Как уменьшить шум обратноходового импульсного источника питания
Под звуковым шумом обычно понимается звуковой сигнал частотой 20-20кГц, генерируемый самим импульсным источником питания в процессе работы, который может быть слышен ушами людей, особенно когда он имеет частоту 2-40кГц, как показано на следующей кривой равной реакции 1. Когда частота колебаний электронных и магнитных компонентов находится в пределах слышимости человеческого уха, они будут издавать звуковые сигналы. Это явление было известно на ранней стадии исследований преобразования энергии. Трансформаторы, работающие на частоте сети 50 и 60 Гц, часто создают раздражающий шум переменного тока. Если нагрузка модулируется аудиокомпонентами, импульсный преобразователь мощности, работающий на постоянной ультразвуковой частоте, также будет создавать звуковой шум. В этой статье сначала рассматриваются причины шума импульсного источника питания, а затем излагаются решения по снижению шума импульсного источника питания с обратноходовым ходом.
Как уменьшить шум обратноходового импульсного источника питания
1. Хорошая планировка подавляет шум.
В процессе проектирования инженеры добавят схемы поглощения на обоих концах полевого транзистора DS, чтобы уменьшить пик, что может эффективно снизить выходной шум силового модуля.
При практическом применении выходные пульсации и шум модуля можно дополнительно уменьшить, добавив конденсаторы на входные и выходные клеммы модуля и используя хорошую компоновку печатной платы. Расположение печатной платы, входной конденсатор в соответствии с направлением тока и пульсации силового модуля больше не являются проблемой. На следующем рисунке показаны два метода макета.
2, решение для звукового шума трансформатора
Во-первых, трансформатор должен быть пропитан равномерно, чтобы эффективно заполнить зазоры между катушками, между катушками и каркасом, а также между каркасом и магнитным сердечником, а также уменьшить возможность смещения движущихся частей. При необходимости поверхность контакта между магнитными элементами и печатной платой может быть заполнена клеем ПВА или распылена трехстойкой краской, что еще больше уменьшает пространство механической вибрации и эффективно снижает шум.
Если позволяют условия, следует максимально снизить пиковую плотность магнитного потока, следует полностью учитывать плотность магнитного потока насыщения при высокой температуре и оставить достаточный запас, чтобы предотвратить попадание рабочей кривой в нелинейную область, что может эффективно уменьшить звуковой шум трансформатора. Эксперименты доказали, что излучаемый шум можно снизить на 5–15 дБ, если пиковую плотность магнитного потока уменьшить с 3,000 Гаусс до 2,000 Гаусс.
Условия позволяют использовать магнитомягкие материалы, такие как аморфные и ультрамикрокристаллические сплавы. Их магнитная однородность значительно лучше, чем у обычных ферритов, а магнитострикционный эффект стремится к нулю, поэтому они нечувствительны к нагрузкам.
3. Общие решения проблемы емкостного шума
Решение состоит в том, чтобы заменить высоковольтный керамический конденсатор, используемый в цепи поглощения, на полиэфирный пленочный конденсатор с небольшим электрострикционным эффектом, который может в основном устранить шум, создаваемый конденсатором.
Чтобы определить, является ли керамическая емкость основным источником шума, ее можно заменить конденсаторами с разными изоляторами. Тонкопленочный конденсатор является экономически эффективной заменой. Однако следует обратить внимание на то, сможет ли замена выдержать повторяющиеся пиковые нагрузки по току и напряжению.
Другой вариант по конкурентоспособной цене — использовать схему зажима Зенера вместо схемы зажима УЗО. Цена на зажим Зенера сопоставима с ценой на зажим УЗО, но он занимает гораздо меньше места и более эффективен.
