アダプター用トランス製造:SMT実装から品質検査・認証取得まで
前回の記事でアダプターの基礎を紹介しました。更なる情報提供のため、今回はアダプターの製造プロセスと関連する品質検査、認証について解説します。
アダプターの製造プロセス概要
アダプターの主要部分は一種のPCBA(プリント基板アセンブリ)で、SMTで言及されました。つまり、アダプターの製造プロセスはSMTと非常に類似しています。
しかし、アダプターのPCB上の部品は常にかなり大型で、フローはんだ(波はんだ)と呼ばれる別の技術が必要です。一方、SMTでは小型部品の実装にリフローはんだを使用します。
フローはんだでは、ピンを持つ部品をPCBの対応する穴に挿入します。その後、基板を溶融はんだ(ウェーブ)がある機械に通し、はんだ付けします。
ソケットなどの外部部品は後工程で手作業ではんだ付けし、最終的にプラスチックケースでPCBAを覆います。
トランスの製造プロセス
トランスはアダプターの重要な要素です。
コンデンサとフォトカプラとともに制御回路で働き、出力電力を決定し安全性を確保します。
SMPS(スイッチング電源)内のトランスの場合、スイッチング素子(通常MOSFET)が追加されます。
トランスは2つの部分で構成:金属コアとコイル。シンプルに言えば、トランス製造は金属コアにワイヤーを巻くことです。
別の製造方法として、先に巻線を行い、後からコアを挿入する方法があります。以下でこの方法について詳述します。
1. コイル巻線
- 一次コイルをボビンに密巻きまたは疎巻きで巻く
- 一次コイルの各層にマージンテープを巻き、クリープ距離を確保
- 2つのコイルを絶縁するため絶縁テープを巻く
- 二次コイルを密巻きまたは疎巻きで巻く
- 銅箔を巻いてコイルをシールド
- コイル端部をボビンのピンに巻き付ける
2. はんだメッキ(ピンはんだ付け)
PCBへのはんだ付けを助けるため、ピンにはんだをメッキします:
- ボビン上のピンを一列に整列
- 溶融はんだを準備
- ピンを溶融はんだに浸漬
- ピンを冷却し、欠陥がないかチェック
3. 金属コア組み立て
金属コアは磁性材料(ケイ素鋼板、フェライトなど)で作られることが多いです。
- コイル1つにつき2つの金属コアを準備
- 金属コアの中央に接着剤を塗布
- 2つの金属コアの接合部に接着剤を塗布
- 金属コアにテープを巻く
- 組み立てたコアを焼成し、接着剤を乾燥
4. 半完成品トランスの検査
- 設備をチェック
- 半完成品を検査
5. 真空含浸(バーニッシュ含浸)
真空環境でトランスを含浸し、コイル内の空気を排出してコイルを強化し、絶縁を確保します。
- 含浸機で真空環境とニスを準備
- トランスを含浸機に配置
- 一定時間含浸
- 含浸後のトランスを焼成し、ニスを乾燥
6. ピン統一(ピン長カット)
- 規格に従ってピンを同一長さにカット
7. 最終検査と梱包
- 最終製品を検査し、不良品を除外、合格品を梱包
品質検査と認証
電気は安全と直結するため、品質検査と認証について知っておく必要があります。
品質検査
- 入力テスト:入力電圧・電流・周波数の範囲をテスト
- 出力テスト:出力電圧・電流・周波数・電力の範囲をテスト。特にリップル電圧、ノイズ、電圧調整率、効率に注目
- 保護回路テスト:過電流、過電圧、過温度保護が正常に機能するかテスト
- 環境テスト:保存温度・湿度、動作温度・湿度を含む
- エージングテスト
品質認証
主要国・地域は独自の安全認証を設けています。主なものをリストアップ:
- UL:Underwriter Laboratories Inc、米国認証。カナダ向けにCULも存在
- FCC:Federal Communications Commission、米国認証
- CE:European Conformityのフランス語略称。EUが定める認証
- GS:ドイツ認証。「Geprüfte Sicherheit」(検証済み安全)の略
- PSE:日本認証。Product Safety of Electrical Appliance & Materialsの略
- CCC:中国強制認証
- SAA:Standards Association of Australia
- KC:Korea Certification
以上でこのトピックを終わります。
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