スイッチング電源の笛吹きの原因
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のような、あるいは高圧のような音のようなハウリング音が発生することがあります。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、以下のようなインセンティブが考えられます。
変圧器の塗装不良
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。
PWM ICグランドトレースエラー
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。
フォトカプラ動作電流点配線エラー
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。
リファレンスレギュレータIC TL431のアース線異常
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が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 によって判断されるように、このサイクルのエネルギーを次のサイクルで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が 1 サイクル以上にわたってエネルギーを放出した後、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…というように、トランス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)、人間の耳に聞こえる低周波の音を発します。
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、もともと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、いつでも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」原因です。 同じような経験をしたユーザーもいると思います。
空または軽負荷の場合
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。
無負荷時または負荷が軽すぎるとき
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。 あるいはスイッチング電源の周波数を固定にしてください。
この記事では、スイッチング電源のハウリングが発生する原因を主に6つ紹介し、その6つの原因に応じた解決策を紹介します。 基本に偏った記事です。 この記事を通して、スイッチング電源のハウリングに遭遇した際に、記事内の方法を使って自分で解決していただければ幸いです。
