变压器设计指导书.doc

一、目 的: 为使本厂产品设计与测试规格之制定标准化,并有所依据,故制定此办法。
二、适用范围: 适用于本厂所有产品之设计,样品承认书及正式发文之工程数据检验规格书均涵盖之。
三、组织与权责:
3.1 设计人员: 客户规格之检讨,样品设计,试作,样品承认书规格之制定,成品外观图规格之制定与确认,样品测试结果之确认,规格修改申请之提出。
3.2 设计课长: 产品设计检讨,样品承认书之审核,样品测试与规格值之核对,规格修改申请之核对。
3.3 制程人员: 正式工程数据,测试规格之制作,工程修改通知单之制作。
3.4 文件管制中心课长: 正式工程数据,测试规格之审查,工程修改单内容之审查。
3.5 机构人员: 成品外观图面之绘制。
3.6 工程部经理: 工程数据发文之核准,规格修改申请,差异表送出之核准。
3.7 业务人员: 样品委作单之提出,客户规格之取得及修改申请之联系。
四、作业内容:
4.1 产品规格: 是指样品在电器特性、外观尺寸、内部结构、所用材料及安全规范方面的一系列指针的数字,是进行制程控制和判定产品良劣的标准。
4.2 规格的订定主要依据客人的要求及安规规定;对于客户没有要求事项,则以LEI自己的标准进行订定。对于变压器类或电感线圈类产品,设计人员设计时以委作单上业务所填内容为依据,委作单后所附数据仅供了解其应用和设计参考,设计时不一定必须满足其中的所有条件。如果客人有指定某些条件时,则设计时必须满足这些条件。若委作单上注明参考后附SPEC时,设计时需满足产品的额定输入输出或正常使用时的电气特性以及温升,其它条件则不一定需满足。若实际产品在规格方面没有办法完全满足客户规格之需求,而且近期内无法在满足时,应以差异表方式提出,由业务通知客人对规格进行修正。若客户不同意修改者,需重新送样以达成规格,或由经理同意后,由业务通知客户取消样品委作单。
4.3 规格项目包括:
输入输出规格、外观尺寸,所用材料要求,安全规范之规定、铭板标示、包装指定、结构规格、温升要求及其相关事项。
4.3.1 输入规格: 输入规格分为铭板标称规格和实际使用规格这两者在一般情况下是一致的,如果有不同时,则应将铭板标示规格标出在LABEL MARKING,而实际使用规格在测试规格书中。输入规格一般由三个部分组成: 电压、频率和功率﹑VA或电流也有特别的输入。
如初级阻抗600Ω. 标示时,如机种已有安规认可并有完整标示的则应完全依据安规标示进行;但同时应CHECK实测瓦特数或电流与安规标示值之间的差异; 美国产品若实际测功率超出规格+10%, 日规产品计算值超出25%(20VA以下)或(20%(20VA以上), 欧规、中国大陆和澳洲产品超出电流的30%时,若重新设计后仍无法达成的则应申请安规变更数据; 对于有安规,而安规资料中没有明确标示和没有安规的机种,一般美系产品标功率,日系产品标VA数, 欧系,大陆,澳洲标电流值; 标示法是美系产品以实测或计算的瓦特值的1.1倍标示;电流以实测值IL值的1.3倍标示. 日系产品以计算VA值的1.25或1.2倍标示(20VA以下时为1.25倍, 20-100VA时为1.20倍), 计算方法是实测标示IL的最大值乘上输入电压得到VA数, 测试时频率为50HZ。 对于多组输出的机种,取其机种输出共同工作时的初级对应值, 对于初级为一个输入范围的机种,取电流,瓦特或VA值的最大值.
4.3.2 输出规格:
空载电压：以空载的实测中心值订出误差范围. 空载电压小于规格6V时误差为±0.3V;空载电压大于6V(含)时;误差为取其平均值后的±5%对于SIZE大于76型(含)的AC-AC大功率变压器,取空载电压的TOLERANCE为输出平均值的±2%.对于日规DC输出产品,空载电压应小于负载中心值电压的1.5倍.
负载输出：O/P 电压TOLERANCE一般定±5% (对于O/P﹤6V的机种TOLERANCE 为±0.3V; 但对于O/P有上下限限制的ＩＴＥＭ；则中间ＲＡＴＩＮＧ值的TOLERANCE仅供参考；有的可以订到±１０%．
涟波电压：一般不列入测试项目,电容的选择依本指南之5.5建议选用. 对于ＬＰＳ；其涟波不大于５０mＶ。
4.3.3 初级激磁电流：在ＴＥＳＴ电压条件下取实测值的平均值并乘以下表参考系数来订定.( 25℃冷态) 。
Io 实测值
30mA以下
30~50mA
50~80mA
80~120mA
120mA 以上
Io规格值
1.8~2.5倍
1.5~1.8倍
1.4~1.7倍
1.4~1.6倍
1.3~1.5倍
4.3.4 初级负载电流: 有安规规定时,初级负载电流与安规要求一致,没有安规指定时, 在 TEST CONDITION下, 以额定负载时的初级电流的平均值乘以下表参考系数来订定(冷态25℃).
Il 实测值
30mA以下
30~50mA
50~80mA
80~120mA
120mA 以上
Il规格值
1.5~2.0 倍
1.4~1.7倍
1.3~1.5倍
1.2~1.4倍
1.1~1.3倍
4.3.5直流电阻：TOLERANCE订出如下(25℃)
1. 线径在0.09ψ以下时(含) TOLERANCE为 ±20%
2. 线径在0.09-0.29ψ(含)时TOLERANCE为 ±15%
3. 线径在0.29ψ以上时TOLERANCE为 ±10%
4. DCR值小于1Ω时,可订规格为MAX值.
4.3.6铁损：在TEST CONDITION条件下,取实测铁损平均值乘以下表参考系数来订定.具体见下表.
CL实测值
0.5W以下
0.5~1.0W
1.0~5.0W
6.0~10W
10W以上
CL格规值
1.0W MAX
1.5W MAX
1.3~1.5 倍
1.3~1.4倍
1.1~1.3倍

4.3.7 温升:温升主要针对初级线圈制订规格,部份客户要求CASE表面温升 时依客户规格订定,测试条件一般以室温25℃,额定负载,额定输入.有申请安规机种,则依安规之要求.以额定电压或+6%或+10%输入.
线圈温升计算公式: △T=(234.5+t1)R/r-(234.5+t2)
其中R=试验后热电阻
r =试验前冷电阻
t1=试验前室温
t2=试验后室温
温升等级罗列如下:
温度等级 温度 温升(电阻法) 温升(热偶法) 规格书中的规格
CLASS A 105℃ 75℃ 65℃ 70℃
CLASS E 120℃ 85℃ 75℃ 80℃
CLASS B 130℃ 95℃ 85℃ 90℃
CLASS F 155℃ 115℃ 105℃ 100℃
CLASS H 180℃ 135℃ 125℃ 130℃
4.3.8 Lightning Surge Test: 客人要求时才订出, 一般以1.2/50us电压脉波测正负极性 (90°& 270°)各3次,电压依客户指定.
4.3.9 工作温度: 一般为-10℃ - ﹢40℃。
工作湿度: 30-85%R.H.
4.3.10 贮存温度: 一般为-20℃ - 80℃
4.3.11 绝缘电阻: 加上500V直流电压,量测初、次间及初级-铁芯间电阻为100MΩMIN.
4.3.12 耐压测试 :
A. 耐压测试要求见附件E;
B. 若输入与次级或地间有电容等零件的场合,可用直流电压测试:Vdc=1.414Xvac;
C. 若在生产线作业时可将测试电压乘以 1.2 倍, 测试时间可缩短为 1 秒;
D. 在安规标准中未指定耐压表漏电流设定,可视实际情况订定规格,但不得大于 10 m A。一般情况下,我们规定SIZE小于50的产品,CUT OFF电流为1.0mA MAX; 大于100(含)的为5.0mA MAX;对于50≦SIZE<100的产品,我们订定其CUT OFF电流为3.0mA MAX(如果客人有要求,且要求严于以上标准时,则依客人要求为准)。
4.3.13 倍压倍频测试 :
A. 美规、日规产品当次级开路,初级加上2倍的额定输入电压, 400HZ的频率连续工作18秒,无击穿现象;
B. 欧洲系列的产品不做此项要求。
4.3.14 寿命测试: 产品其寿命测试是在室温25℃,相对湿度90~95%, 初级加额定电压,次级加上额定负载, 连续工作8小时后,产品应满足以下要求:
A. 输出电压正常; B. 绝缘电阻测试满足4.3.11; C. 耐压测试满足4.3.12
4.3.15 湿度测试: 产品在室温30+/-2℃, 相对湿度90~95%的恒温箱中48小时,取出10分钟后, 产品必须满足4.3.12,且绝缘电阻不小于10MΩ;
4.3.16 拉力测试:
A. PLUG AND CORD在他们的正常位置对O/P CORD施以20LB吊重, O/P CORD应无损伤或移位, AC CORD 则施以35LB吊重 ;
B. PT产品的所有引线或PIN必须能耐2磅的拉力60秒而无损坏。
4.3.17 落地测试与冲击测试:
A. 插墙式 (指57型以下(含))产品从3FT高度,落于覆有1/8英寸厚乙烯片的混泥土地面3次,产品必须满足4.3.8且外壳不能有开裂现象;
B. 桌上型产品在使用中有可能受冲击的表面需经受6.78N.M的冲力(此冲力可由直径51.8mm,重535克的钢球从1.3mm高处自由落下获得), 产品必须满足4.3.8且外壳不能有开裂现象;
C. PT产品无此要求.
4.3.18 弯折测试: 一般以CORD吊重200克,摆角120度,频率每分钟40回,摆2000回;或以 CORD吊重500克,摆角120度,频率每分钟40回,摆1000回,CORD仍需导通。24#/2C PVC线,要求可以降低到吊重200克,摆角120度,频率每分钟40回,摆1000回仍需导通;26#/2C PVC线,不作弯折测试要求;
4.3.19 非移行性测试: 以PS OR ABS试片夹CORD样本,一般规格以上压500克重,于50℃环境48小时后,试片上不得有压痕、线痕;如客户另规定规格以客户给定的规格为标准做测试,客户未要求时不订定;
4.3.20 外观: 不允许有损伤、锈点、污点、ADT产品超音波压合时缝隙应小于0.35mm、毛边不应大于1mm;
4.3.21 外观尺寸: 外观图之尺寸标示.应参照模具及原料蓝图之规格值,而非以实测值
为规格且TOLERANCE应在不影响客户使用条件下订较宽松、方便量产;
4.3.22 安规标准: UL美国 CSA加拿大 TUV欧规
T-MARK日本 CHINA中国 OTHER其它
以实际申请之情况勾选及填入安规标准
4.3.23 螺丝的选用及扭力的订定见附件B。
106 x E
44 工程样品承认书中所具之测试报告一般只记录Specification页中的电气规格测试值和Mechanical Drawing页中之重要外观尺寸量测值。对于Specification页中的其它测试项,如果客人有要求,则承认书中应具备相应试验报告。如果没有要求,则可以无此项内容,如绝缘电阻、倍频倍压、寿命测试、湿度测试等项。此举乃考虑到一般的结构均能符合相应安规、安全可以通过以上项目测试,并且符合实际作业需要。
4.44xAxBxF
五、设计指南
任何型式的变压器,其基本的设计原理都是从公式N= 演变而来,
重要的设计在于原材料的选用、材料的特性、规格的安全性等,是决定做出来的产品质量好坏的因素(N:初级所需圈数;E:输入电压;A:铁芯中心脚的截需面积;B:磁通密度;F:输入电压的频率)。
从接到客户的委作单(图样)起,依DWG上的电气特性,要求以下列顺序考虑。
5.1 先要决定SIZE的大小,可参考下列附表数据来选择型号
SIZE
28X15.5
35x13.5
41x14
41x17
41x20
48x16
48x20
48x25
48X30
DCVA
ACVA
2.8以下
4.0以下
3以下
5以下
4
7
5
10
6
12
8
16
10-14
16-20
15-17
21-25
18以下
29以下

57x25
57x30
60x25
60x30
66x25
66x30

DCVA
ACVA
19-20
20-30
25
35
22
32
28
40
30
45
35
56

此附表数据系申请UL产品时所制订之规范,故选用SIZE之大小以UL CSA 安全规范为基准,若I/P电压为220---240v50HZ,则SIZE要加大1—2级。
電 流
電容量
VP-P
二極體
RATED A
適用電流范圍
100-300mA
330/470uf
7.7
IN4002
1A
電流在700Ma以下
300-600
470/1000
5.0
RL151
1.5A
800mA-1000mA
600-1100
1000/2200
3.7
RL201
2.0A
1200mA-1500mA
1100-1500
2200/4700
2.7
IN5400
3.0A
1500mA-2000mA
1500-2000
4700以上
3.5

電容耐值:根據產品的空載電壓而訂定,一般情況下不能低于產品空載電壓的1.25倍

5.2 决定变压器SIZE大小后,再参考附件A所列之圈数、线径进行设计.
5.3 决定次级电流与线径、依铜线特性表
(1) 以电流密度1A/700 CMIL为基准.
(2) 安全电流A=2D2换算
5.4 引线、DC CORD的决定选用
依UL CSA 安规要求及特性考虑, 一般DC CORD 采用UL 2468线, 初级引线用UL1015, 欧洲则用UL1617,UL1672,次级引线用UL1007或UL1015 或依客户要求
0.5φ AWG 24: 电流在600mA以下
0.65φ AWG 22 : 电流在1000mA以下
0.8φ AWG 20: 电流在1500mA以下
1.0φ AWG 18: 电流在2000mA以下
对于T’MARK安规的产品如果是AC-AC,则输出线必须用AWG#20
5.5整流电路电子零件的选用标准

5.6 塑料CASE/ BOBBIN的选用以安规要求为基准(其材质燃烧等级和耐温要求可依照附件G规定)。
EI-41以下SIZE因温升低VA数较小可用ABS或NORYL;
EI-48以上SIZE因VA数较高使用NORYL材质。
BOBBIN 材质
绝缘等级
CLASS A
CLASS E
CLASS B
CLASS F
CLASS H
NY66
ˇ(41型及以下不胖的产品)
ˇ(41型及以下不胖的产品)
ˇ(41型及以下 不胖的产品)

NYFG
ˇ
ˇ
ˇ

PBT
ˇ(特殊要求)
ˇ(特殊要求)
ˇ(特殊要求)

FR530

ˇ(特殊要求)
ˇ
ˇ

5.7 AC 电源插头型式依客户指定之国家标准,可参考《产品编号办法》之附表
一。若为桌上型带 AC 电源线时,各国常用之电源线型号、线径如下:
美国/加拿大: AWG #18 x2C SPT-2 OR AWG#18 x3C SVT;
欧洲各国: 0.75 mm2 x2C H03VVH2-F OR 0.75 mm2 x3C H03VV-F;
日本: 0.75 mm2 x2C VFF;
中国: 0.75 mm2 x2C RVB300 OR RVVB300 OR 0.75 mm2 x3C RVV300;
对于阿根延(ARGENTINA)产品,如果是插墙式,应在CASE下盖AC PIN中的接底PIN旁作“N”MARK(当AC PIN朝我们时,“N”MARK在右手的那一个PIN旁)。
5.8 有关ML用量及所包圈数以及相关材料的厚度等参考附件C。
5.9 次级要不要增加电流FUSE:
对于要求符合UL1310的产品,如果次级线径大于0.7mm以上时,要求以实验对是否要加current fuse进行验证,实验方法及判定标准见附件F(只有1分钟短路电流小于8A或10A2分钟和6.75A 60分钟均可以通过时,才可以不加CURRENT FUSE)。
5.10 PCB材质的选用.
零件温度低于105D,选FR-1(PH,电木)
零件温度高于105D低于130D, 如果是单面板选CEM-1(半波纤),如果是双面 板,选FR-4(全波纤).
5.11漆包线材质的选用
参考下表, 具体依实际线材的耐热温度选用.

漆包线材质
使用条件
一般条件
特殊条件
2UEW
ˇ

1UEW

ˇ(客人有雷击要求)
FEW

ˇ(安规要求或初级无温度保险丝的产品,由于此种线的漆膜很不稳定,故一般情况下不宜使用)
PEW
ˇ(绝缘等级在CLASS F
(含)以上的产品)

SFBW

ˇ(用于绝缘等级是CLASS F的产品. 因此线难以购买,若非客人有特别要求,我们一般不用.)
5.12. 绝缘材料:根据产品的绝缘系统来确定产品的绝缘材料.(主要材料以安规报告中所登录的为准).
5.13. 整流线路的选择:
1. 对于UL/CSA的产品安规申请时如有完整的MODEL NO,则以安规申 请时的线路为准.
2. 半波整流电路:适合于输出电流小,对电压纹波要求不高的场合特别适用于高电压小电流的产品.

3. 桥式整流电路:制做简单,效率高,应用最广,一般情况下输出电流在600mA以上,均以桥式整流电路设计.
4.全波整流电路:纹波因素比半波低,变压器伏安值与直流功率之比值比半波 小,直流磁化基本可忽略,但效率不如桥式整流电路,一般情况下输出电流小于600mA才用此电路.
5.14 铁芯的选用.按安规要求做温升,以不同绝缘系统的温升规格要求来确定铁芯材质;但非特殊要求,一般情况下我们设计的产品不使用取向型 (即Z11A35)硅钢片
六、术语定义:
6.1 绕线顺序----见附件D。
6.2 顺向绕线----见附件D。
6.3 反向绕线----见附件D。
6.4 力矩(TORQUE): 是指在转动一个对象时所用的力和旋转圆点到力的作用线垂直距离的乘积.
6.5 同一绕组中心抽头双线并绕表示为: 圈数×2;同一绕组中心抽头单层绕线表示为: 圈数+圈数。
6.6 当地结线和一般结线之定义,具体如下图:

当地结线 一般结线