线圈匝间短路故障测试有哪些弊端？如何解决？

一、引言

在当前的工业生产及设备维护过程中，人们经常会进行线圈匝间短路故障的测试。但是一直以来，所用的测试方法都不理想，这就给生产、维护带来了很多的不便，特别是在电视机的生产、使用和维修的过程中，这种弊端显得尤为突出，主要是由于电视机的行输出变压器工作在高电压、大电流的恶劣环境中，容易出现匝间短路故障，一旦短路，势必会导致电流过大，造成元件损坏，而且，线圈匝间有短路的故障也不易被发现。

鉴于以上情况，我们研制了一种简单、实用的线圈匝间短路测试仪。这种测试仪具有以下特点：

1、测量精度高

通过实验证实：对于带铁芯 30 匝以上的线圈，只要其中任意两匝间有短路情况，本测试仪即可测出此故障。

2、可以进行声、光同时报警。

3、简单、实用、生产成本低。

二、工作原理

本设计是通过感知振荡器来检测线圈是否有匝间短路情况的。如图 1 所示，当被测线圈无匝间短路时，感知振荡器起振，有正弦波输出，再通过耦合电路将该正弦信号耦合输出给正常指示电路，如果线圈中有两匝或两匝以上之间发生短路时，该短路线圈将构成闭合回路，并在磁路中产生高阻尼，使振荡器停振，报警电路立即进行声、光报警。

三、功能电路

1、振荡器

如图 2，此电路是利用感知振荡器的起振和停振来检测被测线圈的好坏。当未接线圈时，该振荡器是由运放 A 及 RW1、RW2、C3、C2、R3、R4 组成文氏桥振荡电路，通过调节同轴电位器 RW1=RW2=R，使当前的振荡频率 F=1/2πRC，约为 5.5kHz;当接入待测线圈且无故障时(同时电容 C1 介入)，此电路变成 LC 振荡器与文氏桥振荡器的融合电路，其中以 LC 振荡电路为主，当前的振荡频率则由被测线圈的电感量和电容 C2 决定，因电容 C1 取值较大,L 电感量较小,其振荡频率经推导结果为 (OUT 点输出正弦信号)。当被测线圈内部匝间有短路时，由振荡电路及磁路理论可知：线圈电感量将速降， Q 值降低，线圈工作在低阻抗、高阻尼状态，迫使感知振荡电路停振(OUT 点无正弦波输出)。电路中的运放 C 构成了电压跟随器，以提高振荡器的负载能力。运放 B 及 R3、R4、R5、RW3、C4、D1 组成比例放大及整流滤波电路，使结型场效应管 Q 工作在可变电阻区，从而实现对振荡器输出的正弦波稳幅。

2、耦合指示电路

如图 3，电容 C5 与后续放大电路的输入电阻构成阻容耦合电路，该阻容耦合电路的特点是各级静态工作点互相独立，前后电路互不影响。在此电路中，如果被测线圈没有故障，IN1(接图 2 的 OUT 点)有正弦信号输入，电容 C5 将此信号耦合给后面的整流放大电路，使三极管 Q1、Q2 导通，驱动绿色发光二极管 L1 发光，进行线圈正常的指示;若被测线圈匝间有短路情况，振荡器停振，IN1 无信号输入，Q1、Q2 截止，从而使 L1 熄灭。

3、报警电路

如图 4，芯片 555 及 R14、R15、RW4、C8 构成方波发生器。当被测线圈不存在匝间短路时， IN2(接图 2 的 OUT 点)有正弦信号输入，该信号经过 D4，C7 的整流滤波后，使 Q3 饱和导通，Q4 截止，从而+12V 电源不能为 555 供电，555 不工作，即无报警信号输出;若被测线圈有匝间短路时， IN2 无正弦信号输入，使 Q3 截止，Q4 导通，从而+12V 电源通过 Q4 为 555 供电，555 工作，由 555 的 3 管脚输出连续的方波信号，驱动红色发光二极管 L2 发光，进行光报警，同时驱动扬声器，进行声音报警。

四、结束语

本测试仪的工作原理是从长时间的工作中总结出来的，并通过大量的实验验证过它的可行性，适用于各种铁芯线圈，只要线圈中有匝间短路，本测试仪就能检测出此故障。该电路简单、生产成本低。如果此测试仪被大量使用，将会给工业生产、设备维修带来极大的方便。