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分析解决开关电源的啸叫声
来源:wwww.entop-power.com 发表时间:2013/10/14 点击:3157 次
很多做过技术开发,或是接触过开关电源的相关工作人员都会这样的经历,就是在测试开关电源或是在实验中,在做高压测试时会有漏声声响或是高压拉弧的声音,时大时小,时有时无,有些时候像嘶嘶的刺耳声,有时是缓缓的阴沉声音。出现这种问题的是什么原因造成的呢?(COSELVICOR电源-深圳英拓展电子有限公司)
 
原因分析:
    1、变压器(Transformer)浸漆不良:包括未含浸凡立水(Varnish)。啸叫并引起波形有尖刺,但一般带载能力正常,特别说明:输出功率越大者啸叫越甚之,小功率者则表现不一定明显。本人曾在一款72W的充电器产品中就有过带载不良的经验,并在此产品中发现对磁芯的材质有着严格的要求。(此款产品客户要求较为严格)补充一点,当变压器的设计欠佳也有可能工作时振动产生异响。
2、PWMIC接地走线失误:通常产品表现为会有部分能正常工作,但有部分产品却无法带载并有可能无法起振的故障,特别是应用某些低功耗IC时,更有可能无法正常工作。本人曾用过SG6848试板,由于当初没有透彻了解IC的性能,凭着经验便匆匆layout,结果试验时竟然不能做宽电压测试。
    3、基准稳压(Regulator)ICTL431的接地线失误:同样的次级的基准稳压IC的接地和初级IC的接地一样有着类似的要求,那就是都不能直接和变压器的冷地热地相连接。如果连在一起的后果就是带载能力下降并且啸叫声和输出功率的大小呈正比。当输出负载较大,接近电源功率极限时,开关变压器可能会进入一种不稳定状态:前一周期开关管占空比过大,导通时间过长,通过高频变压器传输了过多的能量;直流整流的储能电感本周期内能量未充分释放,经PWM判断在下一个周期内没有产生令开关管导通的驱动信号或占空比过小;开关管在之后的整个周期内为截止状态,或者导通时间过短;储能电感经过多于一整个周期的能量释放,输出电压下降,开关管下一个周期内的占空比又会大……如此周而复始,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,发出人耳可以听到的较低频率的声音。同时,输出电压波动也会较正常工作增大。当单位时间内间歇性全截止周期数量达到总周期数的一个可观比例时,甚至会令原本工作在超声频段的变压器振动频率降低,进入人耳可闻的频率范围,发出尖锐的高频“哨叫”。此时的开关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,相信有些用户曾经有过类似的经历。(COSELVICOR电源代理-深圳英拓展电子有限公司)
    4、光耦(OptoCoupler)工作电流点走线失误:当光耦的工作电流电阻的位置连接在次级滤波电容之前时也会有啸叫的可能,特别是当带载越多时更甚。
5、在某些测试时,负载很轻或是空载时,开关管也有可能出现间断性的截止周期,如果开关变压器同样是工作在越载的情况下,这样就非常危险。对于这样的问题,,你可以在输出端设置假性负载的方法来解决,但是在一些大功率的开关电源中仍经常发生,特别是在满载的情况下,高频振动的线圈亦会发出这种情况,所以很多时候会有灌胶或是密封器件的方法来解决。而在空载或是负载太轻时,变压器在工作时所产生的反电势不能很好的被吸引掉。样变压器就会耦合很多杂波信号到你的1。2绕组。这个杂波信号包括了许多不同频谱的交流分量。其中也有许多低频波,当低频波与你变压器的固有振荡频率一致时,那么电路就会形成低频自激。变压器的磁芯不会发出声音。我们知道,人的听觉范围是20--20KHZ。因此,工程师在设计电路时,一般会加上选频回路,这样来滤掉低频成分。最好是在反馈回路上加一个带通电路以防止低频自激,要不然就直接将开关电源做成固定的频率就可以了。(COSELVICOR电源代理-深圳英拓展电子有限公司)
 

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