关于开关电源噪音问题

作者&投稿:甫待 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
怎样消除开关电源的纹波与噪声,提高开关电源稳定性?~

  开关电源的稳定性有可能与线性电源相同,但纹波与噪声影响了开关电源的稳定性,为了提高其稳定性,有必要采取措施消除这些影响。然而,对于一般的使用方法其稳定性不会有问题。  开关电源的元器件较多,所以,可靠性也比线性电源低。然而,对于通常设计的开关电源,电解电容器的寿命极大地影响了它的可靠性,温度越高,电解电容器的寿命越短。所以,对于同样尺寸的开关电源,效率高的开关电源其温升较低,可以提高可靠性。但由于开关电源的元器件更小而使其过于小型化,为了平衡内部损耗其温升会较高,有可能制作一个可靠性低的开关稳压电源,所以,要注意这一点。特别是最近,不仅是开关元器件等性能得到改善,而且开关频率也在高频化,这样,较容易实现开关电源的小型化。然而,降低损耗比小型化的困难要多,所以,在进行最佳散热设计的同时,选择在高温下可靠性也不会降低的元器件非常重要。  开关电源的固定元器件中寿命非常短的电解电容器,最近其寿命也有所延长;由于高频化的原因,滤波电容器的容量也有可能减小,于是可以选用叠层陶瓷电容器。这样,有可能制作出不用电解电容器的高可靠性的开关稳压电源。

 导读: 开关电源以其效率高、体积小、重量轻、电压适应性好等优点,受到相关行业的青睐。但目前存在的缺陷是电磁骚扰大,对环境或对其他设备造成不利影响。设计低电磁骚扰的开关电源,也就成了许多设计人员的希望,为此提出了种种方法。
  电源装置是电子电气设备中所不可缺少的部件,开关电源以其效率高、体积小、重量轻、电压适应性好等优点,受到相关行业的青睐。但目前存在的缺陷是电磁骚扰大,对环境或对其他设备造成不利影响。目前对于可变负载的开关电源,笔者所了解到的产品最低输出噪声电压也在70 mV以上。设计低电磁骚扰的开关电源,也就成了许多设计人员的希望,为此提出了种种方法。

  开关电源电路结构与降噪原理
  该开关电源的设计目标是稳定20 V输出,输出电流0~2 A可变,用于音响系统。为了突出降低电磁噪声的处理技术,简化电路,用单片开关电源芯片TOP224Y进行设计。TOP224Y内部已包含了PWM调制所需的所有电路以及激励管输出,由它激励变压器,开关频率为100 kHz,内部MOS激励管的耐压为700 V,输出功率小于45 W。电路如图1所示,该电路可以获得更大的输出功率,只需更改部分器件。图1中左边的电路R1,L1,D1,C1至C7是常规的共模滤波和整流电路,获取约300 V的直流电压供DC-DC变换电路使用;最右边电路L5,C11等是普通的LC滤波电路;IC2,D8,R9,R10组成电压反馈电路,形成闭环结构,稳定电源输出电压;中间部分是DC-DC变换器,降噪声的关键是对这一部分的电路进行适当处理。

   图1:低噪声开关电源原理图
  对于中间部分电路而言,TOP224Y作为PWM控制、激励,都是常规处理。控制端C的工作电压取自变压器的反激励电压,其中D3是整流管,D4是发光二极管,用作指导灯。C端的反馈信号来自IC2的输出。芯片的漏极输出端D连接变压器和R1,D2,其中R1是半导体压敏电阻,与D2一起组成芯片限压保护电路,防止芯片因过压而击穿。该项电路的激励方式采用以正激励为主的正、反混合激励式,变压器有4个绕组,其中2个是基本相似的输出绕组n3,n4,它的同名端关系如图2所示。

   图2:电路续流的路径
  DC-DC变换后的整流管使用了三只:D5,D6和D7,没有独立设置续流二极管,不同于其他电源电路。D5为续流而设置的复用二极管,D6和是正激励脉冲整流二极管,D7是反激励电压整流二极管。L4是DC-DC变换后的第一级滤波电感。在正激励期间,变压器输出绕组n3经D6,L4输出电流,第一级滤波电感L4中电流i4增大,同时,变压器自身利益的激励磁电流i1也在增大。
  当正激励结束马上就进入反激励阶段,滤波电感L4中电流i4将从原值逐步减小。而变压器中也会保持励磁电流,但它是多绕组结构,励磁电流可以出现在任意一个绕组中,各电流方向以维持原磁场方向为准。如果控制当时的滤波电感电流i4>n1i1/n4,可以将变压器磁芯中的励磁电流全部转移至n4绕组。也就是电流i4流经变压器输出绕组n4,除了维持变压器磁芯磁场,尚有多余,其余量在n4与n3中按匝数比分配。此时,二极管D5马上导通,二极管D6继续导通,而二极管D7仍然截止。变压器绕组无感生电压,不放释放磁场能。随着滤波电感储能的释放,电流i4逐步减小,直至i4=n1i1/n4时,D6进入截止状态。可见D6没有被除数强迫截止,处理得当,可以消除其关断噪声。接着,变压器开始产生反激励电动势而释放储能,二极管D7开始导通,变压器的反激励电压被限制。直到变压器储能释放尽,等待下一个周期的激励。
  按照这一方法处理,可以消除整流二极管D6的硬关断噪声,但变压器漏感造成的芯片激励管的硬关断噪声仍然存在,这里的辅助绕组可以起到一定的吸收作用。对于整流二极管的硬开通噪声,仍采用RC电路吸收能量,降低噪声,如图1中的R7,C10电路。

你这样的开关管烧坏,通常要处理几个问题:
1:主滤波电容要拿来充电和放电试验看看是否是好的,方法是将开关管的启动电阻或开关管拆下,通电,正常时通电后电容上面应该充满了电,然后断电,这时拿螺丝刀这类东西给这两个电容单独放电,应该有很响的爆炸声(注意)。否则电容是有问题的,就容易造成负载烧开关管,这个电容之所以要这样实验,是因为有时用万用表测不出来是不是坏的,所以才用这种危险有刺激的方法。
2:开关管的驱动电路(驱动变压器到开关管B极)必须要对称,其实很容易测量,万用表10欧姆(数字表用二极管)档测B--E极,正反都测一次,两个管子一样就OK,小心那两个小电解电容,它测不出来。
3:TL494的8脚和11脚的电压要一致。
压敏电阻的质量问题,会导致你说的情况,好的压敏电阻要几毛一个,一般的只要一毛多一点,差别在于里面用的芯片质量或工艺问题,工艺问题是指:芯片的表面和引脚焊接工艺没处理好,导致引脚没有和芯片表面完全焊牢,而是有一些空隙,发热以后通过的电流没有设计值。所以你只要加大它的直径就可以了。

肯定有元件被击穿了,而且是大功率的元件!

LED灯具电源在正常使用时有噪音是什么原因
答:LED灯具电源为高频恒流型开关电源,产生噪音的原因有以下两个可能:一,如果其内部开关变压器结构不够紧密,则会因高频磁场而机械振动产生噪音。二,电路参数或布局上的不合理,造成电路高频自激,引发元器件产生电流噪音。

电脑电源的噪音很大,如何解决?
答:1.电源用过一段时间后,肯定会积有一点灰尘的,而这些灰尘也妨碍了风扇轴承的旋转,应该要除尘的。2.扇头不能稳定在扇轴上,总上下窜动的结果,最好换一个风扇吧。买个大风扇和原来的大小差不多的,然后换上,电源风扇一般没有插头,只能剪断原来的老风扇把新的按电线颜色对接上便可..3.给风扇...

一个开关电源发出声音的问题
答:这种情况一般不影响正常使用,就是一个高频噪音的问题。在输出地和原边地之间加一个消噪电容一般能解决,电容一般选取高压瓷片,几百pF到几千pF。另个变压器的磁芯与骨架要固定好,如果松动时也会由于振动产生噪音。由于原副边隔离,最简单的方法就是直接用手或者万用表的表笔或者螺丝刀等触碰一下输出端...

怎么可以减少变压器(开关电源)共振共鸣?
答:变压器和开关电源本身就是一个“声音的容器”一样,因为电气设备和开关电源变压器在正常工作时都有正常的振动,只有变压器各部件或外部否松动或是变形,变压器产生的声音通过在内部不断折射和重叠,形成的低频率共振共鸣,这些会直接影响人的身体不适。程品科技可以告诉你造成开关电源变压器震动的主要原因:&#...

开关电源为什么会有噪音
答:噪声。如果是说的是声,则可能是变压器磁芯封装问题(由于交流电整流后成频率为100HZ的脉动变化(由于滤波幅度较小在仍然存在,而且随负载轻重变化)磁芯如果松动就会随这种脉冲产生振动。如果你说的是电磁噪声,这情况比较复杂,所以一般开关电源都会很多的电磁噪声抑制电路。

用开关电源供电,车载收音机时 噪音大。
答:直接买个变压器就行了,电压符合车载收音机的,一切OK.开关电源的工作频率能打到几十K,这对收音机是很强的干扰,啥型号的电容也帮不了你,屏蔽也没有用的,收音机的天线很灵敏,你再屏蔽也是白费功夫的,直接换个变压器就完了,大约10块钱左右搞定。

为什么开关电源会产生噪音
答:噪音一般由高频开关变压器制作工艺不规范造成的,也就是说几乎都是浸漆,烘干没做好导致机械震荡的噪音,还有就是散热风扇产生的噪音。

电视机开关电源有高频响声怎么处理?
答:电视机开关电源的噪音大多由变压器松动产生,紧固和上胶可以消除噪音。

音响开关电源有交流音大还是环牛电源电流声大。
答:开关电源有交流音大。电流声,实为从喇叭发出的50Hz交流电的低频嗡声或哼声。开关电源如果低的话,第二大电流很大的话,这个噪音肯定是有的,而且还是非常大的。开关电源工作时开关频率会开扰功放的电路,直流特性不好,而产生燥声。环牛是用交流电直接变压成低压做为功放电源,交流电的频率是50HZ。相对...

电源带载时正常,空载时会有噪音,噪音不是很大,怎么解决
答:1)从空载缓慢加电流,同时测量电源的输出电压,如果噪声频率逐渐变高,直到听不见。而且,电源电压不变,那噪声可能是电源的工作频率,是正常的。2)如果在改变负载时,噪声无规律变化,而且,电源的输出电压也随之有所变化,那就是电路有震荡。一般说,在开关电源中的放大器上加R,C负反馈,可消除震荡...