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盤點反激式電源中常見噪聲來源及可行性解決方案

鉅大LARGE  |  點擊量:819次  |  2019年12月28日  

反激變換器是輔助電源通常采用的電路拓?fù)?。它的?yōu)點在于可以工作在非常廣闊的輸入電壓范圍,電路簡單,元件少,但效率一般在75%左右。盡管開關(guān)電源的工作頻率遠(yuǎn)超過人類的聽力范圍,但它們在特定的負(fù)載條件下仍會產(chǎn)生音頻噪聲。音頻噪聲的可能來源多種多樣。噪聲可以是設(shè)計缺陷(如振蕩輸出電壓)導(dǎo)致,或者由電容或變壓器等噪聲元件導(dǎo)致。在有些情況下,您所聽到的尖銳刺耳的噪鳴或嘶嘶聲可能就像風(fēng)扇在異常頻率下出現(xiàn)的搖蕩,或者由于電源靠近外部EMI源(熒光燈或電源插排)所導(dǎo)致。


本文將探討反激式電源中最常見的噪聲來源,并介紹可能的解決方案。下文中描述的所有操作程序都可以使用一個可程控交流電源供應(yīng)器或自耦變壓器和一個電子負(fù)載來完成。請記住,在有些情況下,您的電源所產(chǎn)生的噪聲水平可能非常低,如果該電源將在密閉殼體內(nèi)使用,那么音頻噪聲就不會構(gòu)成問題。


可能的噪聲源


反激式電源中最常見的噪聲源是噪聲元件。這種噪聲通常由陶瓷電容或鐵氧體變壓器磁芯產(chǎn)生。陶瓷電容中的噪聲通常由逆向壓電效應(yīng)造成。對介質(zhì)結(jié)構(gòu)施加電壓后,會引發(fā)機械應(yīng)力或應(yīng)變,造成材料變形。當(dāng)這種材料發(fā)生變形時,會排出周圍的空氣,從而產(chǎn)生噪聲。


由于在發(fā)生較大的電壓擺動時會出現(xiàn)逆向壓電效應(yīng),因此設(shè)計師可以重點查找出現(xiàn)較高dV/dt擺幅的陶瓷電容。在典型的電源中,這些電容包括緩沖電容、箝位電容以及陶瓷輸出電容要想快速確定一個陶瓷電容是否在產(chǎn)生噪聲,請用一個具有相同電容值和適當(dāng)電壓額定值的金屬膜電容將其替換。如果噪聲水平下降,說明您找到了電路中的噪聲源。


如果噪聲源是箝位電容,可以用一個金屬膜電容將其徹底替換,或者嘗試使用介質(zhì)材料不同的陶瓷電容。另一個方法是,更換正在使用的箝位電容,例如,將其更換為穩(wěn)壓管箝位電路。如果噪聲問題源自緩沖電容,可以用一個金屬膜電容將其替換,也可以提高串聯(lián)電阻的值,以降低電容上的dV/dt噪聲。您也可以改用其它介質(zhì)的陶瓷電容,看噪聲能否降低。


管理變壓器磁芯噪聲


另一方面,變壓器磁芯產(chǎn)生的噪聲通常由磁致伸縮造成,它類似于逆向壓電效應(yīng)。當(dāng)受到磁場影響時,許多鐵磁材料都會改變形狀。隨著變壓器磁芯中磁場的變化,此類材料會使磁芯發(fā)生物理振動。當(dāng)振動頻率達(dá)到變壓器的機械共振頻率時,振動就會被放大,并造成更大的音頻噪聲。在交流電氣設(shè)備(如使用60Hz外加磁場的變壓器)中,最大長度變化每周期出現(xiàn)兩次,從而產(chǎn)生熟悉的120Hz噪聲。


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