網絡變壓器概述
網絡變壓器具體有T1/E1隔離變壓器;ISDN/ADSL接口變壓器;VDSL高通/低通濾波器模塊、接口變壓器;T3/E3、SDH、64KBPS接口變壓器;10/100BASE、 1000BASE-TX網絡濾波器;RJ45集成變壓器;還可根據客戶需要設計專用變壓器。
網絡變壓器分類
產品依據結構類型,可以分為兩類:
a. 離散性網絡變壓器(DiscreteLAN Magnetics Module);
b. 內部集成磁性變壓器模塊的RJ45連接器(RJ45 Connector with Integrated Magnetics,ICMs);
產品依據客戶焊接類型,可以分為兩類:
a. 表面貼裝元件(SMT,Surface Mount Type)
b. 插件元件(TH,Through-Hole Type)
產品依據傳輸速率,可以分類四類:
a. 10Base-T,
b. 10/100Base-T,
c. 1000 Base-T,
d. 10G Base-T.
(Base-T: Baseband,雙絞線對。簡而言之,Base-T是一種以bps速率工作的局域網(LAN)標準,它通常被稱為快速以太網,并使用UTP(非屏蔽雙絞線)銅質電纜。快速以太網有三種基本的實現方式:Base-FX、Base-T、和1Base-T4。每一種規范除了接口電路外都是相同的,接口電路決定了它們使用哪種類型的電纜。為了實現時鐘/數據恢復(CDR)功能,Base-T使用4B/5B曼徹斯特編碼(Manchester Encoding)機制。)
網絡變壓器功能
一、電氣隔離任何CMOS制程的芯片工作的時候產生的信號電平總是大于0V的(取決于芯片的制程和設計需求),PHY輸出信號送到100米甚至更長的地方會有很大的直流分量的損失。而且如果外部網線直接和芯片相連的話,電磁感應(打雷)和靜電,很容易造成芯片的損壞。
再就是設備接地方法不同,電網環境不同會導致雙方的0V電平不一致,這樣信號從A傳到B,由于A設備的0V電平和B點的0V電平不一樣,這樣可能會導致很大的電流從電勢高的設備流向電勢低的設備。
網絡變壓器把PHY送出來的差分信號用差模耦合的線圈耦合濾波以增強信號,并且通過電磁場的轉換耦合到連接網線的另外一端。這樣不但使網線和PHY之間沒有物理上的連接而換傳遞了信號,隔斷了信號中的直流分量,還可以在不同0V電平的設備中傳送數據。
網絡變壓器本身就是設計為耐2KV~3KV的電壓的。也起到了防雷保護作用。有些朋友的網絡設備在雷雨天氣時容易被燒壞,大都是PCB設計不合理造成的,而且大都燒毀了設備的接口,很少有芯片被燒毀的,就是變壓器起到了保護作用。
隔離變壓器可滿足IEEE802.3的絕緣要求,但不能抑制EMI。
二、共模抑制
在雙絞線中的每一根導線是以雙螺旋形結構相互纏繞著。流過每根導線的電流所產生的磁場受螺旋形的制約。流過雙絞線中每一根導線的電流方向,決定每對導線發射噪音的程度。在每對導線上流過差模和共模電流所引起的發射程度是不同的,差模電流引起的噪音發射是較小的,所以噪音主要是由共模電流決定。
⒈ 雙絞線中的差模信號
對差模信號而言,它在每一根導線上的電流是以相反方向在一對導線上傳送。如果這一對導線是均勻的纏繞,這些相反的電流就會產生大小相等,反向極化的磁場,使它的輸出互相抵消。
⒉ 雙絞線中的共模信號
共模電流在兩根導線上以相同方向流動,并經過寄生電容Cp到地返回。在這種情況下,電流產生大小相等極性相同的磁場,它們的輸出不能相互抵消。共模電流在對絞線的表面產生一個電磁場,它的作用正如天線一樣。
三、共模、差模噪音及其EMC
電纜上噪音有從電源電纜和信號電纜上產生的輻射噪音和傳導噪音兩大類。這兩大類中又分為共模噪音和差模噪音兩種。差模傳導噪音是電子設備內部噪音電壓產生的與信號電流或電源電流相同路徑的噪音電流,如圖4所示。減小這種噪音的方法是在信號線和電源線上串聯差模扼流圈、并聯電容或用電容和電感組成低通濾波器,來減小高頻的噪音。
這種噪音產生的電場強度與電纜到觀測點的距離成反比,與頻率的平方成正比,與電流和電流環路的面積成正比。因此,減小這種輻射的方法是在信號輸入端加LC低通濾波器阻止噪音電流流進電纜;使用屏蔽電纜或扁平電纜,在相鄰的導線中傳輸回流電流和信號電流,使環路面積減小。
共模傳導噪音是在設備內噪音電壓的驅動下,經過大地與設備之間的寄生電容,在大地與電纜之間流動的噪音電流產生的。
減小共模傳導噪音的方法是在信號線或電源線中串聯共模扼流圈、在地與導線之間并聯電容器、組成LC濾波器進行濾波,濾去共模傳導噪聲。
網絡變壓器作用
1、可以增強信號,使其傳輸距離更遠;
2、使芯片端與外部隔離,抗干擾能力大大增強,而且對芯片增加了很大的保護作用(如雷擊);
3、當接到不同電平(如有的PHY芯片是2.5V,有的PHY芯片是3.3V)的網口時,不會對彼此設備造成影響。
網絡變壓器工藝各流程及細節要求
1、裁線:
此工序是將成卷的漆包線用治具拆開,切成規定的長度,注意漆包線的存放,不要損傷漆包線;
2、繞環
此工序作業內容為:根據作業指導書用規定的漆包線在規定的磁環上纏繞規定的圈數。
檢查磁環要使用正確;
檢查漆包線使用要正確;
纏繞的圈數要正確;
穿線用的針要經過專門人員打磨光滑,以防止穿線時針尖刺破漆包線,在成品時形成高壓不良;
繞環質量要求:
繞線分布均勻,有時根據作業指導書要求,要留一定寬度的缺口。繞線分布的均勻程度可在很大程度長改善產品最終的漏電感及分布電容;
繞線不可重疊。繞線重疊會帶來兩個不良,其一是使產品的漏電感增大;其二是繞線重疊后半成品磁環的整個外徑增大了,不利于組裝成品時磁環的擺放;
繞線不可打折。繞線打折后會帶來至少三個以上方面的不良:繞線打折后,漆包線的漆包層被損傷,產品會形成耐壓不良隱患;打折后的漆包線很容易斷線;
漆包線打折后,增加了長度,其直流電阻也就加大了,對于直流電阻要求較嚴的產品,其DCR將因此受到制約。
繞線拉緊。繞線過松將導致產品的漏電感增加;
繞線不交錯,此要求與繞線不要重疊所帶來的危害一樣;
余留引線的長度要符合作業指導書要求;
當余留線有要求分清長短線時,必須嚴格區分,或輔以用不同的顏色加以區分;
磁環的存放要置于一個小的規定區域,避免磁環的損傷及丟失;
繞好環后的半成品擺放要整齊,各引線不可打成卷曲狀。
3、絞線(打抽頭)
4、磁環浸膠
由于工藝的要求,有些磁環要求預先浸上絕緣漆或硅膠進行對磁環進保護,以保產品的某些特性。
5、烘烤工藝
在網絡變壓器的生產過程中,有很多工序涉及到產品的烘烤,在烘烤過程中,有以下地方須要注意:
7、錫前整線
整線的目的是讓每條引線平貼PIN針,不要與PIN針成交叉狀,這樣可以避免半成品焊接時,引線焊接過長。
8、半成品焊錫
本工序決定了產品的可靠度。產品的客戶的手中是否會出現諸發斷線、短路方面的不良,通常是由于本工序的作業不良而帶來的隱患。
9、整線上目
本工序最主要的目的是將磁環引線理順,避免諸如斷線、短路不良的發生;
10、半成品測試
半成品測試其主要目的是將不良品提前挑出并給予修理,通常要求半成品在測試時,其設定參數要比成品設定參數的范圍嚴格,這樣才能保證成品的參數。對于所有的測試崗位來說,我們通常比較關心測試的儀器及治具本身是否可靠,如果它們就是壞的,那么它們所測試的產品就沒有達到篩選的目的了。
11、不良分析手發
利用各種QC手法對不良進行分析,以找出不良的重點并施之以改善的策略,常用的QC七手法是:
12、灌膠
確認所用黑膠是否符合要求:目前我們有高溫黑膠和低溫黑膠,低溫黑膠又有不同的型號,使用時必查證相關的作業指導書及工程變更或相關的業務聯系單;
13、印字
使用工具:絲印網、印字板等
使用物料:印油、開油水、洗板水
操作步驟
1)根據膠殼上的方向點把產品放在印字架上進行印字(膠殼上圓點為1腳)
2)將印好字的產品擺放在UV機過2到3次
注意事項
1)印字清晰、清楚、不斷字、掉字
2)印字方向、型號相符
3)不能有印油、污物
如圖所示:
14、視檢
使用工具:放大鏡
使用物料:待檢查的成品
操作步驟:
將待檢查的成品放在放大鏡下進行檢查
注意事項
1、檢查尺寸是否符合要求
2、檢查印字是否合格
3、檢查錫點是否合格
4、其他項目外觀檢查
如圖所示: