一文了解高頻變壓器的制作流程

圖1  高頻干式變壓器的線路圖

高頻干式變壓器的制作流程如圖2所示。

圖2  高頻干式變壓器的制作流程

高頻干式變壓器的制作大致包括以下十個(gè)過(guò)程，對(duì)每個(gè)過(guò)程的流程、工藝及注意事項(xiàng)作詳細(xì)的分析。

1.繞線

（1）材料確認(rèn)

1）干式變壓器骨架（BOBBIN）規(guī)格的確認(rèn)。

2）不用的引腳剪去時(shí)，應(yīng)在未繞線前先剪掉，以防繞完線后再剪除時(shí)會(huì)刮傷線或剪錯(cuò)腳，而且可以避免繞線時(shí)纏錯(cuò)腳位。

3）確認(rèn)骨架完整，不得有破損和裂縫。

4）將骨架正確插入治具，一般特殊標(biāo)記為引腳1（PIN 1），如果圖面無(wú)注明，則引腳1朝機(jī)器。

5）須包醋酸布的先依工程圖要求包好，緊靠骨架的兩側(cè)，再在指定的引腳上先纏線（或先鉤線）后開(kāi)始繞線，原則上繞線應(yīng)在指定的范圍內(nèi)繞線。

（2）繞線方式

1）繞線方式

根據(jù)干式變壓器要求不同，繞線的方式大致可分為以下幾種：

①一層密繞：布線只占一層，緊密的線與線間沒(méi)有空隙，整齊的繞線如圖3a所示。

②均等繞：在繞線范圍內(nèi)以相等的間隔進(jìn)行繞線；間隔誤差在20%以內(nèi)可以允收，如圖3b所示。

圖3  繞線方式

③多層密繞：在一個(gè)繞組一層無(wú)法繞完，必須繞至第二層或二層以上，此繞法分為三種情況：

a）任意繞：在一定程度上整齊排列，達(dá)到較上層時(shí)，布線已零亂，呈凹凸不平狀況，這是繞線中較粗略的繞線方法。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

b）整列密繞：幾乎所有的布線都整齊排列，但有若干的布線零亂（約占全體30%，圈數(shù)少的約占5%REF）。

c）完全整列密繞：繞線至較上層也不零亂，繞線很整齊的排列，這是繞線中較難的繞線方法。

④定位繞線：布線指定在固定的位置，一般分五種情況，如圖4所示。

圖4  定位繞線

⑤并繞：兩根以上的線同時(shí)平行的繞同一組線，各自平行的繞，不可交叉，此繞法大致可分為四種情況，如圖5所示。

圖5  并繞方式

2）引線要領(lǐng)：

飛線引線的長(zhǎng)度按工程圖要求控制，如需絞線，長(zhǎng)度須多預(yù)留10%。套管須深入擋墻3mm以上，如圖6所示。

圖6  飛線和引線示意圖

3）注意事項(xiàng)：

①當(dāng)起繞（START）和結(jié)束（FINISH）出入線在骨架的同一側(cè)時(shí)，結(jié)束端回線前須貼一塊橫越膠布（CROSSOVER TAPE）作隔離。

②出入線于使用，骨架的凹槽出線時(shí)，原則上以一線一凹槽方式出線，若同一引腳有多組可使用同一凹槽或相鄰的凹槽出線，唯在焊錫及裝套管時(shí)要注意避免短路。

③繞線時(shí)需均勻整齊繞滿骨架的繞線區(qū)為原則，除工程圖面上有特別規(guī)定繞法時(shí)，則以圖面為準(zhǔn)。

④干式變壓器中有加鐵氟龍?zhí)浊矣姓刍鼐€時(shí)，其出入線所加之鐵氟龍?zhí)坠茼毰c 骨架的凹槽口齊平（或至少達(dá)2/3高），并自骨架的凹槽出線以防止因套管過(guò)長(zhǎng)造成拉力將線扯斷。但若為L(zhǎng)形引腳水平方向纏線，則套管應(yīng)與 骨架邊齊平（或至少2/3長(zhǎng)），如圖7所示。

圖7  套管的長(zhǎng)度示意圖

⑤干式變壓器中須加醋酸布作為檔墻膠帶時(shí)，其檔墻膠帶必須緊靠模型兩邊。為避免線包過(guò)胖及影響漏感過(guò)高，故要求2TS以上之醋酸布重疊不可超過(guò)5mm，包一圈之醋酸布只須包0.9T，留缺口以利于凡立水良好的滲入底層。醋酸布寬度擇用與干式變壓器安規(guī)要求有關(guān)，VED繞法ACT寬度3.2mm包兩邊且須加套管。繞法：PIN端6mm/4.8mm/4.4mm/4mm；TOP端3mm/2.4mm/2.2mm/2mm 時(shí)不須套管。繞線時(shí)銅線不可上檔墻，若有套管，套管必須伸入檔墻3mm以上。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

2.包銅箔

（1）銅箔繞制工法

1）銅箔的種類及在干式變壓器中之作用：我們以銅箔的外形分有裸銅各背膠兩種：銅箔表面有覆蓋一層膠帶的為背膠，反之為裸銅；以在干式變壓器中的位置不同分為內(nèi)銅和外銅，裸銅一般用于干式變壓器的外銅、銅箔在干式變壓器中一般起屏蔽作用，主要是減小漏感，激磁電流，在繞組所通過(guò)的電流過(guò)高時(shí)，取代銅線，起導(dǎo)體的作用。

2）銅箔的加工

①內(nèi)銅箔一般加工方法：焊接引線→銅箔兩端平貼于醋酸布中央→折回醋酸布（醋酸布須完全覆蓋住焊點(diǎn)）→剪斷醋酸布（銅箔兩邊須留1mm以上），如圖8所示。

圖8  內(nèi)銅箔加工示意圖

②內(nèi)銅飛宏加工方法如圖9所示。

圖9  內(nèi)銅飛宏加工方法

③外銅加工方法如圖10所示。

圖10  外銅加工方法

（2）干式變壓器中使用銅箔的工法要求

1）銅箔繞法除焊點(diǎn)處必須壓平外銅箔之起繞邊應(yīng)避免壓在骨架轉(zhuǎn)角處，須自骨架的中央處起繞，以防止第二層銅箔與較好層間因擠壓刺破膠布而形成短路，如圖11所示。

圖11  使用銅箔的工法要求

2）內(nèi)銅片于層間作屏蔽繞組時(shí)，其寬度應(yīng)盡可能涵蓋該層之繞線區(qū)域面積，又厚度在0.025mm（1mil）以下時(shí)兩端可免倒圓角，但厚度在 0.05mm（2mils）（含）以上之銅箔時(shí)兩端則需以倒圓角方式處理。

3）銅箔須包正包平，不可偏向一邊，不可上擋墻，如圖12所示。

圖12  包銅箔的示意圖

4）焊外銅，如圖13所示。

圖13  焊接外銅的示意圖#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

（3）注意事項(xiàng)

1）銅箔焊點(diǎn)依工程圖，銅箔須拉緊包平，不可偏向一側(cè)；

2）點(diǎn)錫適量，焊點(diǎn)須光滑，不可帶刺，點(diǎn)錫時(shí)間不可太長(zhǎng)，以免燒壞膠帶；

3）在實(shí)物上，短路銅箔的厚度用0.64mm即可，而銅箔寬度只須要銅窗繞線寬度的一半。

3.包膠帶

包膠帶的方式一般有以下幾種，如圖14所示。

圖14  包膠帶的方式

注意：膠帶須拉緊包平，不可翻起刺破，不可露銅線，較外層膠帶不宜包得太緊，以免影響產(chǎn)品美觀。

壓線膠帶的貼法如圖15所示。

圖15  壓線膠帶的貼法

4. 壓腳

1）將銅線理直理順并纏在相應(yīng)的腳上；

2）用斜口鉗將銅線纏緊并壓至腳底緊靠檔墻；

3）剪除多余線頭；

4）纏線圈數(shù)依線徑根數(shù)而定，如圖16所示。

圖16  壓腳方式

注意：銅線須緊貼腳根，預(yù)計(jì)焊錫后高度不會(huì)超過(guò)墩點(diǎn)；不可留線頭，不可壓傷腳，不可壓斷銅線，不能損壞模型。

另外，銅線過(guò)多的可絞線，如圖17所示。

圖17  絞過(guò)多的銅線

5. 焊錫

（1）焊錫作業(yè)步驟

1）將產(chǎn)品整齊擺放；

2）用夾子夾起一排產(chǎn)品；

3）腳沾助焊劑；
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4）以白手捧刮凈錫面；

5）焊錫：立式模型鍍錫時(shí)將腳垂直插入錫槽（臥式模型將腳傾斜插入焊錫槽），鍍錫深度以錫面齊銅PIN底部為止，如圖18所示。

圖18  焊錫的示意圖

（2）要求

鍍錫須均勻光滑，不可有冷焊，包焊，漏焊，連焊，氧焊或錫團(tuán)，焊錫的標(biāo)準(zhǔn)如圖19所示。錫焊的要求如下：

圖19  焊錫的標(biāo)準(zhǔn)

1）引腳為垂直引腳時(shí)，可留錫尖，但錫尖長(zhǎng)不超過(guò)1.5mm。

2）引腳為L(zhǎng)形引腳時(shí)且為水平方向纏線時(shí)，在水平方向的引腳不可留錫尖，垂直方向引腳可留錫尖且錫尖長(zhǎng)不可超過(guò)1.5mm。

3）PVC線之裸線部份（多股線）不可有刻痕及斷股，且錫焊后不可有露銅或沾膠，或沾有其它雜質(zhì)。

4）助焊劑（FLUX）須使用中性溶劑。

5）錫爐度須保持在450～500℃之間，錫焊時(shí)間因線徑不同而異，如下：AWG#30號(hào)線以上1～2s；AWG#21～AWG#29號(hào)線2～3s；AWG#20號(hào)線以下3～5s。

6）錫爐用錫條，其錫鉛比例標(biāo)準(zhǔn)為60/40。每月須加一次新錫約1/3錫爐量。

7）焊一次錫面須刮凈再第二次。

8）每周清洗錫爐一次并加新錫至錫爐滿為止。

（3）注意事項(xiàng)

1）白包模型含錫油多，錫焊時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng)。

2）塑料模型不耐高溫，易產(chǎn)生包焊或引腳移位。

3）不可燒壞膠帶，三層絕緣線須先脫皮后鍍錫；

4）焊點(diǎn)之間較小間隙須在0.5mm以上，如圖20所示。

圖20  焊點(diǎn)之間的距離要求

6.組裝鐵心

（1）鐵心組裝作業(yè)過(guò)程#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

1）鐵心確認(rèn)：不可破損或變形；

2）工程圖規(guī)定須有氣隙的鐵心研磨，須加工的鐵心；

3）組裝：如無(wú)特殊規(guī)定，臥式模型已研磨的鐵心裝初級(jí)端，立式模型已研磨的引腳端；

4）鐵心固定方式可以鐵夾（CLIP）或三層膠布方式固定，且可在鐵心接合處點(diǎn)環(huán)氧樹脂膠（EPOXY）固定，點(diǎn)膠后須陰干半小時(shí)再置于120℃烤箱中烘烤一小時(shí)。包鐵心的固定膠布須使用與線包顏色相同的膠布（圖面特殊要求除外），廠家需符合UL規(guī)格。組裝過(guò)程如圖21所示。

圖21  組裝干式變壓器過(guò)程示意圖

注意：鐵心膠布起繞處與結(jié)束處；立式起繞于引腳端中央，結(jié)束于中央；臥式起繞于引腳1，結(jié)束于引腳1。有的銅箔則起繞于焊接點(diǎn)，結(jié)束于焊接點(diǎn)。

（2）組裝鐵心之注意事項(xiàng)

1）組裝鐵心時(shí)，不同材質(zhì)的鐵心不可組裝在同一產(chǎn)品上；

2）有加氣隙（GAP）之干式變壓器與電感器，其氣隙（GAP）方式須依照?qǐng)D面所規(guī)定的氣隙（GAP）方法，放于GAP中之材質(zhì)須能耐溫130℃以上，且有材質(zhì)證明者或是鐵心經(jīng)加工研磨處理；

3）無(wú)論是有加氣隙或無(wú)加氣隙的鐵心組合，鐵心與鐵心接觸面都需保持清潔，否則在含浸作業(yè)后電感值會(huì)因而下降；

4）包鐵心的膠布寬度規(guī)定，以實(shí)物外觀為優(yōu)先著眼，次以鐵新寬減膠布寬空隙約0.3mm~0.7mm為較佳。

7.含浸

（1）操作步驟  

操作過(guò)程如圖22所示，操作要求如下：

圖22  含浸過(guò)程示意圖

1）將產(chǎn)品整齊擺放于鐵盤內(nèi)。

2）調(diào)好絕緣漆（凡立水）濃度：0.915±0.04。

3）將擺好產(chǎn)品的鐵盤放于含浸槽內(nèi)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

4）啟動(dòng)真空含浸機(jī)，抽氣至40~50cm/kg，放入絕緣漆，再抽氣至65~75cm/kg，須連續(xù)抽真空，破真空3-5次，含浸10~15min，視產(chǎn)品無(wú)氣泡溢出。

5）放氣，放下絕緣漆，再反抽至65~75cm/kg一次，放氣，待產(chǎn)品稍干后取出放置濾干車上陰干。

6）濾干10min以上，視產(chǎn)品無(wú)絕緣漆滴下。

7）烘干：先將烤箱溫度調(diào)至80℃，預(yù)熱1h再將溫度調(diào)至100℃，烘烤2h較后將溫度調(diào)至110℃，烘烤4h，拆樣確認(rèn)。

8）將產(chǎn)品取出烤箱。

9）冷卻：用風(fēng)扇送風(fēng)加速冷卻。

10）擺盤后送至生產(chǎn)線。

（2）注意事項(xiàng)

1）絕緣漆與稀薄劑調(diào)配比例為2：1

2）放入絕緣漆時(shí)，絕緣漆高度以完全淹沒(méi)產(chǎn)品為準(zhǔn)，但絕緣漆不可上銅腳（特殊機(jī)種除外）。

8. 貼標(biāo)簽（或噴字）

1）標(biāo)簽確認(rèn)：檢查標(biāo)簽內(nèi)容是否正確，有無(wú)漏字錯(cuò)字，字跡是否清晰，檢查標(biāo)簽是否過(guò)期。噴字時(shí)必須確認(rèn)所設(shè)定的標(biāo)簽完全正確，如圖23所示。

圖23  標(biāo)簽包含的內(nèi)容

2）貼標(biāo)簽時(shí)，將產(chǎn)品初級(jí)朝同一方向整齊擺放，噴墨時(shí)應(yīng)將產(chǎn)品之噴印面朝噴頭，擺放于輸送帶上，產(chǎn)品必須放正。

3）貼標(biāo)簽：料號(hào)標(biāo)簽及危險(xiǎn)標(biāo)簽須依圖面所規(guī)定的置及方向蓋印或黏貼。標(biāo)示“DANGER（危險(xiǎn)）”或“HIGH VOLTAGE（高壓）”及閃電符號(hào)標(biāo)簽應(yīng)貼付于干式變壓器之上方中央位置。其貼示方向以“DANGER（危險(xiǎn)）”箭頭方向朝干式變壓器原邊繞組為作業(yè)要求，如圖24所示。

圖24  標(biāo)簽示意圖

（4）注意事項(xiàng)：標(biāo)簽須貼正貼平，貼完后須用手單擊，使之與產(chǎn)品完全接觸；標(biāo)簽不可貼錯(cuò)、貼反、貼歪或漏貼。

9. 外觀

外觀檢查包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#（1）確認(rèn)產(chǎn)品是否完整 

1）模型是否有裂縫，是否斷開(kāi)；

2）鐵心是否有破損；

3）膠帶是否刺破；

4）套管是否有破損，是否過(guò)短；

5）是否剪錯(cuò)腳位。

（2）清除臟物

1）含浸后干式變壓器鐵心四周不得殘留余膠（絕緣漆固體狀）以免干式變壓器無(wú)法平貼PCB（印制電路板），或黏貼標(biāo)簽時(shí)無(wú)法平整；

2）清除銅渣錫渣。

（3）臥式鐵心在含浸絕緣漆后不能有傾斜現(xiàn)象（線包不可超出骨架）。

（4）合PCB

有標(biāo)有三點(diǎn)（STAND-OFF）的干式變壓器，插入PCB時(shí)可允許三點(diǎn)平貼PCB即可。

（5）鐵心不可有松動(dòng)現(xiàn)象。

（6）腳須垂直光滑，不可有松動(dòng)及斷裂現(xiàn)象，且不能有刻痕。

（7） 引腳不可有彎曲變形或露銅氧化，間隔（PITCH）則以圖面上規(guī)定或?qū)嵦譖C板為準(zhǔn)，骨架的引腳長(zhǎng)以圖面上所規(guī)定為準(zhǔn)。

（8）檢查焊錫是否完整。

（9）檢查標(biāo)簽是否正確，是否有貼錯(cuò)、貼反或漏貼。

（10）檢查打點(diǎn)是否清晰，位置是否正確，有無(wú)打錯(cuò)、打反或漏打。

（11）不良品必須進(jìn)行修補(bǔ)，無(wú)法修補(bǔ)方可報(bào)廢。

（12）膠帶修補(bǔ)：較外層膠布破損造成線圈外露者，須加貼膠布完全覆蓋住破損處，且加貼膠布之層數(shù)須與原規(guī)定較外層膠布之層數(shù)相同，并于涂絕緣漆后烘烤干始可。加貼之膠布其頭尾端均須伸入鐵心兩側(cè)內(nèi)，且伸入鐵心兩側(cè)的膠布長(zhǎng)以不超過(guò)鐵心的厚度為限。（膠布伸入至少達(dá)到2/3鐵心厚）。

10.電氣測(cè)試

電氣測(cè)試主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容：

#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#（1）電感測(cè)試：測(cè)試主線圈的電感量。半成品測(cè)試時(shí)，須將電感值域范圍適當(dāng)縮小。

（2）圈數(shù)測(cè)試：測(cè)試產(chǎn)品的圈數(shù)，相位即同名端和異名端。

（3）高壓測(cè)試。