开关电源噪音再解读——开关电源噪音的四大经验分析你了解多少?

发布时间:08-2709:36

在前几天的内容中,小课堂有谈过开关电源的噪音产生以及抑制的内容。噪音问题也一直是开关电源的常见问题,今天民熔小课堂又来讲讲开关电源的四大产生源。

三相电源

音频噪声一般是指开关电源本身工作时,人耳能听到的频率为20~20KHz的音频信号。当电子元件和磁性元件的振荡频率在人耳听觉范围内时,会产生可听信号。而在50和60Hz频率下工作的变压器经常产生恼人的交流噪声。如果负载以音频元件调制,工作在恒定超声频率下的开关电源变换器也会产生音频噪声

1:变压器产生的音频噪声

在大多数反激变换器应用中,变压器是主要的音频噪声源。通过采用适当的结构技术,可在不增加额外费用的情况下消除噪音。成品性能的可重复性应注意在组装原型变压器时。会产生变压器噪声的机构,每个机构都会产生机械位移,从而发出声音。这些机制包括:

相对运动-核心两部分之间的吸引力移动并压缩分离它的介质

撞击-如果两个核心的表面可以接触,磁通激励时,它们会碰撞或划伤

独到的民熔开关电源

弯曲-仅在EE或EI结构的核心中间支腿上出现裂纹,可使磁芯各部分沿其间吸引力的方向

磁致伸缩-铁芯材料的尺寸随磁通密度的变化而变化。普通功率铁氧体的变化率小于1ppm

骨架运动-磁片的位移可以通过骨架来传输和放大

线圈移动-线圈中的电流产生移动这些导线的吸引力和斥力。

移动电源一起工作,形成一个复合体能在人耳听觉范围内的一个或多个频率点产生强共振的机械系统。在10W以下的离线反激式变换器的常见结构一般产生10kHz~20kHz的谐振。当磁通励磁的基频或谐波通过机械谐振区时,运动产生声音。开关电源在实际中难以避免噪音这个问题,民熔电气采用了更好的方式去降低了它的影响,在变压器方面更是如此。适当的技术运用让民熔开关电源所产生的噪音在大部分情况下是合理而又可接受的。

电源

2:电容产生的音频噪声

所有绝缘材料在电场的压力下都会变形。这种电膨胀效应与电场强度的平方成正比。一些绝缘介质也表现出压电效应,即线性位移与电场强度成正比。压电效应通常是电容产生噪声的主要途径

廉价小型陶瓷电容器中非线性绝缘材料通常含有大量的钛酸钡,在正常工作温度下会产生压电效应。因此,这些元件会比线性绝缘元件的电容器产生更大的噪音。在开关电源中,电容在箝位电路中具有最大的电压偏移量,最容易产生音频噪声。如何去选到合适且又实用的材料,这一直是民熔电气所追求的方向。经过了多年的发展,民熔电气也有了自己适合的选择,高效安全的开关电源材料,是民熔开关电源高品质的体现。

为抑制电磁干扰,降低器件的电压应力,RC、RCD等吸收电路一般用于开关电源中,吸收电容通常是用高压陶瓷电容,它是由非线性介质钛酸钡等材料制成的。电致伸缩效应明显。在周期性峰值电压的作用下,电介质不断变形并产生音频噪声。

3:电路振荡产生的音频噪声

电源线圈在工作过程中,由于电源线圈的间歇性振动,会产生间歇性振动。当振荡频率接近变压器周围的自然振荡频率时,容易引起共振,产生人耳能听到的音频噪声。

4: 大功率开关电源短路啸叫

满负荷后,开关电源突然进行短路试验,有时会听到电源的啸叫声;或在设置电流保护时,当电流调整到一定水平时,会有啸叫声。主要原因是:

当输出负载较大,功率极限接近功率极限时,开关变压器可能进入不稳定状态:开关管上一段时间占空比过大,导通时间过长,过多的能量通过高频变压器传输,直流整流器储能电感在电流周期内没有完全释放,通过PWM判断,下一个周期内没有产生驱动信号或占空比使开关管导通;此后整个循环开关管处于截止状态,或导通时间过短;储能电感通过一个以上的循环能量释放,输出电压下降,开关管在下一个循环中的占空比较大,当空载或负载低时,开关管可能也有间歇性的全截止周期。开关变压器也工作在过载状态,这也是非常危险的。

民熔小课堂今天对开关电源噪音的产生源分析就是这些了,大家对于开关电源四大噪音产生源还有不懂的地方吗?评论区留言咨询民熔小课堂即可解决你的问题。更可私信发送“开关电源”给民熔小课堂,不仅有关于开关电源的详解,更有超多惊喜。喜欢小课堂的朋友快送出你们的关注收藏转发吧。

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