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经验谈 关于开关电源的可闻噪音

最近在测试电路时发现板子上有【嗡】的低频噪音,在耳朵贴近时才能听到;这种噪音对听觉敏感的人很容易听到,我们来分析下哪些地方会是噪音的源头呢?

我们通过噪音室抵近电路板进行近距离测试时,测试在电子产品中,高压的电子线路电容和磁性元件能产生声响。当他们工作在一定的频率范围会影响人类的听觉。

开关电源电路运行20HZ--20KHZ  系统出现可闻噪音。

1. 反激系统中的高压瓷片电容-通常的压电效应产生的主导机制,出现电容器噪音;如下图示位置:

在电子产品的开关电源系统中,电容钳位电路在大电压场合最有可能产生可闻噪声。要确定是否陶瓷电容器是一种噪音的主要来源,更换一个具有不同介质的。塑料薄膜电容器是最具成本效益的替代品。注意,以确保更换经得起重复峰值电流和电压应力。电容器还可以产生可闻噪音,因为他们的压电特征。

2.变压器或磁性元件工作出现的噪音,对于开关电源系统的产品无论使用哪种开关拓扑的工作方式;无论工作在哪种状态,磁性元件噪音都有可能存在!

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。

电子产品中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。

比如磁芯组合有气隙存在,高频时引起空气振动而发出响声,如果经过完全含浸,一般不会发声。另外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也会发出噪音

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2022-09-27 17:36

开关噪声在降低过程中对自激电流会有哪些影响

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阿飞啊
LV.6
3
2022-09-27 17:37

线圈的振荡引起周围空气的振动也会发出噪音

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2022-09-27 17:37

我以前做开关电源时也遇到过有声音的情况,好像是电感选型不对

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denyuiwen
LV.7
5
2022-09-27 17:38

主要还是变压器会产生噪音吧,如果是调光的电路,可能在桥前工字电感会在调光时有噪音,另外电路走线也会引起振荡,引起某个元器件产生噪音。

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2022-09-27 17:39

如何降低开关电源的瞬态阻耗

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2022-09-27 17:46

开关噪声主要原因:

1、输出端电容的ESR较高,可使用ESR较低的固态电容替换;

2、一次侧MOS管的驱动电路波形较差,可通过更改驱动电路参数改善;

3、原边电感漏感较大,可通过RCD电路抑制或者改善变压器绕制工艺。

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小布叮
LV.4
8
2022-09-27 17:46

学到了

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2022-09-27 17:57

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

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liweicheng
LV.7
10
2022-09-27 17:58

这样的噪音有哪些改进措施呢

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liweicheng
LV.7
11
2022-09-27 18:00

二次侧的整理管的RC如何设计呢?

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cmdz002
LV.5
12
2022-09-27 18:06

曾经在调试一个30瓦有源钳位正激电源中发现陶瓷电容上的噪声非常大,换成塑料电容后明显改善,几乎听不到。

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CDJ01
LV.5
13
2022-09-27 18:31

补充一点,当电源环路不稳时也会有噪声,这时看驱动波形的话可以看到明显的频率抖动

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tanb006
LV.10
14
2022-09-27 22:50

最主要是环路产生的低频可闻噪音。变压器是发声的主要原件,但变压器并不是源头。

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2022-09-28 17:03
@dy-mb2U9pBf
我以前做开关电源时也遇到过有声音的情况,好像是电感选型不对

最近也遇到了同样的问题,负载电流跳变时输出电感啸叫

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2022-09-28 17:04
@阿飞啊
线圈的振荡引起周围空气的振动也会发出噪音

线圈的振动是什么原因呢,查了资料说会有磁致伸缩

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2022-09-28 17:05
@denyuiwen
主要还是变压器会产生噪音吧,如果是调光的电路,可能在桥前工字电感会在调光时有噪音,另外电路走线也会引起振荡,引起某个元器件产生噪音。

学到了,谢谢,后面遇到类似问题我试试看

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2022-09-28 17:07
@liweicheng
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

遇到输出电感啸叫的大多和负载电流跳变有关系

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2022-09-28 17:08
@liweicheng
这样的噪音有哪些改进措施呢

主要还是磁性元件制作工艺,还有电源工作条件几个方面吧

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2022-09-28 17:09
@dy-nmLUWFNr
如何降低开关电源的瞬态阻耗

你是说开关管的开关损耗吗

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2022-09-28 17:11
@cmdz002
曾经在调试一个30瓦有源钳位正激电源中发现陶瓷电容上的噪声非常大,换成塑料电容后明显改善,几乎听不到。

陶瓷电容主要还是压电效应引起吧,塑料电容成本和陶瓷比,哪种更有优势啊

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2022-09-28 17:12
@CDJ01
补充一点,当电源环路不稳时也会有噪声,这时看驱动波形的话可以看到明显的频率抖动

是的,这也是一个很好的debug角度

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2022-09-28 17:14
@tanb006
最主要是环路产生的低频可闻噪音。变压器是发声的主要原件,但变压器并不是源头。

是的,环路不稳会有噪声问题,也试过拿一个半屏蔽电感单独抽载动态电流,也会产生啸叫,这就是元件自身的特性了吧

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2022-09-28 17:14
@小布叮
学到了

一起学习

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天晴朗
LV.6
25
2022-09-28 17:17

磁性元件产生声响的可能性更大,尤其是到研发后期,不好再改,很头疼

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小燕纸
LV.4
26
2022-09-28 17:21

变压器或电感完全含浸后,不发声了,它的特性会有变化吗

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2022-09-28 17:27
@天晴朗
磁性元件产生声响的可能性更大,尤其是到研发后期,不好再改,很头疼

研发过程中也可以关注下,电子负载模拟动态载,只不过没有大家都没有把噪声作为电源测试项,而在后期系统测试才关注

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2022-09-28 17:28
@小燕纸
变压器或电感完全含浸后,不发声了,它的特性会有变化吗

还没有这方面的资料呢,浸胶后厂商都会测试验证的,不能用也不会出货吧

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tanb006
LV.10
29
2022-09-28 22:52
@小燕纸
变压器或电感完全含浸后,不发声了,它的特性会有变化吗

电磁特性不会有变化。

不发声只是掩盖了问题,并没有解决问题。

真实让杂音消失才是一个健康的好电源。

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zjttjz0823
LV.2
30
2022-10-18 13:29

一般会在磁芯的气隙中垫一些环氧板来减小空气腔体体积,从而减小振动噪音

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XHH9062
LV.9
31
2022-10-22 22:01

看下开关频率多少?

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