检测PCB板上的网络变压器耐压特性的正确方法

　　华强盛电子导读：当网络变压器组装在网络通讯设备上之后，为了辨别网络变压器与其它器件的耐压特性问题，本文详解了应当如何去进行测试，分析比较了错误和正确方法

如何检测PCB上的网络变压器耐压特性

　　网络变压器生产厂家在每个网络变压器出厂之前都要对其初级线圈-次级线圈之间绝缘层的耐压强度进行检测。检测时，将频率为50HZ，幅度为1500V交流高压加在网络变压器初级线圈-次级线圈之间。如果通过绝缘层的电流小于1MA，就被判为耐压强度合格的产品，反之就被判定耐压强度不合格的产品。

　　经过检测的产品存放在仓库里，其耐压强度不易变化。因为绕在磁环上的全部线圈都用黑胶(黑色环氧树脂)密封在塑料外壳中。把它们焊在路由器印制板上，经过回流焊之后，可能会出现少数产品耐压强度降低甚至短路的现象。因为面回流焊过程中，网络变压器的PIN脚要熔融在高温焊锡中浸泡数分钟，锡炉的热量沿着PIN脚传至网络变压器内部，使期初级线圈-次级线圈间绝缘层的温度升高。高温会使少数产品线圈绝缘层的耐压强度降低，甚至出现短路现象。

　　因此，经过回流焊之后，需要对焊在路由器印制板上网络变压器初级线圈-次级线圈绝缘层的耐压强度进行复测。复测时，网络变压器仍然焊接在路由器或其它网络通讯设备的印制板上。

　　以下我们以路由器PCB板电路为例：路由器的典型电路图

　　图1所示是由四个双向通道组成的路由器电路图。每个双向通道中都焊接有一个网络变压器。

　　从图1看到，在印板上与网络变压器的左端，右出端相联接的还有其它元器件。必须要想办法排除其它元器件的影响才能正确的判断绝缘层的耐压强度是否正常。

　　下面对一些生产路由器，网络变压器公司现用的不恰当的检测方法进行分析，并推荐一种能正确查出绝缘层的耐压强度是否正常的方法。

　　一种不恰当的检测方法

　　图2所示是目前有些公司采用的对经过回流焊之后的网络变压器初级-次级线圈绝缘层耐压强度进行复测的电路。

　　从图2看到：来自耐压测试仪的高压，经过四个RJ45转接头同时加到四个网络变压器的右端。高压的负极接地线。

　　检测者设置的与图2所示复测方法配套的合格条件如下：

　　高压：频率 50HZ,幅度为1000V交流电压

　　绝缘层电流I(绝缘层)的合格范围：上限电流I=4MA，下限电流I=1.6MA

　　检测者的意图是想在一次的测试中能将绝缘层电流超出0.4MA-1MA范围的单个网络变压器查出来，并判定该网络变压器为不合格产品。

　　实际上，由于以下两个原因使得上述复测方法难以实现测试者的意图。

　　原因是网络变压器左端，右出端相联接元器件的影响。影响最大的是图2中的8个1000PF电容和4个网络变压器初级次级线圈之间容量为50PF的线间电容CWW

　　由于测试时所用交流高压的频率只有50HZ,测试电流路径中数量级为100UH电感呈现的电抗很小，可作短路处理。图3是用短导线代替各电感线圈之后的等效测试电路。4个网络变压器与4个RJ45转接头之间有8个1000PF电容，16个75欧电阻(相当于8个37.5欧电阻)组成位于图3中间部分的8个串联-并联支路。

　　4个网络变压器与4个发送接收器(TRANSCEIVER)之间的4个线间电容CWW,8个0.1UF电容和次级线圈中心抽头对地的等效电阻(实测阻值为100欧)组成位于图3左边的另外4个串联-并联支路、

　　对于频率为50HZ的测试电压来说，完全可以短导线代替图3中100欧与0.1UF并联电路，因为50PF呈现的电抗约67M欧远大于并联电路呈现的电抗。另外，图3中1000PF呈现的电抗(约3.18M欧)也远大于37.5电阻并联值，同样可以用短路线代替37.5欧电阻。代替后，再将8个1000PF电容和4个50PF电容并联成一个容量为8200PF的电容。最后得到图4所示简化后的等效测试电路。

　　在频率为50HZ，幅度为1000V交流电压的作用下，流过8200PF电容的电流I为：

　　式1是在4个绝缘层和8个1000PF电容的漏电流为0情况下的耐压测试仪输出电流。

　　由于有2.576MA的垫底电流，测试者设置的测试合格条件中的下限电流I=1.6MA肯定能超过。下限电流的合格条件形同虚设。测试者设置的测试合格条件中的上限电流也将由4MA减至1.424MA.

　　第二个原因是网络变压器初级线圈-次级线圈之间的绝缘层并不是一个固定的电阻。通过固定电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比，电压与电流之间有线性关系。绝缘层的导电性与电阻不一样。在同样的AC1000V电压作用下，有的绝缘层有可能被击穿，电阻接近0，而没被击穿的绝缘层的电阻可能在以10M欧以上，接近开路状态。通过绝缘层的电流与加在其两端的电压之间没有线性关系。由于绝缘层的这种特殊的导电性能，同样在AC1000V电压作用下，通过图1中四个网络变压器初级线圈-次级线圈绝缘层的电流可能相差很大。

　　以I1 I2 I3 I4相应地表示测试时流过4个网络变压器绝缘层的漏电流，则检测者调协的上限电流测试合格条件实际为：

　　I1+I2+I3+I4<1.424MA

　　按照式2的要求，复测将查出漏电流超过1.424MA的产品。如果I1.I2,I3,I4中有一个产品的漏电流超过了1.424MA，四个产品将被判为不合格。因为一个产品的电流超过1.424MA,即使其它三个电流都=0，总电流也超过了上限电流。

　　复测也会放过漏电流超过1MA，但小于1.424MA的产品。例如：如果第一个网络变压器绝缘层的漏电流为1.2MA，另外三个绝缘层的漏电流之各小于0.2MA。按照式2,四个产品也将被误判为合格。因为四个漏电流加起来小于1.424MA的上限值。结果是放过了大于的漏电流超过1MA的产品。

　　复测也会将漏电流小于1MA的产品判为不合格。例如：如果四个产品中的四个绝缘层的漏电流都是0.5MA，四个绝缘层的漏电流之和超过了1.424MA，但每个绝缘层的漏电流都小于1MA，这四个产品也将被误判为不合格。

　　由此可见上述检测方法对不合格绝缘层的漏判为合格，对合格绝缘层的误判不合格兼而有之，需要改进。

　　一种能够查出单个耐压强度不合格网络变压器绝缘层的测试方法

　　图5所示是一种能够查出单个耐压不良网络变压器绝缘层的测试电路

　　与图5所示复测电路配套的合格条件如下：

　　高压：幅度为1414V的直流电压

　　绝缘层电流I的合格范围：上限电流I=1MA

　　不设下限电流或将下限电流设成：下限电流I=0，因为流过网络变压器绝缘层的电流越小越好

　　电压缓升时间和缓降时间：0.1S

　　检测时间：1S或稍长

　　图5所示检测电路及与其配套的合格条件具有以下特点：

　　1高压采用DC1414V,其幅度与AC1000V的峰值电压相同。

　　2采用DC1414V高压，没有流过CWW和1000PF电容的垫底电流。上限电流不受影响。

　　3DC1414V高压的缓升时间和缓降设为0.1S，可避免在接通高压瞬间和切断高压瞬间出现的加在检测电压上的“毛刺”电压。

　　4采用SWITCH K,每次只检测一个H81601S产品，没有产品与产品之间的互相牵制，可避免误判。

　　缺点是检测时间要稍长一些。

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