スイッチング電源ノイズの原因と対策
スイッチング電源は回路内のスイッチ管のターンオン時間とターンオフ時間の比率を制御し、安定した回路電圧出力を維持します。 これは非常に一般的な電源設計です。 しかし、スイッチング電源の設計に携わったことのある方ならご存知かと思いますが、スイッチング電源のテスト工程では、高圧不良時の漏れ音や高電圧の音のようなハウリング音がよく聞こえます。弧を描く。 では、このような現象が現れた場合、どのように解決すればよいのでしょうか？
一般的に、スイッチング電源の笛吹きの原因には、次のようなインセンティブが考えられます。
01 変圧器の塗料への浸漬が不十分である
未含浸ワニスが含まれています。 ハウリングが発生し、波形に鋭いスパイクが発生しますが、一般に負荷容量は正常です。特記事項: 出力電力が大きいほどハウリングも強くなりますが、低電力のパフォーマンスは必ずしも明らかではありません。 72W 充電器製品では負荷の経験が乏しく、この製品の磁気コアの材質には厳しい要件があることが判明しました。 なお、トランスの設計が悪い場合には、動作中に振動や異音が発生する可能性もあります。
02 PWM IC グランド配線異常
通常、一部の製品は正常に動作しますが、一部の製品はロードできず、振動を開始しない場合があり、特に一部の低電力 IC を使用している場合、正常に動作しない可能性が高くなります。 例えば、SG6848のテストボードは、当初ICの性能をよく理解していなかったので、経験に基づいて急いでレイアウトしたところ、途中で広い電圧のテストができないことが判明しました。テスト。
03 フォトカプラ動作電流点の配線ミス
フォトカプラの動作電流抵抗の位置が二次フィルタコンデンサの前に接続されている場合、特に負荷が大きい場合にはハウリングが発生する可能性もあります。
04 リファレンスレギュレータIC TL431のアース線が間違っています
同様に、二次基準レギュレータ IC の接地には、一次 IC の接地と同様の要件があります。つまり、変圧器のコールド グランドおよびホット グランドに直接接続することはできません。 相互に接続すると負荷容量が減少し、ハウリング音は出力電力に比例します。
出力負荷が大きく、電源の電力制限に近い場合、スイッチングトランスは不安定な状態になることがあります。 前のサイクルでのスイッチング管のデューティ サイクルが大きすぎ、伝導時間が長すぎ、高周波トランスを介して伝達されるエネルギーが多すぎました。 DC 整流器のエネルギー蓄積インダクタは、PWM によって次のサイクルで判断されるように、このサイクルのエネルギーを完全には放出しませんでした。 スイッチ管をオンにする駆動信号がないか、デューティ サイクルが小さすぎます。
その後全期間スイッチ管がオフ状態になっているか、導通時間が短すぎます。 エネルギー蓄積インダクタンスは、1 サイクル以上の後にエネルギーを放出し、出力電圧が低下し、次のサイクルでのスイッチング管のデューティ サイクルが大きくなり、変圧器の周波数が低くなります (定期的な断続的な完全なカットオフ サイクル、またはデューティ サイクルが大幅に変化する周波数）は、人間の耳に聞こえる低周波音を発します。
同時に出力電圧の変動も通常動作時よりも大きくなります。 単位時間当たりの間欠フルカットオフサイクル数が総サイクル数のかなりの割合に達すると、元々超音波周波数帯域で動作していたトランスの振動周波数がさらに低下し、人間の可聴周波数範囲に入ります。耳から鋭い高周波「ホイッスル」を発します。 現時点では、スイッチングトランスは深刻な過負荷状態で動作しており、常に焼き切れる可能性があります。これが、多くの電源が焼き切れる前に「悲鳴を上げる」理由であり、ユーザーによっては、同様の経験がありました。
05 無負荷または軽負荷
この場合、スイッチング管にも断続的な完全遮断期間が発生する可能性があり、スイッチングトランスも過負荷状態で動作することになり、これも非常に危険です。 この問題は、出力にダミー負荷を事前設定することで解決できますが、一部の「節約」電源または高電力電源では依然として時折発生します。
06 無負荷時または負荷が軽すぎる場合
動作中に変圧器によって生成される逆起電力は十分に吸収できません。 このようにして、トランスは多くのクラッター信号を巻線に結合します。 このクラッター信号には、さまざまな周波数スペクトルの多くの AC 成分が含まれています。 低周波もたくさんあります。 低周波が変圧器の固有発振周波数と一致すると、回路は低周波自励を形成します。 トランスの磁気コアは音を出しません。
人間の可聴範囲は 20-20KHZ であることがわかっています。 したがって、回路を設計する際には、通常、周波数選択回路を追加します。 低周波成分を除去します。 低周波の自励を防ぐために、フィードバック ループにバンドパス回路を追加することが最善です。 またはスイッチング電源の周波数を固定にしてください。
