Прилад для перевірки трансформаторів

«FBTest v1.1», прилад для виявлення короткозамкнених витків.

Спрощена схема включення ВЧ трансформатора flayback блоку живлення

Щоб зрозуміти необхідність перевірки справності ВЧ трансформатора досить розглянути підключення ВЧ трансформатора. При виході з ладу силового ключа, до моменту поки не підуть в обрив драйвер і струмовий датчик по первинній обмотці протікає значний постійний струм.

Що вийшов з ладу струмовий датчик, говорить про значне протікає струмі і сильному нагріванні резисторів

Такий режим роботи хоч і короткочасний, але все ж пов`язаний зі значним нагріванням первинної обмотки, як варіант можлива поява короткозамкнених витків через пошкодження ізоляції дроту в результаті перегріву. Відповідно, в такому випадку, заміна тільки силового ключа, драйвера, датчика струму, генератора - буде безрезультатною, потрібна заміна ВЧ трансформатора. Тому діагностика справності ВЧ трансформатора робить діагностику на порядок дешевше і швидше.

Трохи практики.

Не можна сказати, що немає способу перевірити ВЧ трансформатор, насправді їх безліч. Найпоширеніший це підключення ВЧ трансформатора до імпульсного блоку живлення, якщо блок живлення вийде з режиму, то трансформатор має короткозамкнений виток. Для цього вторинна обмотка тестованого ВЧ трансформатора включається до вторинної обмотки ВЧ трансформатора робочого імпульсного блоку живлення. Слід звернути увагу на той факт, що занадто довгі дроти до тестованого трансформатора можуть зірвати роботу блоку живлення при відсутності несправності в перевіряється трансформаторі.

Червоними крапками відзначені місця підключення ВТОРИННОЇ обмотки перевіряється трансформатора

Даний спосіб вимагає певної вправності і досвіду, і до того ж вимагає попереднього демонтажу тестованого трансформатора.

«FBTest v1.1», прилад для виявлення короткозамкнених витків.

Набагато простіше скористатися готовим / саморобним приладом для виявлення короткозамкнених витків. Такі прилади працюють за принципом різкого падіння добротності коливального контуру при короткозамкнутих витках.

Коливальний контур з високою (вгорі) і низькою (внизу) добротністю.

Якщо порахувати кількість коливань до повного загасання, то можна гарантовано зробити висновки про наявність короткозамкнених витків по добротності котушки.

Історична довідка. Метод використовується для перевірки трансформаторів був ще відомий в середні століття. Ковалі при виготовленні клинка, після кування, загартування і формування - перед виведенням спусків, перевіряли заготовку на предмет прихованих тріщин. Заготівля клинка підвішувалася на мотузку і по ній били металевим прутом, якщо металева заготовка дзвеніла довго, то значить, в ній не було тріщин. В сучасних умовах подібним способом перевіряють кришталевий посуд і скляні плафони люстр при продажу.

«FBTest v1.1» прилад, який можна віднести до серії готових функціональних виробів, тобто має корпус і відразу після покупки готовий до використання. Сам по собі прилад виконаний в лаконічному стилі, на корпусі розміром із сірникову коробку, повністю відсутні органи управління. Завдання приладу порахувати і відобразити кількість імпульсів до загасання, загасанням вважається амплітуда імпульсу менше 15% від початкового.

Габарити «FBTest v1.1» можна охарактеризувати як мінімальні.

Включення приладу здійснюється замиканням щупів, а вимикання відбувається автоматично. Кількість порахованих коливань відображається в шістнадцятковому обчисленні, так як сумнівів не буває більше 16, то вистачає дисплея з одним знакоместу. Сам дисплей виконаний на РКІ, відповідно прилад має мінімальне електроспоживання до 5 мА в піковому режимі. РКІ дисплей захищений від пошкоджень прозорим пластиковим віконцем, так що його можна сміливо кидати в сумку з інструментами, без боязні розчавити дисплей. До основних переваг приладу можна віднести не тільки сверхмалі габарити, але і розмах вхідного вимірювального імпульсу 0.5В, на практиці це означає, що вимір справності трансформатора можна проводити не випаюючи, так як вимірювальний імпульс в принципі не зможе відкрити PN перехід активних елементів.

Корпус приладу відкривається нігтем, під кришкою ми спостерігаємо плату на ATmega48 і пальчиковую батарейку АА.

Плата вимірювача «FBTest v1.1», вид з боку деталей

Плата вимірювача «FBTest v1.1», вид з боку дисплея

На фото не дуже добре видно, але на платі є інтерфейс для внутрисхемного програмування, який закритий бипером. Не дивлячись на велику кількість написів, клеми батарейки не підписані, для орієнтування чорний щуп сидить на мінусі батарейки, він же контакт з пружиною.

Використання приладу.

Так як основні ВЧ трансформатори зустрічаються в нашій майстерні - це трансформатори імпульсних блоків живлення і харчування CCFL ламп в інверторах моніторів то розглядати будемо тільки їх. Судячи з назви FBTtest, прилад спочатку замислювався для перевірки малих трансформаторів ТВС / ТДКС (англ. Flyback transformer (FBT)), які мали тенденцію виходити з ладу, при цьому мати високий цінник, що б тримати подібний ЗІП на підміну.
Сучасний комерційний імпульсний блок живлення має конструкцію, яка забезпечує високий ресурс ВЧ трансформатора, тому можливість виходу трансформатора безпосередньо залежить від виходу з ладу силового ключа або гріфліка. Інша картина спостерігається в промисловому імпульсному блоці живлення, вплив агресивних середовищ, висока вологість, різкі перепади температури роблять слабким місцем саме трансформатор, який в свою чергу виводить з ладу силовий ключ. Найчастіше страждають ВЧ трансформатори в зарядний пристрій для акумуляторів, в зварювальних інверторах, які зберігаються в гаражах і на балконах. У зв`язку з цим при ремонті прилад актуальне при ремонті промислових імпульсних блоків живлення. Для діагностики комерційних варіантів блоків живлення - зручний, але не обов`язковий інструмент, справа навіть не в тому, що в них трансформатори не часто виходять з ладу, а в тому, що перемотування трансформатора задоволення трудомістке і відповідно недешеве. Частина ремонтних майстерень при ремонті не займається перемотуванням трансформаторів, а купити новий, не завжди представляється можливим.
Трансформатори в інверторах LCD моніторах мають велику ймовірність виходу з ладу по відношенню до трансформаторів в блоках харчування, з чим це пов`язано точно сказати не можемо, але доводилося мотати ВЧ трансформатори, процес більш складний, ніж мотати ВЧ трансформатор для БП.

Трансформатори розпалювання ламп CCFL перевіряти набагато простіше, в основній своїй масі це трансформатор з явно вираженими обмотками, у яких прилад може перевірити тільки первинну обмотку (з боку силових ключів), вторинну обмотку (з боку CCFL ламп) пристрій не виявляє, занадто мала напруга імпульсу . Результати вимірювання підтверджують практику.

Несправний трансформатор інвертора CCFL ламп

Цей же несправний трансформатор, закорачивается обмотку в обриві.

Цей же несправний трансформатор, закорачивается обмотку, яка звонится як 1280ом.

Справний трансформатор інвертора CCFL ламп

З трансформаторами імпульсного БП все трохи складніше, велика кількість обмоток, як мінімум одна первинна, одна вторинна (може бути більше), одна для харчування ШІМ. Перевіряти є сенс тільки первинну обмотку, так як інші показують повна маячня, причому незалежно, упаяний або випаяний трансформатор. Знайти несправний трансформатор не вдалося, тому короткозамкнений виток емулюючи перемичкою.

Справний трансформатор імпульсного БП

Несправностей трансформатор імпульсного БП

Якщо не вистачає навичок визначити первинну обмотку, перевіряйте всі обмотки, якщо хоч одна дасть цифру понад 4, то ВЧ трансформатор справний.

На жаль, прилад не може визначити короткозамкнені витки на НЧ трансформаторах, трансформатори виконані на пермалой (набір з Ш-образні тонких пластин) недоступні для діагностики.

Вимірювання які ми не можемо пояснити.

Приклад свідомо несправного трансформатора, який як не дивно визначається справним.

Показання FBTest v1.1, на свідомо несправному трансформаторі