平板电源超薄变压器失效模式和改进详解.pptx

平板电源超薄变压器 失效模式分析与选型改进 质量管理部 王磊 2014年12月 近年来，随着家电技术的扁平化发展和成本竞争，电源变压器出现了更加超薄的趋势，为适应超薄化的要求，降低成本，所有绕组必须绕制在槽宽一个只有不足5毫米骨架槽内的，绕组间的绝缘只有靠三层绝缘线和漆包线自身的绝缘强度来保证，这样势必带来和以前CRT电视的传统变压器完全不一样制约和问题，CRT电视电源空间较大，因此变压器有足够的空间距离来保障绝缘强度。如前6mm后3mm无纺带绝缘。而LED电视空间较小，因此变压器只能依靠材料，如采用三层绝缘线来满足电气绝缘。 问题提出 事实证明经过1年多使用，几乎每个供应商的部分变压器产品在平板电视的生产和销售环节都出现安全性击穿不良、产品开路性早期失效现象。特别是耐压击穿，涉及到平板电视的整机市场安全风险，严重制约了产品的高质量生产和市场信誉。 因此，超薄变压器的失效分析与改进无疑是一个急需解决的难题！ 问题提出 超薄变压器的三种失效模式及分析 模式一：三层绝缘线损伤击穿性失效 模式二：三层绝缘线焊接热熔损性失效 模式三：防潮试验后击穿性失效 模式一：三层绝缘线损伤击穿性失效 前言：LED电视批量生产的过程中，多家供货商产品都 不同程度的出现了耐压不良的情况，经核实属于变压器绕组组间耐压击穿失效。（如下图1、2、3） 现象：上图显示N6-5绕组的起头部位三层绝缘线烧黑击穿点 分析：操作工在线包绕制操作过程中，压线时夹线的镊子的将三层绝缘 线刮伤，再通过多次高压后打火将三层绝缘线受伤处击穿 击穿性失效1 击穿性失效2 现象：N6-5线圈的中部烧黑击穿点 分析：由于第一站必须整齐密绕，因排线不齐，三层绝缘线重复绕线导致绝缘层受损所致。 现象：产品N1绕组出线弯折处三层绝缘线有击穿损伤，导致产品与N2绕组耐压通不过 分析：由于此类骨架绕线槽深， N1绕组作业时需用剪刀背部去固定出线，操作过程中容易将三层绝缘线绝缘皮按伤，导致不良发生 击穿性失效3 模式二：三层绝缘线焊接热熔损性失效 LED电视在客户端使用环节产品出现开路性早期失效，趋势图如下： 模式二：三层绝缘线焊接热熔损性失效 现象：经解剖不良品发现线圈有融损性开路，如上图所示 分析：为焊锡时间过长造成引线线径变细（无铅焊锡具有较强的吃铜现象，焊锡时间长或温度高极易将溶解）但未直接开路，在长期潮湿或高温环境下逐步加重形成开路。另外还有一种因焊接导热引出端外层皮损，而交叉的引线间出现击穿短路性失效 此处三层绝缘线融损烧黑 LED电视潮热试验 温度 40℃ 相对湿度 93% 时间 96H 现象 单台耐压失效，经解剖发现变压器芯包内部有耐压击穿， 模式三：防潮试验后击穿性失效 分析推断 由于个别变压器线包防潮漆含浸不充分经温湿试验后线包内部有水珠产生，水珠位置的漆包线正好有针孔，这样水珠成为了N1与N2两个绕组之间的导体，经过高压测试，击穿了此位置的胶带和三层绝缘线，造成高压不良，由于胶带和三层绝缘线已经被破坏，因此产品烘干后，高压测试仍是耐压不良。 改善措施 a:在初次级之间增加绝缘隔离胶带，避免初次级直接接触导致击穿的现象。 原理图如下： a:在初次级之间增加绝缘隔离胶带，避免初次级直接接触导致击穿的现象。 效果图如下： b:三层绝缘线焊锡时引线高温受损，在与次级交叉点绝缘强度有所下降导致耐压报警;同时三根三层绝缘线交叉于一点造成积压，促使绝缘性能降低 b将引出端有交叉引出线加套管增强绝缘 示意图如下： 今年点制样过程发现首家规格书同一个绕组漆包线首尾直接交叉，线径又比较粗，焊锡时热传导作用可能会造成漆包线漆膜损伤，导致同一绕组首尾短路，有品质隐患（如下图），尽管这是一款EFD磁芯结构的谐振变压器，增加套管会有焊接浮高问题，但为可靠性起见，之后反馈开发通知供应商必须更改，后续各厂家都已更改 C:同时将骨架引线槽边缘锐角改成圆弧状，减少对三层绝缘线的摩擦等，有效改善三层绝缘线的耐压问题 a:更改绕制手法，N1绕组（7-8）出线时先将引线挂在PIN10上，再包外围胶带，待胶带包完后再将出线拉回至8脚；2.N4绕组（10-9）也采用相同的方法，起绕时先将10脚线挂在9脚上，绕完后先包胶带，再将引线拉回10脚上，然后再把出线挂在9脚上；按上述工法就不需要用工具去压线了，避免线受损而引起耐压不良。（且工艺单注明不能用剪刀压线） b:使用三层绝缘线的产品全部使用自动焊锡设备，取消手工塘锡焊接工艺，避免三层绝缘线焊锡时手工操作，焊锡时间稍长、焊锡位置浸入锡液过深导致引线受损，另外返工产产品也严格规定重焊次数（最多2次）和重焊时间，另外最好采用焊接前剥皮工艺 VS