유도코일 소손 원인 분석 및 유지보수 방법
2019년 7월 22일|
조회수:5031Contact는 통신 전원실용 48V/100A 전용 전원 공급 장치부터 휴대폰 충전기처럼 작은 용량까지 다양한 스위칭 전원 공급 장치를 연구하고 수많은 고장을 처리해 왔지만, 지금까지 인덕터 소손은 발생하지 않았습니다. 이 인덕터는 정류되고 1차 커패시터 필터링된 출력 메인 루프에 직렬로 연결되며, 이후 커패시터 필터링을 통해 CLC π형 필터를 형성합니다. 인덕터 소손의 원인은 다음과 같습니다.

1. 인덕턴스가 스위칭 전원 공급 장치의 출력 전력과 일치하지 않습니다. 코일의 직류 저항이 크면 코일 온도가 계속 상승하여 최대 부하 또는 과부하 출력에서 소손될 수 있습니다. 이러한 현상에는 여러 가지 이유가 있습니다.
2. 전원 공급 장치에 장시간 과부하가 걸렸습니다(가능성이 더 높습니다). 이로 인해 인덕터의 코일 저항 손실(DC)과 코어 와전류 손실(AC)이 증가하고, 이 둘은 모두 열에너지로 전환되어 인덕터 온도가 급격히 상승하여 결국 소손됩니다. 보호 회로는 스위칭 전원 공급 장치가 50% 과부하(즉, 정격 출력 전력이 150%)될 때만 작동합니다.
전원 공급 장치의 정격 출력 전력은 실제로 최대 출력 전력이며, 사용 시 초과될 수 없으며 일정 여유가 있어야 합니다. 이를 통해 지속적이고 안전하며 안정적인 작동이 가능합니다.
3. 인덕터 품질에 문제가 있습니다. 인덕터 코어의 품질이 좋지 않으면 큰 고주파 AC 성분이 인덕터를 통과할 때 코어에 큰 와전류 손실이 발생하여 코어 코일 온도가 계속 상승하여 결국 소손됩니다.
4. 필터 커패시터가 고장납니다. 이로 인해 정류 후 모든 맥동 AC 성분이 인덕터에 추가되어 코어 와전류 손실이 최대치에 도달하고 온도가 급격히 상승하여 인덕터가 소손됩니다. 이때 출력 전압이 낮아지고 부궤환에 의해 전압이 상승하여 출력 맥동 AC 성분이 커지고 코어 와전류 온도가 더 빨리 상승하여 악순환이 발생하여 인덕터가 소손됩니다.
5. 인덕터 코일의 권선 간 단락. 이는 전원 변압기와 마찬가지로 코일 권선 간 단락이 발생하면 변압기가 소손될 가능성이 있는 원인 중 하나입니다.
유도코일 소손 원인 분석 및 유지보수 방법
인덕터가 타버리는 이유는 매우 다양합니다. 다음과 같은 요인을 예방하는 방법을 고려해 볼 수 있습니다.
1. 인덕터 코일의 설계 마진이 부족합니다. 제조업체가 비용 절감을 위한 여유를 두지 않기 때문입니다. 설계 마진은 원래 설계 과정에서 다양한 요소를 고려하고 의도적으로 더 많은 설계를 하는 과정의 일부입니다.
2, 에나멜선의 품질; 제조업체는 생산 비용을 줄이기 위해 130°C ~ 150°C 이하의 내열 에나멜선을 사용합니다.
3. 인덕터 코일의 온도 상승; 일반적으로 인덕터 코일의 설계 요건은 최대 60K이며, 폴리에스터 에나멜선의 내열성은 155°C여야 합니다. 일부 제조업체는 비용 절감을 위해 인덕터 권선 수를 줄입니다. 인덕터 코일의 온도 상승을 75K~90K로 개선하여 인덕터 코일 와이어가 고온에서 장시간 작동할 수 있도록 합니다. 장시간 과부하가 발생하면 전도성 부품의 접촉 불량을 유발하고 접촉 저항이 증가하여 인덕턴스가 크게 감소합니다. 코일의 절연 강도는...
4. 인덕터 코일의 흡착력과 반작용력. 전압이 낮으면 흡착이 어려워지고, 인덕터 코일의 동작 시간이 길어지며, 인덕터 코일이 강한 전류를 견뎌내는 시간이 길어져 인덕터 코일의 열이 증가합니다. 흡착력이 더 뚜렷해지고 흡착이 어려워져 더 이상 흡착할 수 없게 됩니다. 인덕터는 고온에서 작동하여 저항이 증가하고 전류가 매우 커집니다.
5. 제품 설계의 작동 전압 범위가 충분히 넓지 않습니다. 전압이 80%에서 85% 사이가 되면 고온 상태가 흡수되지 않을 수 있습니다. 전압이 120%를 초과하면 인덕터 코일이 쉽게 과열됩니다.
6. 생산 공정에서 관리가 엄격하지 않거나 관리가 불충분하여 생산 과정에서 인덕터 코일 권선 내층이 도료에 충분히 침지되지 않고 건조가 제대로 이루어지지 않습니다. 이로 인해 리드선 접합부의 납땜 불량 및 절연 불량이 발생하기 쉽고, 권선 간 및 층간 단락 및 절연 손실이 발생할 수 있습니다.
7. 인덕터 코일의 권취 공정에 결함이 있습니다. 권취기를 생산할 때 권취 장력이 너무 느슨하거나 너무 팽팽해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 에나멜선이 늘어나 부분적인 절연 내전압 강하가 발생합니다.
8. 인덕터 코일을 입력하기 전에 날씨가 습하고 비가 많이 내리고 습도가 80%이기 때문에 수분이 인덕터 코일 내부로 침투하기 쉽고, 절연 부분에 습기가 발생합니다.
9. 유도코일의 보관 및 운송 과정에서 오차가 발생하면 수분, 기름 등의 불순물이 섞여 절연강도가 크게 저하됩니다.
10. 사용 중 인덕터 코일의 절연 부분이 손상되거나 기계적 손상이 발생하여 인덕턴스 코일이 단락되거나 접지됩니다. 그러면 인덕터 코일에서 큰 단락 전류가 발생하여 온도가 급격히 상승하고 열이 전선 근처로 전달되어 결국 코일 전체가 타게 됩니다.
11. 인적 원인: 사용자가 비유도 코일 사용에 익숙하지 않아 전압 조정이 제대로 이루어지지 않는 경우가 많습니다. 설치 과정이 미흡하고, 인덕터 코일 검사가 부주의하여 인덕터에 다른 불순물이 섞이는 경우가 있으며, 작동 및 유지 관리가 제대로 이루어지지 않는 경우도 있습니다. 관련 사용 기술이 엄격하게 구현되지 않은 경우도 있습니다. 설치부터 소손까지 대부분의 인덕터 코일은 정기적인 유지 관리 및 오염 처리가 이루어지지 않아 인덕터 코일의 방열 상태가 좋지 않고 소손되는 경우가 많습니다.
12. 낙뢰 발생. 인덕터 코일의 일반 및 기타 전자 부품이 장비에 미리 설치되어 있는 경우, 유기 속도 회선이 낙뢰에 노출되어 인덕터 권선의 서지 전압이 정격 전압의 몇 배 이상 증가하면 인덕터 코일이 낙뢰에 노출되어 손상을 피하기 어렵습니다.
위의 원인으로 인해 인덕터가 타버리게 되며, 간단히 수리하면 사용할 수 있습니다. 방법은 코일을 되감는 것입니다. 단, 권수가 많지 않고, 코일 끝부분에서 단락이 발생하며, 인덕터의 나머지 부분이 손상되지 않은 경우 손상된 부분을 제거하여 계속 사용할 수 있으며, 일부 인덕터의 성능에는 거의 영향을 미치지 않습니다.
필터 인덕터 소손의 원인
전원 필터 손상의 원인을 이해하려면 먼저 전원 필터의 구조를 이해해야 합니다. 전원 필터는 주로 필터 커패시터, 필터 인덕터, 저항으로 구성됩니다. 전원 필터의 손상이나 고장은 인덕터 포화, 커패시터 용량 손실, 그리고 절연 파괴라는 두 가지 원인에 불과합니다. 그렇다면 이러한 현상의 원인은 무엇일까요? 첫째, 과전압입니다. 전원 전압이 전원 필터 정격 전압의 20%를 초과하면 인덕턴스가 포화되고, 커패시터가 절연 파괴될 수 있습니다. 둘째, 장기간 사용입니다. 아시다시피 커패시터는 지속적인 충방전을 반복하며, 충방전 횟수는 제한되어 있습니다.
인덕터의 인덕턴스 L은 주로 코일의 권수, 구조, 권선 방법과 같은 요인에 의해 결정됩니다. 인덕터 코일의 권수가 많을수록, 권선 코일이 조밀할수록 인덕턴스가 커집니다. 코일 내부의 코어는 코어리스보다 큽니다. 코어의 투자율이 더 크고 인덕턴스가 더 큽니다. 인덕터의 용도가 다릅니다. 필요한 인덕턴스의 양도 다릅니다. 예를 들어, 단파장 대역에 적용되는 공진 회로는 수 마이크로헨리의 인덕턴스를 갖습니다. 중파장 대역에 적용되는 공진 회로는 수천 마이크로헨리의 인덕턴스를 갖습니다. 전원 공급 필터링에서 인덕터의 인덕턴스는 1 - 30H만큼 높습니다.
인덕터의 관련 품질 계수(Q 값 또는 성능 지수라고도 함)는 인덕터의 품질을 가늠하는 주요 매개변수입니다. 이는 특정 주파수의 교류 전압에서 작동할 때 인덕터가 나타내는 유도성 리액턴스와 등가 손실 저항의 비율을 나타냅니다. 인덕터의 Q 값이 높을수록 손실은 적고 효율은 높아집니다.
회로 내 인덕터에 흐르는 전류는 회로에 작용하는 자기장을 생성합니다. 렌츠의 법칙에 따르면, 이 자속은 유도 전압(역기전력)에 의한 전류 변화에 저항하는 경향이 있습니다. 인덕터의 품질 계수는 코일 와이어의 직류 저항, 코일 보빈의 유전 손실, 그리고 코어와 실드에 의해 발생하는 손실과 관련이 있습니다. 컬러 링 인덕턴스의 기본적인 역할은 필터링, 발진, 지연, 노치 등입니다.



