开关电源有“动静”,来一探毕竟(一)
做过开关电源之开发作业的人员都有这样的经历,查验开关电源或在实验中有听到类似产品打低压不良的漏电动静或低压拉弧的动静不速之客:其动静或大或小,或时有时无;其韵律或深重或尖锐,或改动无常者皆有。
音频噪声个别指开关电源本身在作业的进程中发作的,能被人耳听到频率为20-20kHz的音频信号。电子和磁性元件的振荡频率在人耳听觉范畴内时,会发作能听见的信号.这种景象在电力转换研讨初期已为人知.以50和60Hz工频作业的变压器经常发作腻烦的沟通噪声.假设负载以音频元件调制,以平稳超声频率作业的开关功率转换器也会发作音频噪声。
低功率电平时,音频信号个别与转换器有关可是,布局人员或者冀望降落其电路的声波发射.低功率AC-DC转换器中,将50或60Hz变压器的死心薄片焊接在一同,能使沟通噪声降至容许的程度.高频开关转换器中的铁氧体变压器也选用了类似的技木。
以前罕用音频工程设施来研讨开关电源的声波辐射.这种设施可能非常测量肯定声压级和声谱,但人类对动静的觉得是很全面的.很难说多大的动静是能听到的,更难以确定的是在特定使用中多大的动静会被以为是难以忍耐的噪声。
声波辐射与电磁辐射类似,但没有用于掂量听觉容忍度的通用基准.因此,布局者可能依据以下方针来解决与音频噪声相干的表单,削减产品的动静辐射。
开关电源之变压器发作的音频噪声
在大少数反激式转换器使用中,开关电源之变压器是首要的音频噪声源.实验板上变压器原型发作的噪声往往令人吃惊.选用众所周知的失当的构造技巧将根本上打消噪声而不添加额定的费用.在装置原型变压器时要注意制品功用的可反复性.
有一些机制会发作变压器噪声,每种都会发作宣告动静的机械位移.这些机制包括:
静止—磁芯两局部间的吸引力使其挪动,压迫将其分隔的介质.
碰击—假设两块开关电源之变压器之磁芯的外表能接触,它们响应磁通激励而挪动会使二者磕碰或刮擦.
弯曲—仅在EE或EI构造的磁芯中心腿存在的裂隙,可使开关电源之变压器之磁芯各局部沿其间吸引力的方向
磁致弹性—磁芯材料的规范随磁通密度改动.个别功率的铁氧体的改动率小于1ppm.
骨架挪动—磁芯片的位移可经过骨架传送和缩小.线圈挪动—线圈中的电流发作挪动这些导线的吸引力和排挤力.
以下简单阐明能有用衰减各种机制发作的音频噪声的罕见方法。
首要开关电源之变压器要选用平均浸渍,而后能有用填充线圈与线圈之间、线圈与骨架之间、骨架与磁芯之间的固有空位,降落流动部件发作位移的或者性,必要时可能再磁性元件与线路板接触面填充白胶或喷涂三防漆,进一步减小机械振荡的空间,有用降落噪声。
开关电源之变压器在条件容许的状况下尽量降落峰值磁通密度,要充沛思考低温时的丰满磁通密度,留满足余量避免作业曲线进入非线性区,可能有用降落开关电源之变压器的音频噪声,有实验证实峰值磁通密度从3000高斯降为2000高斯即可将宣告的乐音降落5dB到15dB。条件容许能够使用非晶、超微晶合金等软磁材料,它们的磁平均一致性远比个别铁氧体好得多,磁致弹性效应趋于零,因此对应力不灵敏。