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开关电源的变压器发出噪音的原因 处理方式

作者:海飞乐技术 时间:2016-12-29 16:22

 
   变压器的啸叫声主要是由于变压器的激磁成分中含有低频振荡,使得磁芯的磁分子在这个低频磁场下运动,产生机械振动,从而引起周围空气的振动。由于人耳的可闻频率大约在20Hz到20kHz,如果这个空气的振动在此范围内,最终传到人耳朵而被听见。
 
    开关电源变压器发生啸叫的原因如下  
开关电源变压器发生啸叫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(变压器如果经过真空全浸,一般不会发声)。
   (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质量不好,功率MOS管质量不好,RCD反冲吸收回路的高压电容或二极管质量不好等等,这些问题都有可能导致震荡而引起响声。
 
   (3)变压器的铁心问题
   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响声。
 
   (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,表现为变压器的啸叫和输出的不稳定。
    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,使变压器发生较低频率(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。    
    ②变压器工作在严重的超载状态,时刻都有烧毁的可能——这就是许多电源烧毁前“惨叫”的由来。
   如何避免这种噪声呢?
    1. 首先,简单粗暴的方法就是把变压器牢牢黏住。固定得更好。这样震动的幅度能够变小,就只能产生更小的声音。
    2. 当负载变低的时候,首先降低每次传输能量的大小。这样能保持开关的频率尽可能的高。再实在没办法的时候才开始降低频率。在这种情况下,即使频率降到了20k以下,每次传递的能量很小,造成的震动也小多了。因此声音也会小得多。
    3. 在输出端加一个假负载。不让频率降下来。
    4, 传递能量的时候,传递过去一些,再传回来一些。这样就能一直保持一个高频的开关速度,当然也造成了损耗。



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