Как проверить трансформатор импульсного блока питания. Как мультиметром проверить импульсный трансформатор
Трансформатор является простым электротехническим устройством и служит для преобразования напряжения и тока. На общем магнитном сердечнике наматываются входная и одна или несколько выходных обмоток. Подаваемое на первичную обмотку переменное напряжение индуцирует магнитное поле, которое вызывает появление переменного напряжения такой же частоты во вторичных обмотках. В зависимости от соотношения числа витков изменяется коэффициент передачи.
Для проверки неисправностей трансформатора прежде всего надо определить выводы всех его обмоток. Это можно сделать по его , где указываются номера выводов, обозначение типа (тогда можно воспользоваться справочниками), при достаточно большом размере даже есть рисунки. Если трансформатор непосредственно в каком-то электронном приборе, то все это прояснят принципиальная электрическая схема на устройство и спецификация.
Определив все выводы, мультиметром можно проверить два дефекта: обрыв обмотки и замыкание ее на корпус или другую обмотку.
Для определения обрыва надо «прозвонить» в режиме омметра по очереди каждую обмотку, отсутствие показаний («бесконечное» сопротивление) указывает на обрыв.
На цифровом мультиметре могут быть недостоверные показания при проверке обмоток с большим числом витков из-за их высокой индуктивности.
Для поиска замыкания на корпус один щуп мультиметра подсоединяется к выводу обмотки, а вторым поочередно касаются выводов других обмоток (достаточно одного любого из двух) и корпуса (место контакта нужно зачистить от краски и лака). Короткого замыкания быть не должно, проверить так необходимо каждый вывод.
Межвитковое замыкание трансформатора: как определить
Еще один распространенный дефект трансформаторов – межвитковое замыкание, распознать его лишь с помощью мультиметра практически невозможно. Тут могут помочь внимательность, острое зрение и обоняние. Проволока изолируется только за счет своего лакового покрытия, при пробое изоляции между соседними витками сопротивление все равно остается, что приводит к местному нагреву. При визуальном осмотре на исправном трансформаторе не должно быть почернений, потеков или вздутия заливки, обугливания бумаги, запаха гари.
В случае, если тип трансформатора определен, то по справочнику можно узнать сопротивление его обмоток. Для этого используем мультиметр в режиме мегомметра. После измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора сравниваем со справочным: отличия более чем в 50% указывают на неисправность обмотки. Если сопротивление обмоток трансформатора не указано, то всегда приводится количество витков, и тип провода и теоретически, при желании, его можно вычислить.
Можно ли проверить бытовые понижающие трансформаторы?
Можно попробовать проверить мультиметром и распространенные классические понижающие трансформаторы, используемые в блоках питания для различных устройств с входным напряжением 220 вольт и выходным постоянным от 5 до 30 вольт. Осторожно, исключив возможность коснуться оголенных проводов, подается на первичную обмотку 220 вольт.
При появлении запаха, дыма, треска выключить надо сразу, эксперимент неудачен, первичная обмотка неисправна.
Если все нормально, то прикасаясь только щупами тестера, измеряется напряжение на вторичных обмотках. Отличие от ожидаемых более чем на 20% в меньшую сторону говорит о неисправности этой обмотки.
Для сварки в домашних условиях необходим функциональный и производительный аппарат, приобретение которого сейчас слишком дорогое удовольствие. Собрать из подручных материалов вполне возможно, предварительно изучив соответствующую схему.
Что такое солнечные батареи и как с их помощью создать систему домашнего энергоснабжения, расскажет на эту тему.
Может помочь мультиметр и в случае, если имеется такой же, но заведомо исправный трансформатор. Сравниваются сопротивления обмоток, разброс менее 20% является нормой, но надо помнить, что для значений меньше 10 Ом не каждый тестер сможет дать верные показания.
Мультиметр сделал все, что мог. Для дальнейшей проверки понадобятся уже и осциллограф.
Подробная инструкция: как проверить трансформатор мультиметром на видео
Н.Тюнин
Проверка импульсных трансформаторов (ИТ), используемых в источниках питания и выходных каскадах строчной развертки (ТДКС) современных телевизоров, с помощью омметра (даже цифрового) не дает положительных результатов. Причина заключается в том, что обмотки ИТ, за исключением высоковольтных обмоток ТДКС, имеют очень низкое активное сопротивление. Самый простой (но не самый доступный) способ заключается в измерении индуктивностей обмоток и сравнении их с паспортными данными, если они есть. Другой способ, предложенный в , заключается в проверке ИТ с помощью НЧ-генератора, работающего на резонансной частоте контура, образованного внешним конденсатором С1 и обмоткой ИТ Т1 (рис. 1).
Предлагаемый способ проверки ИТ не требует наличия отдельного генератора, а использует имеющийся практически в каждом осциллографе калибратор. Как правило, это генератор прямоугольных импульсов частотой 1.. .2 кГц. Проверяемый трансформатор подключают к осциллографу по схеме, представленной на рис. 2. Осциллограмма 1 (рис. 3) соответствует форме выходного сигнала калибратора, когда он не подключен к ИТ, а осциллограмма 2 - форме сигнала в контрольной точке КТ (см. рис. 2) после подключения калибратора к первичной обмотке Т1. Если продифференцированные импульсы присутствуют в контрольной точке и амплитуда сигнала Um2 примерно соответствует амплитуде выходного сигнала калибратора Um1, то проверяемый ИТ можно считать исправным. Если импульсов нет, то можно сделать однозначный вывод, что одна из обмоток ИТ имеет короткое замыкание. Возможен вариант, когда сигнал имеет форму, показанную на осциллограмме 3 (см. рис. 3) и его амплитуда сильно занижена. Это свидетельствует о том, что в одной из обмоток ИТ имеются короткозамкнутые витки.
Предлагаемый способ проверки можно с успехом применять, не выпаивая ИТ из схемы. В этом случае отключают один из выводов первичной обмотки от схемы и подключают к выходу калибратора (см. рис. 2) и проверяют ИТ в указанной выше последовательности. Форма сигнала на исправном ИТ должна соответствовать осциллограмме 2 (см. рис. 3). Если неисправен один из диодов вторичных выпрямителей в схеме или в одной из обмоток ИТ имеются короткозамкнутые витки, то форма сигнала будет соответствовать осциллограмме 3.
Литература
А. Родин, Н. Тюнин. Ремонт импортных телевизоров. Ремонт, Выпуск 9. Москва: Солон, 2000.
[email protected]
Считаю необходимым высказать свое мнение по поводу сомнительных советов в разных источниках о "методиках резонансных проверок трансформаторов" с использованием генератора ЗЧ. Резонансная частота трансформатора зависит от числа витков, диаметра провода, свойств материала сердечника, высоты зазора. Много лет тому назад методом закорачивания части витков катушки, магнитной антенны (аналогично и в трансформаторе), резонанс смещали выше по частоте без особого ущерба для работы в "резонансе". Поэтому витковые замыкания не сказываются на отсутствии резонанса, а только повышает его частоту, снижая добротность. Форма синусоиды закороченными обмотками, не искажается, а применять импульсы вообще не разумно по причине возникновения импульсов ударного возбуждения.
На форму импульса может влиять насыщение сердечника. Но тогда о каком резонансе речь и какой мощности должен быть генератор? По ряду причин может наблюдаться несколько резонансов. Так что можно только сожалеть о напрасно потраченном времени, реализуя такие советы.
Трансформаторы импульсных блоков питания выходят из строя, чаще всего, по причине разогрева первичной обмотки, когда происходит короткое замыкание (КЗ) в силовых ключах. Это особенно часто происходит в небольших по размеру трансформаторах, и трансформаторах намотанных тонким проводом, например в блоках питания современных видеомагнитофонах и ведеоплейеров. Провод за короткое время сильно разогревается, при этом происходит разрушение изоляции. В результате возникают межвитковые замыкания, резко снижающие добротность, что нарушает режим работы автогенератора.
В схемах с внешним возбуждением срабатывают различные защиты, в том числе и по току, блокирующие работу импульсных источников питания(ИИП), защищающие микросхемы и силовые ключи. При анализе неисправности следует считать, что повышенное напряжение на вторичках и работа в "разнос" показатель нормального качества трансформатора.
Один из наиболее сложных дефектов - "мерцающее КЗ", то есть проявляющиеся периодически. Это связано с электромеханическими явлениями, в частности перетирание витков обмоток плохо натянутых или не закрепленных по требованиям технологии намотки. Неравномерный нагрев разных обмоток и их расширение, с учетом вибрации в магнитном поле, создает условия для локального разрушения изоляции и возникновения "мерцающих" межвитковых замыканий. Тогда силовые ключи выходят из строя внезапно, и как бы беспричинно.
Такие проблемы вообще требуют специальных методов диагностики с применением активного режима работы трансформатора. Большое количество вариантов приборов для проверки на КЗ обмоток проблему не решают, и в практике ремонта не прижились в виду малой достоверности результатов проверок. Предлагается доступный метод контроля качества трансформаторов, в "домашних" условиях. Для этого используется подключение низковольтной обмотки трансформатора импульсного блока питания (БП), или накальной обмотки ТДКС к выводам накала работающего телевизора, примерно так, как показано на рисунках. При этом телевизор используется в качестве генератора мощных импульсов. Наличие КЗ витков легко определяется по перегрузке источника импульсов. Но практичнее использовать для этих целей генератор автора, на базе стандартного ИИП. Об одном из вариантов такого устройства можно прочитать
Рис.1 Вариант для накала
Рис.2 Вариант для БП
Для тестирования ТДКС удобнее применять работающий ИИП, используя его в качестве генератора импульсов. ТДКС выпаивают и включают по схеме проверки, как высоковольтный преобразователь для получения ускоряющего напряжения Рис 2. Высоковольтный вывод ТДКС необходимо соединить с отрицательным выводом умножителя через простейший разрядник. Можно использовать провод с двумя зажимами типа "крокодил". Импульсы, генерируемые, ИИП имитируют работу ТДКС в рабочем режиме. Импульсное питание от обмотки ИИП обеспечивает работу умножителя и на его выводах + / - возникает высокое напряжение 10 - 18 кВ. Это напряжение пробивает разрядный промежуток и наблюдается в виде искры. Для нормально работающих и исправных ТДКС искра в разрядном промежутке достигает 2 - 4 см. Таким образом можно безопасно обнаружить места пробоя изоляции корпуса ТДКС так называемые "свищи".
Не смотря на высокие напряжения токи безопасны, но применение стандартных требований техники безопасности не повредит.
Дополнительную, полезную информацию, по ремонту телевизоров можно получить из раздела нашего Форума.
Часто нужно ознакомиться заранее с вопросом о том, как проверить трансформатор. Ведь при выходе его из строя или нестабильной работе будет сложно искать причину отказа оборудования. Это простое электротехническое устройство можно продиагностировать обычным мультиметром. Рассмотрим, как это сделать.
Что собой представляет оборудование?
Как проверить трансформатор, если не знаем его конструкцию? Рассмотрим принцип действия и разновидности простого оборудования. На магнитный сердечник наносят витки медной проволоки определенного сечения так, чтобы оставались выводы для подающей обмотки и вторичной.
Передача энергии во вторичную обмотку производится бесконтактным способом. Тут уже становится почти ясно, как проверить трансформатор. Аналогично прозванивается обычная индуктивность омметром. Витки образуют сопротивление, которое можно измерить. Однако такой способ применим, когда известна заданная величина. Ведь сопротивление может измениться в большую или меньшую сторону в результате нагрева. Это называется межвитковое замыкание.
Такое устройство уже не будет выдавать эталонное напряжение и ток. Омметр покажет только обрыв в цепи или полное короткое замыкание. Для дополнительной диагностики используют проверку замыкания на корпус тем же омметром. Как проверить трансформатор, не зная выводов обмоток?
Это определяется по толщине выходящих проводов. Если трансформатор понижающий, то выводные проводники будут толще подводящих. И соответственно, наоборот: у повышающего вводные провода толще. Если две обмотки выходные, то толщина может быть одинаковой, про это следует помнить. Самый верный способ посмотреть маркировку и найти технические характеристики оборудования.
Виды
Трансформаторы делятся на следующие группы:
- Понижающие и повышающие.
- Силовые чаще служат для уменьшения подводящего напряжения.
- Трансформаторы тока для подачи потребителю постоянной величины тока и ее удержания в заданном диапазоне.
- Одно- и многофазные.
- Сварочного назначения.
- Импульсные.
В зависимости от назначения оборудования изменяется и принцип подхода к вопросу о том, как проверить обмотки трансформатора. Мультиметром можно прозвонить лишь малогабаритные устройства. Силовые машины уже требуют иного подхода к диагностике неисправностей.
Метод прозвонки
Метод диагностики омметром поможет с вопросом о том, как проверить трансформатор питания. Прозванивать начинают сопротивление между выводами одной обмотки. Так устанавливают целостность проводника. Перед этим проводят осмотр корпуса на отсутствие нагаров, наплывов в результате нагрева оборудования.
Далее замеряют текущие значения в Омах и сравнивают их с паспортными. Если таковых не имеется, то потребуется дополнительная диагностика под напряжением. Прозвонить рекомендуется каждый вывод относительно металлического корпуса устройства, куда подключаются заземление.
Перед проведением замеров следует отключить все концы трансформатора. Отсоединить от цепи их рекомендуется и в целях собственной безопасности. Также проверяют наличие электронной схемы, которая часто присутствует в современных моделях питания. Её также следует выпаять перед проверкой.
Бесконечное сопротивление говорит о целой изоляции. Значения в несколько килоом уже вызывают подозрения о пробое на корпус. Также это может быть за счет скопившейся грязи, пыли или влаги в воздушных зазорах устройства.
Под напряжением
Испытания с поданным питанием проводятся, когда стоит вопрос о том, как проверить трансформатор на Если мы знаем величину питающего напряжения устройства, для которого предназначен трансформатор, то замеряют вольтметром значение холостого хода. То есть провода выводные находятся в воздухе.
Если значение напряжения отличается от номинального, то делают выводы о межвитковом замыкании в обмотках. Если при работе устройства слышны треск, искрение, то такой трансформатор лучше сразу выключить. Он неисправен. Существуют допустимые отклонения при измерениях:
- Для напряжения значения могут отличаться на 20%.
- Для сопротивления нормой является разброс значений в 50% от паспортных.
Замер амперметром
Разберемся, как проверить трансформатор тока. Его включают в цепь: штатную либо собственно изготовленную. Важно, чтобы значение тока было не меньше номинального. Замеры амперметром проводят в первичной цепи и во вторичной.
Ток в первичной цепи сравнивают со вторичными показаниями. Точнее, делят первые значения на замеренные во вторичной обмотке. Коэффициент трансформации следует взять из справочника и сравнить с полученными расчетами. Результаты должны быть одинаковыми.
Трансформатор тока нельзя замерять на холостом ходу. На вторичной обмотке в таком случае может образоваться слишком способное повредить изоляцию. Также следует соблюдать полярность подключения, что повлияет на работу всей подключенной схемы.
Типичные неисправности
Перед тем как проверить трансформатор микроволновки, приведем частые разновидности поломок, устраняемых без мультиметра. Часто устройства питания выходят из строя вследствие короткого замыкания. Оно устанавливается путем осмотра монтажных плат, разъемов, соединений. Реже происходит механическое повреждение корпуса трансформатора и его сердечника.
Механический износ соединений выводов трансформатора происходит на движущихся машинах. Большие питающие обмотки требуют постоянного охлаждения. При его отсутствии возможен перегрев и оплавление изоляции.
ТДКС
Разберемся, как проверить импульсный трансформатор. Омметром можно будет установить только целостность обмоток. Работоспособность устройства устанавливается при подключении в схему, где участвует конденсатор, нагрузка и звуковой генератор.
На первичную обмотку пускают импульсный сигнал в диапазоне от 20 до 100 кГц. На вторичной же обмотке делают замеры величины осциллографом. Устанавливают присутствие искажений импульса. Если они отсутствуют, делают выводы об исправном устройстве.
Искажения осциллограммы говорят о подпорченных обмотках. Ремонтировать такие устройства не рекомендуется самостоятельно. Их настраивают в лабораторных условиях. Существуют и другие схемы проверки импульсных трансформаторов, где исследуют присутствие резонанса на обмотках. Его отсутствие свидетельствует о неисправном устройстве.
Также можно сравнивать форму импульсов, поданных на первичную обмотку и вышедших со вторичной. Отклонение по форме также говорит о неисправности трансформатора.
Несколько обмоток
Для замеров сопротивления освобождают концы от электрических соединений. Выбирают любой вывод и замеряют все сопротивления относительно остальных. Рекомендуется записывать значения и маркировать проверенные концы.
Так мы сможем определить тип соединения обмоток: со средними выводами, без них, с общей точкой подключения. Чаще встречаются с отдельным подключением обмоток. Замер получится сделать только с одним из всех проводов.
Если имеется общая точка, то сопротивление замерим между всеми имеющимися проводниками. Две обмотки со средним выводом будут иметь значения только между тремя проводами. Несколько выводов встречается в трансформаторах, рассчитанных на работу в нескольких сетях номиналом 110 или 220 Вольт.
Нюансы диагностики
Гул при работе трансформатора является нормальным, если это специфичные устройства. Только искрение и треск свидетельствуют о неисправности. Часто и нагрев обмоток - это нормальная работа трансформатора. Чаще это наблюдается у понижающих устройств.
Может создаваться резонанс, когда вибрирует корпус трансформатора. Тогда следует его просто закрепить изоляционным материалом. Работа обмоток значительно меняется при неплотно затянутых или загрязненных контактах. Большинство проблем решается зачисткой металла до блеска и новой обтяжкой выводов.
При замерах значений напряжения и тока следует учитывать температуру окружающей среды, величину и характер нагрузки. Контроль подводящего напряжения также необходим. Проверка подключения частоты обязательна. Азиатская и американская техника рассчитана на 60 Гц, что приводит к заниженным выходным значениям.
Неумелое подключение трансформатора может привести к неисправности устройства. Ни в коем случае не подсоединяют к обмоткам постоянное напряжение. Витки быстро оплавятся в противном случае. Аккуратность в замерах и грамотное подключение помогут не только найти причину поломки, но и, возможно, устранить ее безболезненным способом.
Начинающим радиолюбителям очень полезно уметь и знать, как проверить трансформатор . Такие знания полезны по той причине, что позволяют сэкономить время и деньги. В большинстве линейных блоков питания львиную долю стоимости составляет трансформатор. Поэтому, если в руках оказался трансформатор с неизвестными параметрами не спешите его выбрасывать. Лучше возьмите в руки мультиметр. Также для некоторых опытов нам понадобится лампа накаливания с патроном.
С целью более осознанного выполнения дальнейших опытов и экспериментов следует понимать, как устроен и работает трансформатор трансформатора. Рассмотрим здесь это в упрощенной форме.
Простейший трансформатор представляет собой две обмотки, намотанных на сердечник или магнитопровод. Каждая обмотка представляет собой изолированные друг от друга проводники. А сердечник набирается из тонких изолированных друг от друга листов из специальной электротехнической стали. На одну из обмоток, называемую первичной, подается напряжение, а со второй, называемой вторичной, оно снимается.
При подаче переменного напряжения на первичную обмотку, поскольку электрическая цепь замкнута, то в ней создается пуль для протекания переменного электрического тока. Вокруг проводника с переменным током всегда образуется переменное магнитное поле. Магнитное поле замыкается и усиливается посредством сердечника магнитопровода и наводит во вторичной обмотке переменную электродвижущую силу ЭДС. При подключении нагрузки ко вторично обмотке в ней протекает переменный ток i 2 .
Этих знаний на еще не достаточно, чтобы полностью понимать, как проверить трансформатор мультиметром. Поэтому рассмотрим еще ряд полезных моментов.
Как проверить трансформатор мультимтером правильно
Не вникая в подробности, которые здесь ни к чему, заметим, что ЭДС, как и напряжение, определяется числом витков обмотки при прочих равных параметрах
E ~ w.
Чем больше витков, тем выше значение ЭДС (или напряжения) обмотки. В большинстве случаев мы имеем дело с понижающими трансформаторами. На их первичную обмотку подают высокое напряжение 220 В (230 В по-новому ГОСТу), а со вторичной обмотки снимается низкое напряжение: 9 В, 12 В, 24 В и т.д. Соответственно и число витков также будет разным. В первом случае оно выше, а во втором ниже.
Так как
E 1 > E 2 ,
то
w 1 > w 2 .
Также, не приводя обоснований, заметим, что мощности обоих обмоток всегда равны:
S 1 = S 2 .
А так как мощность – это произведение тока i на напряжение u
S = u∙i ,
то
S 1 = u 1 ∙i 1 ; S 2 = u 2 ∙i 2 .
Откуда получаем простое уравнение:
u 1 ∙i 1 = u 2 ∙i 2 .
Последнее выражение имеет для нас большой практический интерес, который заключается в следующем. Для сохранения баланса мощностей первичной и вторичной обмоток при увеличении напряжения нужно снижать ток. Поэтому в обмотке с большим напряжением протекает меньший ток и наоборот. Проще говоря, поскольку в первичной обмотке напряжение выше, чем во вторичной, то ток в ней меньше, чем во вторичной. При этом сохраняется пропорция. Например, если напряжение выше в 10 раз, то ток ниже в те же 10 раз.
Отношение числа витков или отношение ЭДС первичной обмотки ко вторичной называют коэффициентом трансформации:
k т = w 1 / w 2 = E 1 / E 2 .
Из приведенного выше, мы можем сделать важнейший вывод, который поможет нам понять, как проверить трансформатор мультиметром.
Вывод заключается в следующем. Поскольку первичная обмотка трансформатора рассчитана на более высокое напряжение (220 В, 230 В) относительно вторичной (12 В, 24 В и т.д.), то она мотается большим числом витков. Но при этом в ней протекает меньший ток, поэтому применяется более тонкий провод большей длины. Отсюда следует, что первичная обмотка понижающего трансформатора обладает большим сопротивлением , чем вторичная .
Поэтому с помощью мультиметра уже можно определить, какие выводы являются выводами первичной обмотки, а какие вторичной, путем измерения и сравнения их сопротивлений.
Как определить обмотки трансформатора
Измерив сопротивление обмоток, мы узнали, как из них рассчитана на более высокое напряжение. Но мы еще не знаем, можно ли на нее подавать 220 В. Ведь более высокое напряжение еще на означает 220 В. Иногда попадаются трансформаторы, рассчитаны на работу от мети переменного тока 110 В и 127 В или меньшее значение. Поэтому если такой трансформатор включить в сеть 220 В, он попросту сгорит.
В таком случае опытные электрики поступают так. Берут лампу накаливания и последовательно соединяют с предполагаемой первичной обмоткой. Далее один вывод обмотки и вывод лампочки подключают в сеть 220 В. Если трансформатор рассчитан на 220 В, то лампа не засветится , так как приложенное напряжение 220 В полностью уравновешивается ЭДС самоиндукции обмотки. ЭДС и приложенное напряжение направлены встречно. Поэтому через лампу накаливания будет протекать небольшой – ток холостого хода трансформатора. Величина этого тока недостаточна для разогрева нити лампы накаливания. По этой причине лампа не светится.
Если лампа засветится даже в полнакала, то на такой трансформатор нельзя подавать 220 В; он не рассчитан на такое напряжение.
Очень часто можно встретить трансформатор, имеющий много выводов. Это значит, что он имеет несколько вторичных обмоток. Узнать напряжение каждой из них можно узнать следующим образом.
Раньше мы рассмотрели, как проверить трансформатор мультиметром и определить по отношению сопротивления первичную обмотку. Также с помощью лампы накаливания можно убедится в том, что она рассчитана на 220 В (230 В).
Теперь дело осталось за малым. Подаем на первичную обмотку 220 В и выполняем измерение переменного напряжения на выводах оставшихся обмоток с помощью мультиметра.
Соединение обмоток трансформатора
Вторичные обмотки трансформатора соединяют последовательно и реже параллельно. При последовательном соединении обмотки могут включаться согласно и встречно.
Согласное соединение обмоток трансформатора применяют с целью получения большей величины напряжения, чем дает одна из обмоток. При согласном соединении начало одной обмотки, обозначаемое на чертежах электрических схем точкой или крестиком, соединяется с концом предыдущей. Здесь следует помнить, что максимальный ток всех соединенных обмоток не должен превышать значения той, которая рассчитана на наименьший ток.
При встречном соединении начала или концы обмоток соединяются вместе. При встречном соединении ЭДС направлены встречно. На выводах получают разницу ЭДС: от большего значения отнимается меньшее значение. Если соединить встречно две обмотки с равными значениями ЭДС, то на выводах будет ноль.
Теперь мы знаем, как, как проверить трансформатор мультиметром, а также можем найти первичную и вторичную обмотки.
