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开关电源设计制造中的通病-啸叫现象

在设计制作开关电源时,电路中发生啸叫的概率是很大的。有时候是忽大忽小的声音,有时是带载声音大空载声音小,有时是声音有规律,有时是声音频率高很刺耳等等,这时候作为我们蓄新电气的电气工程师们就需要有一双如同医生的听诊器的耳朵能听音知“病”。下面我们就深入的了解一下开关直流电源的这些“啸叫病症”以及解决的方法。
电感啸叫
原因:占空比不稳定
解决方法:1、占空比对应接通/终断输入的时间,接通输入越久,输入的能量越多。通过负反馈调整开关电源的占空比占空比以实现输出电压的稳定;2、如果是电感响,也有可能是磁芯的磁滞伸缩引起的.可对电感浸胶
变压器质量问题引起的啸叫
原因:变压器浸漆不良,制作工艺差,使用变压器原材料差。
现象:啸叫声刺耳,开关电源带载能力正常,声音会随着负载的加大而声音愈发刺耳,有时会发生变压器震动的现象。
解决办法:1、调换变压器方向(以90度为基准)。2、更换变压器。
接地走线失误
原因:可分为PWM IC接地走线失误和基准稳压(Regulator)IC TL431的接地线失误。
现象:若是PWM IC接地走线失误,其现象是开关电源工作不正常,特别是负载是低功耗IC时,则无法正常工作且会发出较为平缓的啸叫。若是基准稳压IC的接地线失误,其现象和变压器质量问题引起的啸叫现象差不多,声音刺耳且随负载的加大而声音频率愈发的增加。在示波器上显示电压波动也会比正常工作时大的较多,同时伴有震动。
解决办法:调整错误再次实验。特别提醒:检查变压器是否已经烧毁,因此时开关直流电源变压器工作在严重的超载状态,有烧毁的可能。
短路实验时啸叫
原因:当大功率直流开关电源做短路测试时,输出电流达到最大值,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....一直按这个周期运行
现象:声音刺耳且随负载的加大而声音频率愈发的增加。在示波器上显示电压波动也会比正常工作时大的较多,同时伴有震动。

解决办法:1、在开关电源电路设计上加上选频回路,以滤除20--20KHZ低频成份。2、为防止低频自激产生,在开关电源电路反馈回路上加一个带通电路。3、开关电源电路设计成固定频率的。特别提醒:检查变压器是否已经烧毁,因此时开关直流电源变压器工作在严重的超载状态,有烧毁的可能。

下面是一个开关电源电路图,可以帮助大家分析一下啸叫的产生及处理方法。

开关电源电路图


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