电源知识 “当前位置:”澳门电子游戏正规网站 > 电源知识

开关电源系统的噪音分析(2)

来源:admin      发布时间:2019-05-17     
       电子产品中开关电源变压器发生噪音的原因主要有四个方面:


  变压器的工艺问题、变压器的环路问题、变压器的铁心问题以及开关电源的负载问题,下面一一分析。


  (1)变压器的工艺问题


  ①浸漆烘干不到位,导致磁芯不牢固引起机械振动而发出响声;


  ②气隙的长度不适合,导致变压器的工作状态不稳定而发出响声;


  ③线包没有绕紧也可能导致响声;


  ④磁芯组合有气隙存在,高频时引起空气振动而发出响声(变压器如果经过完全含浸,一般不会发声)。


  ⑤点胶和含浸,中柱点胶,磁芯结合处与骨架或线包必须连接!点胶量及烘烤时间控制。


  (2)变压器的环路问题


  变压器的环路问题即指变压器的环路发生振荡从而引起变压器发生啸叫。


  ①电路板布线不当,从而造成干扰引发振荡,导致响声;


  ②反馈回路参数设置不当,导致环路不稳定以致产生振荡而发出响声;


  ③环路中元器件的质量问题,如输入滤波电容容量不足,输出整流快恢复二极管反向恢复时间太长,功率MOS开关速度设计出现掉沟现象等等,这些问题都有可能导致震荡而引起噪音。


  以FLY为例:参考PCB设计图如下:


  初级接地规则:


  A.连接方法为所有小信号GND与控制IC的GND相连后,与辅助绕组的输出电容地相连,然后与辅助绕组的地相连,再连接到PowerGND(即大信号GND);


  注意不好的设计容易出现EMS-Surge及系统噪音的问题!


  B.反馈信号要独立走到IC,反馈信号的GND与IC的GND相连。


  次级接地规则:


  a.输出小信号地与相连后,与输出电容的的负极相连;


  b.输出采样电阻的地要与基准源(TL431)的地相连。


  (3)变压器的铁芯问题;


  变压器铁心发生饱和时,线圈中电流增大,变压器发热并产生自激震荡,线圈的振荡引起周围空气的振动从而发出噪音。


  通常的做法:增强设计开发技术,以减少发声噪音


  选择合适的磁芯,合适的控制IC技术,设计合适的磁通摆幅即:设计变压器的机械振动的振幅密切相关的磁通摆动。高峰磁通密度从3000高斯到2500高斯以下对噪音提供一个明显的好处;参考如下计算公式:


  其中Lm为变压器电感,Ibp是工作时峰值开关电流,Ae是磁芯横断面面积,NP是变压器初级设计圈数。在公式中可以看到,变压器磁通量变化摆动减少:可调整Np,Ae,Lm,可减少音频噪声的结果。


  如需设计细节可参考澳门电子游戏正规网站的:《开关电源关键器件及EMC设计》


  (4)开关电源的负载问题


  ①开关电源在空载或轻载的情况下,在某些工作点处会发生振荡现象,表现为变压器的噪音和输出的不稳定。


  发生这种现象是由于空载/轻载时,开关瞬时开通时间过大从而造成输出能量太大,进而电压过冲也很大,需要较长的时间去恢复到正常电压,因此开关需停止工作一段时间,这样开关就工作于间歇性工作模式,使变压器工作在较低频率(有规律的间歇性全截止周期或占空比剧烈变化的频率)的振动。选择合适的IC是设计的关键!


  ②变压器工作在较深的过载情况,如果没有保护措施;会有烧毁的情况!


  3.电感器件出现噪音;在电子产品中澳门电子游戏正规网站以BUCK为例进行分析;


  根据BUCK控制IC芯片的不同和外围电路的不同,解决方法也各不相同,本文档的宗旨是分析电感噪音的根本原因,并综合各种不同的解决方法,供学习参考和借鉴。


  ①上端BUCK的控制设计-LED背光驱动设计电路


  澳门电子游戏正规网站先来分析电路关键器件对性能参数的影响;


  采样电阻R=R923//R922//R941//R942;该电阻的作用是检测输出电流,当输出电流超过阀值时,将控制输出PWM脉冲宽度进行调整,保持输出电流恒定。IC-7Pin&8Pin通过外部的PWM(150HZ-300HZ)来进行PWM调光控制;IC-14Pin-RT为内部震荡电路的频率调整电阻,电阻变小,则频率升高,一般情况,输出方波频率等于该震荡频率。频率越高输出纹波越小。


  L901电感量越大,则输出纹波越小,纹波的大小还会影响到输出调整的灵敏度,纹波越小,灵敏度越高,输出越稳定。受BUCK回路超快恢复续流二极管的反向恢复时间的影响,过大的电感器件其分布电容增大在电感上的开关电流尖峰电流也越大,会使L901电感容易产生噪音。如下测试Data:


  测试过大的电感尖峰电流


  调整电感分布电容参数后的电感尖峰电流


  ②电感噪音的原因所在及解决方法


  A.电感噪音原因之一:周期性电流经过电感线圈,产生交变磁场,该电感线圈在交变磁场作用下产生振动而发出声音。


  B.PWM-Dimming时BUCK电路输出的开关电流的频率接近或落入音频范围,或周期性方波群的周期频率接近或落入音频范围。


  C.非屏蔽性电感器件位置布局在金属导体周围,其开放性磁场的切割磁力线运动;在交变磁场作用下产生振动而发出声音;如下图设计:


  850uH的工字型电感放置在板边缘与金属壳体高度距离过近<5mm;通过调整位置或增加绝缘距离后,产品噪音消除!


推荐产品

更多产品

最热新闻

更多新闻
技术支持
电源知识
电源安装指导
电源使用常见故障
铅酸蓄电池
产品目录
直流可调稳压恒流开关电源
充电机充电电源系列产品
可逆变频电源
非标可调电源定制
产品相册
医疗电源
进口品牌/国内知名品牌代理
澳门电子游戏正规网站开关电源大清仓
服务与支持
及时为您解答疑惑解决产品疑问
请拨打咨询热线
027-89909066
欢迎来电咨询
联系澳门电子游戏正规网站
为您提供更多全方位的服务方案
页面版权所有:澳门电子游戏正规网站-【澳门十大正规网站】科技澳门电子游戏正规网站   鄂ICP备15020067号-1 网站地图    

大功率直流电源客服

大功率直流电源客服

大功率直流电源网站

客户服务热线

18008659058

18008659581

在线客服
XML 地图 | Sitemap 地图