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1、層間耐壓測試簡介,高頻變壓器-何時須執行層間測試,初級線圈一般須執行層間測試曾發生不良狀況不良比例過高時溫度上升改變線圈溫度等級*層間耐壓不良品在機器上反映情況,燒線包.,執行層間耐壓測試目的,1)檢出材料問題:測試出高頻變壓器漆包線質量不好,針孔較多的材料.反映各繞組針孔距离較近的層間耐壓不良品.2)檢出工藝問題:1.測試出高頻變壓器銅鉑繞組的絕緣距離較小,膠帶未包好.(包括屏蔽層)2.繞線在工藝中漆包線受損的層間耐壓不良品.*只要測試匝數多的繞組(典型值50TS-150TS)其它繞組短路,均能反映出來層間耐壓不良現象.,層間測試的電壓設定值,電壓設定值:與繞組的匝數有關.1.低頻變壓器匝數
2、在1000TS-5000TS,因為匝數多層間耐壓設定几千伏也不能正确分辯不良品.低頻變壓器用“倍頻倍壓儀”測試.(100-200Hz.440-660V)2.高頻變壓器FLYBACK匝數一般在40TS-120TS層間耐壓電壓設定根据匝數多少來定.(設定電壓,以能判斷層間耐壓不良品為基準)經驗:一般40TS定800V-1200V,100TS定2000V-2400V*一般儀器內部大多有100TS(REF)取樣線圈,比較波形用)所以測試線包匝數,差異不能太大.經驗:製作過100TS取樣線圈層間耐壓儀(加上示波器),層間測試也是脈衝測試,以一極短暫的脈衝加於一線圈,以其振盪衰減情況來了解線圈內部狀態:包
3、含線圈自體之絕緣,繞線感量,及並聯電容量等狀態.,Ci:測試器內部電容Cc:測線容量Cw:線圈並聯容量R:能量消耗等效並聯電阻,層間耐壓(Layer Short)TEST,層間耐壓為同一繞組的耐電壓,與線圈與線圈間的耐壓完全不同.單一線圈 多組線圈,為什麼要執行層間耐壓測試,一般由一個或複數線圈組合而成之電感,變壓器,馬達等繞線元件測試:1.線圈之繞線電阻(DCR),繞線感量(L),圈數比例(N),線圈間容量(Cp),鐵芯狀態(Q,ACR,Lk)等,低壓參數測試=Transformer Test System or LCR Meter2.不同線圈間或線圈對鐵芯及外殼等之絕緣耐壓=Hipot T
4、ester 3.線圈自體之絕緣狀態=?一般生產檢驗合格之元件,使用於電氣電子產品中,即使短期功能正常,但長期使用卻可能因線圈自體絕緣不佳之潛在不良而影響產品之壽命及穩定性.,繞線元件使用者在擔心什麼?,1.Switch Mode Power Supply 之隔離變壓器主線圈,2.馬達之起動,停止,反轉,電刷接觸,機械應力反電動勢等造成之高壓脈衝,繞線元件使用者在擔心什麼?,3.Inverter變壓器次級線圈在冷陰極管啟動或關閉時之過壓衝擊,4.Common Mode choke 在電源共模高壓脈衝侵入,常見絕緣不良現象,常見之線圈自體絕緣不良導致之產品潛在不良現象1.耐久性不佳,壽命短2.抗雜
5、訊能力不佳3.高溫下穩定性不好常見之線圈自體絕緣不良原因1.層間:漆包,絕緣膠帶或Bobbin絕緣不良2.出線:原始設計或加工不良3.出腳:腳距設計不足或焊錫垢物附著,漆包線耐熱等級,漆包線許容電流對照表,產品壽命與設計品質,正常動作界線,潛在不良設計,良好設計,不良設計,時間,絕緣能力,生產良率與設計品質,正常動作界線,潛在不良設計,良好設計,生產台次,絕緣能力,如何進行層間耐壓測試,1.使用於那一部門?良好之設計及正確材料使用以及加工過程可保證元件在正常產品使用下之長久穩定性.(1)若工程設計或變更不良未經驗證即投入量產?=需使用於研發或工程部門進行設計驗證(2)進料品質不良?=需使用於品
6、保進料檢驗或生產線(3)製程加工(配線)不良?=需使用於生產線,如何進行層間耐壓測試,2.在那一製程進行層間耐壓測試?建議:於繞線製程結束,磁性材料加入前進行層間耐壓測試 理由:1.層間耐壓測試主要目的在檢驗線圈本身之絕緣情形而非磁 性 材料之特性檢驗.2.磁性材料會吸收測試能量而使繞線絕緣情形顯現不出.3.一般磁性材料之規格容許誤差較大,而繞線絕緣情形差異相較之下較小,使不良判別不易.製程無法分離則可酌情於成品階段進行.但磁性材料的影響須有認識3.如何決定測試層間耐壓?建議:考量使用電氣環境可能出現之最高脈衝電壓,以其23倍脈衝電壓測試 理由:1.一般測試均在室溫下進行,在元件最高使用溫度下
7、絕緣材料之絕緣能力會降低.2.在極短的測試時間內找出長久絕緣劣化後之潛在不良品,如何製定層間耐壓測試標準?(建議),(1)依最佳標準製程製作樣品10-20 pcs(完成品)(2)依規格檢驗一般耐壓(WV)及低壓電氣參數(DCR,LCR,TR)(3)將磁性材料移除,依實際使用者應用情形進行線圈自體絕緣測試,無明顯異常放電或層間短路者可為標準樣品使用(4)以樣品進行標準波形記憶(5)設定各參數檢驗範圍(圈數差異,短路圈數,高壓差處絕緣不良等)需考量客觀容許誤差及明確之檢驗目的(6)以認定良品與不良品進行規範之交互檢驗調整(7)判定標準記錄於作業指導書中(8)保留5pcs以上之認定樣品供日後標準維護
8、,如何判定不良品,(1)層間,配線間或出腳間短路:在高壓脈衝下高壓差部份因絕緣破壞而短路.在一般使用初期可能異常不明顯,但在極短時間內即呈現異常現象:前後段皆衰減快速,諧振可能不出現,如何判定不良品,(2)層間,配線間或出腳間短路絕緣不良:在高壓脈衝下高壓差部份出現短暫局部放電但未短路.在一般使用短時間內可能異常不明顯,但在長久使用後逐漸呈現異常 現象:衰減,諧振差異不明顯,但可觀察到波形有不連續之放電現象.輕微者有放電現象但波形不易辨試,需借由Flutter量或其Laplacian檢測,如何判定不良品,(3)圈數明顯錯誤:電感量(L)與繞線圈數(N)平方成正比現象:前段諧振差異明顯(4)繞線
9、並聯容量(Cw)過大現象:後段諧振週期變長,且衰減變慢,層間耐壓TEST判定方式,1.面積(AREA)比較一般使用於衰減速度之比較 2.面積差(DIFF-AREA)一般使用於振盪頻率差異之比較,層間耐壓TEST判定方式,3.局部放電量(Flutter)一般使用於放電總和之比較 4.局部放電變化量(Laplaciacn)一般使用於劇烈放電之偵測 5.異常波形目測若放電佔整體面積比例低不易由Flutter及Laplacian判定,但人員可目測明顯判定異常者可加註判定原則於作業指導書中,任何線圈都需要作層間耐壓測試嗎?,1.低壓Power Choke要測試嗎?脈衝測試主要目的在檢驗線圈本身之絕緣情形
10、,若零元件應用在低電壓回路(如低壓Power Choke,Filtering Inductor等)則原則上測試意義不大.3.單圈短路?一般相鄰的兩圈(壓差小)直接短路機會小(都有絕緣膜),絕緣不佳亦不易以脈衝測試找出,且由於壓差小,即使絕緣不佳也不易造成絕緣劣化.如果直接短路以較高頻率之LCR Meter(約100kHz)進行精密之Q值測試較可有效發現4.應用取向?材料特性取向?一般錯誤測試標準製定方法圍繞在材料之特性測試而忽略應用之需求,常有品質過剩或設計不良情形 5.不良品樣品製作不良品樣品製作一定要有明確目的及意義.(1)產品最易造成絕緣劣化之處所,(2)工程上可能出現的錯誤.,歡迎指導僅供參考,
