PCB上的網(wǎng)絡(luò)變壓器耐壓特性怎樣檢測

華強盛電子導讀：當網(wǎng)絡(luò)變壓器組裝在網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備上之后，為了辨別網(wǎng)絡(luò)變壓器與其它器件的耐壓特性問題，本文詳解了應(yīng)當如何去進行測試，分析比較了錯誤和正確方法

如何檢測PCB上的網(wǎng)絡(luò)變壓器耐壓特性

網(wǎng)絡(luò)變壓器生產(chǎn)廠家在每個網(wǎng)絡(luò)變壓器出廠之前都要對其初級線圈-次級線圈之間絕緣層的耐壓強度進行檢測。檢測時，將頻率為50HZ，幅度為1500V交流高壓加在網(wǎng)絡(luò)變壓器初級線圈-次級線圈之間。如果通過絕緣層的電流小于1MA，就被判為耐壓強度合格的產(chǎn)品，反之就被判定耐壓強度不合格的產(chǎn)品。

經(jīng)過檢測的產(chǎn)品存放在倉庫里，其耐壓強度不易變化。因為繞在磁環(huán)上的全部線圈都用黑膠(黑色環(huán)氧樹脂)密封在塑料外殼中。把它們焊在路由器印制板上，經(jīng)過回流焊之后，可能會出現(xiàn)少數(shù)產(chǎn)品耐壓強度降低甚至短路的現(xiàn)象。因為面回流焊過程中，網(wǎng)絡(luò)變壓器的PIN腳要熔融在高溫焊錫中浸泡數(shù)分鐘，錫爐的熱量沿著PIN腳傳至網(wǎng)絡(luò)變壓器內(nèi)部，使期初級線圈-次級線圈間絕緣層的溫度升高。高溫會使少數(shù)產(chǎn)品線圈絕緣層的耐壓強度降低，甚至出現(xiàn)短路現(xiàn)象。

因此，經(jīng)過回流焊之后，需要對焊在路由器印制板上網(wǎng)絡(luò)變壓器初級線圈-次級線圈絕緣層的耐壓強度進行復(fù)測。復(fù)測時，網(wǎng)絡(luò)變壓器仍然焊接在路由器或其它網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備的印制板上。

以下我們以路由器PCB板電路為例：路由器的典型電路圖

圖1所示是由四個雙向通道組成的路由器電路圖。每個雙向通道中都焊接有一個網(wǎng)絡(luò)變壓器。

從圖1看到，在印板上與網(wǎng)絡(luò)變壓器的左端，右出端相聯(lián)接的還有其它元器件。必須要想辦法排除其它元器件的影響才能正確的判斷絕緣層的耐壓強度是否正常。

下面對一些生產(chǎn)路由器，網(wǎng)絡(luò)變壓器公司現(xiàn)用的不恰當?shù)臋z測方法進行分析，并推薦一種能正確查出絕緣層的耐壓強度是否正常的方法。

一種不恰當?shù)臋z測方法

圖2所示是目前有些公司采用的對經(jīng)過回流焊之后的網(wǎng)絡(luò)變壓器初級-次級線圈絕緣層耐壓強度進行復(fù)測的電路。

從圖2看到：來自耐壓測試儀的高壓，經(jīng)過四個RJ45轉(zhuǎn)接頭同時加到四個網(wǎng)絡(luò)變壓器的右端。高壓的負極接地線。

檢測者設(shè)置的與圖2所示復(fù)測方法配套的合格條件如下：

高壓：頻率 50HZ,幅度為1000V交流電壓

絕緣層電流I(絕緣層)的合格范圍： 上限電流I=4MA， 下限電流I=1.6MA

檢測者的意圖是想在一次的測試中能將絕緣層電流超出0.4MA-1MA范圍的單個網(wǎng)絡(luò)變壓器查出來，并判定該網(wǎng)絡(luò)變壓器為不合格產(chǎn)品。

實際上，由于以下兩個原因使得上述復(fù)測方法難以實現(xiàn)測試者的意圖。

原因是網(wǎng)絡(luò)變壓器左端，右出端相聯(lián)接元器件的影響。影響最大的是圖2中的8個1000PF電容和4個網(wǎng)絡(luò)變壓器初級次級線圈之間容量為50PF的線間電容CWW

由于測試時所用交流高壓的頻率只有50HZ,測試電流路徑中數(shù)量級為100UH電感呈現(xiàn)的電抗很小，可作短路處理。圖3是用短導線代替各電感線圈之后的等效測試電路。4個網(wǎng)絡(luò)變壓器與4個RJ45轉(zhuǎn)接頭之間有8個1000PF電容，16個75歐電阻(相當于8個37.5歐電阻)組成位于圖3中間部分的8個串聯(lián)-并聯(lián)支路。

4個網(wǎng)絡(luò)變壓器與4個發(fā)送接收器(TRANSCEIVER)之間的4個線間電容CWW,8個0.1UF電容和次級線圈中心抽頭對地的等效電阻(實測阻值為100歐)組成位于圖3左邊的另外4個串聯(lián)-并聯(lián)支路、

對于頻率為50HZ的測試電壓來說，完全可以短導線代替圖3中100歐與0.1UF并聯(lián)電路，因為50PF呈現(xiàn)的電抗約67M歐遠大于并聯(lián)電路呈現(xiàn)的電抗。另外，圖3中1000PF呈現(xiàn)的電抗(約3.18M歐)也遠大于37.5電阻并聯(lián)值，同樣可以用短路線代替37.5歐電阻。代替后，再將8個1000PF電容和4個50PF電容并聯(lián)成一個容量為8200PF的電容。最后得到圖4所示簡化后的等效測試電路。

在頻率為50HZ，幅度為1000V交流電壓的作用下，流過8200PF電容的電流I為：

式1是在4個絕緣層和8個1000PF電容的漏電流為0情況下的耐壓測試儀輸出電流。

由于有2.576MA的墊底電流，測試者設(shè)置的測試合格條件中的 下限電流I=1.6MA肯定能超過。下限電流的合格條件形同虛設(shè)。測試者設(shè)置的測試合格條件中的上限電流也將由4MA減至1.424MA.

第二個原因是網(wǎng)絡(luò)變壓器初級線圈-次級線圈之間的絕緣層并不是一個固定的電阻。通過固定電阻的電流與加在電阻兩端的電壓成正比，電壓與電流之間有線性關(guān)系。絕緣層的導電性與電阻不一樣。在同樣的AC1000V電壓作用下，有的絕緣層有可能被擊穿，電阻接近0，而沒被擊穿的絕緣層的電阻可能在以10M歐以上，接近開路狀態(tài)。通過絕緣層的電流與加在其兩端的電壓之間沒有線性關(guān)系。由于絕緣層的這種特殊的導電性能，同樣在AC1000V電壓作用下，通過圖1中四個網(wǎng)絡(luò)變壓器初級線圈-次級線圈絕緣層的電流可能相差很大。

以I1 I2 I3 I4相應(yīng)地表示測試時流過4個網(wǎng)絡(luò)變壓器絕緣層的漏電流，則檢測者調(diào)協(xié)的上限電流測試合格條件實際為：

I1+I2+I3+I4<1.424MA

按照式2的要求，復(fù)測將查出漏電流超過1.424MA的產(chǎn)品。如果I1.I2,I3,I4中有一個產(chǎn)品的漏電流超過了1.424MA，四個產(chǎn)品將被判為不合格。因為一個產(chǎn)品的電流超過1.424MA,即使其它三個電流都=0，總電流也超過了上限電流。

復(fù)測也會放過漏電流超過1MA，但小于1.424MA的產(chǎn)品。例如：如果第一個網(wǎng)絡(luò)變壓器絕緣層的漏電流為1.2MA，另外三個絕緣層的漏電流之各小于0.2MA。按照式2,四個產(chǎn)品也將被誤判為合格。因為四個漏電流加起來小于1.424MA的上限值。結(jié)果是放過了大于的漏電流超過1MA的產(chǎn)品。

復(fù)測也會將漏電流小于1MA的產(chǎn)品判為不合格。例如：如果四個產(chǎn)品中的四個絕緣層的漏電流都是0.5MA，四個絕緣層的漏電流之和超過了1.424MA，但每個絕緣層的漏電流都小于1MA，這四個產(chǎn)品也將被誤判為不合格。

由此可見上述檢測方法對不合格絕緣層的漏判為合格，對合格絕緣層的誤判不合格兼而有之，需要改進。

一種能夠查出單個耐壓強度不合格網(wǎng)絡(luò)變壓器絕緣層的測試方法

與圖5所示復(fù)測電路配套的合格條件如下：

高壓：幅度為1414V的直流電壓

絕緣層電流I的合格范圍：上限電流I=1MA

不設(shè)下限電流或?qū)⑾孪揠娏髟O(shè)成：下限電流I=0，因為流過網(wǎng)絡(luò)變壓器絕緣層的電流越小越好

電壓緩升時間和緩降時間：0.1S

檢測時間：1S或稍長

圖5所示檢測電路及與其配套的合格條件具有以下特點：

1高壓采用DC1414V,其幅度與AC1000V的峰值電壓相同。

2采用DC1414V高壓，沒有流過CWW和1000PF電容的墊底電流。上限電流不受影響。

3DC1414V高壓的緩升時間和緩降設(shè)為0.1S，可避免在接通高壓瞬間和切斷高壓瞬間出現(xiàn)的加在檢測電壓上的“毛刺”電壓。

4采用SWITCH K,每次只檢測一個H81601S產(chǎn)品，沒有產(chǎn)品與產(chǎn)品之間的互相牽制，可避免誤判。

缺點是檢測時間要稍長一些。