開關(guān)電源的嘯叫原因分析
但凡做過開發(fā)工作的人員都有這樣的閱歷，測(cè)試開關(guān)電源或在實(shí)驗(yàn)中有聽到相似產(chǎn)品打高壓不良的漏電聲響或高壓拉弧的聲音不速之客：其聲響或大或小，或時(shí)有時(shí)無(wú);其韻律或深沉或刺耳，或變化無(wú)常者皆有。
1、變壓器(Transformer)浸漆不良：包括未含浸凡立水(Varnish)。嘯叫并惹起波形有尖刺，但普通帶載才能正常，特別闡明：輸出功率越大者嘯叫越甚之,小功率者則表現(xiàn)不一定明顯。自己曾在一款72W的充電器產(chǎn)品中就有過帶載不良的經(jīng)歷，并在此產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)對(duì)磁芯的材質(zhì)有著嚴(yán)厲的請(qǐng)求。(此款產(chǎn)品客戶請(qǐng)求較為嚴(yán)厲)補(bǔ)充一點(diǎn)，當(dāng)變壓器的設(shè)計(jì)欠佳也有可能工作時(shí)振動(dòng)產(chǎn)生異響。
2、 PWM IC接地走線失誤：通常產(chǎn)品表現(xiàn)為會(huì)有局部能正常工作，但有局部產(chǎn)品卻無(wú)法帶載并有可能無(wú)法起振的毛病，特別是應(yīng)用某些低功耗IC時(shí)，更有可能無(wú)法正常工作。自己曾用過SG6848試板，由于當(dāng)初沒有透徹理解IC的性能，憑著經(jīng)歷便匆匆layout，結(jié)果實(shí)驗(yàn)時(shí)居然不能做寬電壓測(cè)試。悲痛呀!
3、光耦(Opto Coupler)工作電流點(diǎn)走線失誤：當(dāng)光耦的工作電流電阻的位置銜接在次級(jí)濾波電容之前時(shí)也會(huì)有嘯叫的可能，特別是當(dāng)帶載越多時(shí)更甚。
4、基準(zhǔn)穩(wěn)壓(Regulator)IC TL431的接地線失誤：同樣的次級(jí)的基準(zhǔn)穩(wěn)壓IC的接地和初級(jí)IC的接地一樣有著相似的請(qǐng)求，那就是都不能直接和變壓器的冷地?zé)岬叵嚆暯印＜偃邕B在一同的結(jié)果就是帶載才能降落并且嘯叫聲和輸出功率的大小呈正比。當(dāng)輸出負(fù)載較大，接近電源功率極限時(shí)，開關(guān)變壓器可能會(huì)進(jìn)入一種不穩(wěn)定狀態(tài)：前一周期開關(guān)管占空比過大，導(dǎo)通時(shí)間過長(zhǎng),經(jīng)過高頻變壓器傳輸了過多的能量;直流整流的儲(chǔ)能電感本周期內(nèi)能量未充沛釋放，經(jīng)PWM判別在下一個(gè)周期內(nèi)沒有產(chǎn)生令開關(guān)管導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)信號(hào)或占空比過小;開關(guān)管在之后的整個(gè)周期內(nèi)為截止?fàn)顟B(tài)，或者導(dǎo)通時(shí)間過短;儲(chǔ)能電感經(jīng)過多于一整個(gè)周期的能量釋放，輸出電壓降落，開關(guān)管下一個(gè)周期內(nèi)的占空比又會(huì)大……如此循環(huán)往復(fù)，使變壓器發(fā)作較低頻率(有規(guī)律的間歇性全截止周期或占空比猛烈變化的頻率)的振動(dòng)，發(fā)出人耳能夠聽到的較低頻率的聲音。同時(shí)，輸出電壓動(dòng)搖也會(huì)較正常工作增大。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)間歇性全截止周期數(shù)量到達(dá)總周期數(shù)的一個(gè)可觀比例時(shí)，以至?xí)畋緛砉ぷ髟诔曨l段的變壓器振動(dòng)頻率降低，進(jìn)入人耳可聞 的頻率范圍，發(fā)出鋒利的高頻“哨叫”。此時(shí)的開關(guān)變壓器工作在嚴(yán)重的超載狀態(tài)，時(shí)辰都有燒毀的可能——這就是許多電源燒毀前“慘叫”的由來，置信有些用戶曾經(jīng)有過相似的閱歷。
空載，或者負(fù)載很輕時(shí)開關(guān)管也有可能呈現(xiàn)間歇性的全截止周期，開關(guān)變壓器同樣工作在超載狀態(tài)，同樣十分風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)此問題，可經(jīng)過在輸出端預(yù)置假負(fù)載的辦法處理，但在一些“儉省”的或大功率電源中仍偶有發(fā)作。當(dāng)不帶載或者負(fù)載太輕時(shí)，變壓器在工作時(shí)所產(chǎn)生的反電勢(shì)不能很好的被吸收。這樣變壓器就會(huì)耦合很多雜波信號(hào)到你的1.2繞組。這個(gè)雜波信號(hào)包括了許多不同頻譜的交流重量。其中也有許多低頻波，當(dāng)?shù)皖l波與你變壓器的固有振蕩頻率分歧時(shí)，那么電路就會(huì)構(gòu)成低頻自激。變壓器的磁芯不會(huì)發(fā)出聲音。我們曉得，人的聽覺范圍是20--20KHZ。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)，普通都加上選頻回路。以濾除低頻成份。從你的原理圖來看，你最好是在反應(yīng)回路上加一個(gè)帶通電路，以避免低頻自激.或者是將你的開關(guān)電源做成固定頻率的即可。
大功率開關(guān)電源短路嘯叫
置信大家遇到過這種狀況，開關(guān)電源在滿載后忽然將電源短路測(cè)試，有時(shí)分會(huì)聽到電源有嘯叫的狀況;或者是在設(shè)置電流維護(hù)時(shí)，當(dāng)電流調(diào)試到某一段位，會(huì)有嘯叫，其嘯叫的聲音平鋪直敘，甚是煩人，究其緣由主要為以下：
當(dāng)輸出負(fù)載較大,接近電源功率極限時(shí),開關(guān)變壓器可能會(huì)進(jìn)入一種不穩(wěn)定狀態(tài):前一周期開關(guān)管占空比過大,導(dǎo)通時(shí)間過長(zhǎng),經(jīng)過高頻變壓器傳輸了過多的能量;直流整流的儲(chǔ)能電感本周期內(nèi)能量未充沛釋放,經(jīng)PWM判別,在下一個(gè)周期內(nèi)沒有產(chǎn)生令開關(guān)管導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)信號(hào)或占空比過小;開關(guān)管在之后的整個(gè)周期內(nèi)為截止?fàn)顟B(tài),或者導(dǎo)通時(shí)間過短;儲(chǔ)能電感經(jīng)過多于一整個(gè)周期的能量釋放,輸出電壓降落,開關(guān)管下一個(gè)周期內(nèi)的占空比又會(huì)大…… 如此循環(huán)往復(fù),使變壓器發(fā)作較低頻率(有規(guī)律的間歇性全截止周期或占空比猛烈變化的頻率)的振動(dòng),發(fā)出人耳能夠聽到的較低頻率的聲音. 同時(shí),輸出電壓動(dòng)搖也會(huì)較正常工作增大.當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)間歇性全截止周期數(shù)量到達(dá)總周期數(shù)的一個(gè)可觀比例時(shí),以至?xí)畋緛砉ぷ髟诔曨l段的變壓器振動(dòng)頻率降低,進(jìn)入人耳可聞 的頻率范圍,發(fā)出鋒利的高頻“哨叫”.此時(shí)的開關(guān)變壓器工作在嚴(yán)重的超載狀態(tài),時(shí)辰都有燒毀的可能——這就是許多電源燒毀前“慘叫”的由來,置信有些用戶曾經(jīng)有過相似的閱歷. 空載,或者負(fù)載很輕時(shí)開關(guān)管也有可能呈現(xiàn)間歇性的全截止周期,開關(guān)變壓器同樣工作在超載狀態(tài),同樣十分風(fēng)險(xiǎn).
針對(duì)此問題,可經(jīng)過在輸出端預(yù)置假負(fù)載的辦法處理,但在一些“儉省”的或大功率電源中仍偶有發(fā)作.當(dāng)不帶載或者負(fù)載太輕時(shí),變壓器在工作時(shí)所產(chǎn)生的反電勢(shì)不能很好的被吸收.這樣變壓器就會(huì)耦合很多雜波信號(hào)到你的1.2繞組.這個(gè)雜波信號(hào)包括了許多不同頻譜的交流重量.其中也有許多低頻波,當(dāng)?shù)皖l波與你變壓器的固有振蕩頻率分歧時(shí),那么電路就會(huì)構(gòu)成低頻自激.變壓器的磁芯不會(huì)發(fā)出聲音.我們曉得,人的聽覺范圍是20--20KHZ.所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí),普通都加上選頻回路.以濾除低頻成份.從你的原理圖來看,你最好是在反應(yīng)回路上加一個(gè)帶通電路,以避免低頻自激.或者是將你的開關(guān)電源做成固定頻率的即可。
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