察变压器外观,检查变压器是否有明显异常;
如线圈引线是否断裂、脱焊、绝缘材料是否烧焦、铁芯紧固螺丝是否松动、硅钢片是否生锈、绕组线圈是否外露等。
2、绝缘测试:
使用万用表RTImes10k块分别测量铁芯与一次、一次与二次、铁芯与二次、静电屏蔽层与二次、二次绕组之间的电阻值,万用表指针应固定在无穷大。否则,变压器绝缘性能差。
3、线圈通断检测:
将万用表设置为RTImes1、在测试中,如果一个绕组的电阻值为无穷大,说明这个绕组有开路故障。
4、初级和次级线圈的区分:
电源的一次引脚和二次引脚一般分别从两侧引出,一次绕组标有220V,二次绕组标有额定电压值,如15V、24V、35V等。然后根据这些标记进行识别。
5、空载电流检测:
A.直接测量打开所有二次绕组,将万用表放在交流电流块(500mA,与一次绕组串联。当初级绕组插头插入220伏交流电源时,万用表显示空载电流值。
该值不应大于变压器满载电流的10% ~ 20%。常见的电子设备电源变压器正常空载电流应该在100mA左右。如果超过太多,变压器有短路故障。
B.间接测量法在变压器的初级绕组中串联一个10/5W的电阻,次级仍然全部空载。将万用表转到交流电压档。通电后,使用两个探针测量电压
将电力变压器的初级连接到220V市电上,用万用表交流电压连接依次测量每个绕组(U21、 U22、 U23、 u24)的空载电压值。允许误差范围一般为:高压绕组 10%,低压绕组 5%,带中心抽头。
6、测试电源变压器的温度范围:
一般情况下,小功率电力变压器的允许温升为40 ~ 50。如果使用的绝缘材料质量好,允许的温升可以增加。
7、检测和区分每个绕组的同名端:
当使用电力变压器时,有时可以串联使用两个或多个次级绕组,以获得所需的次级电压。当电力变压器串联使用时,串联绕组的同名端必须正确连接,不能出错。否则,变压器会不能正常工作。
8、电力变压器短路故障的综合检测与判别;
电源短路故障的主要症状是发热严重,二次绕组输出电压异常。通常线圈中匝间短路点越多,短路电流越大,变压器发热越严重。判断电力变压器是否存在短路故障的一个简单方法是测量空载电流。
短路故障的变压器空载电流值会远远高于满载电流的10%。短路严重时,空载上电后几十秒内变压器会迅速发热,用手摸铁芯会有发热感。此时不用测量空载电流就可以断定变压器存在短路点。
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