フライバックスイッチング電源のノイズを改善する方法
オーディオノイズとは、一般的にスイッチング電源自体が動作中に生成する20-20kHzの周波数のオーディオ信号を指し、次の等応答曲線1に示すように、特に2-40kHzのときに人の耳に聞こえます。電子および磁気部品の発振周波数が人間の耳の可聴範囲内にある場合、可聴信号が生成されます。この現象は、電力変換研究の初期段階で知られていました。50Hzおよび60Hzの電源周波数で動作するトランスは、迷惑なACノイズを生成することがよくあります。負荷がオーディオ部品によって変調されると、一定の超音波周波数で動作するスイッチング電力コンバータもオーディオノイズを生成します。この論文では、まずスイッチング電源のノイズの原因を紹介し、次にフライバックスイッチング電源のノイズを改善するための解決策を詳しく説明します。
フライバックスイッチング電源のノイズを改善する方法
1. 適切なレイアウト設計によりノイズを抑制します。
設計プロセスでは、エンジニアは電界効果トランジスタ DS の両端に吸収回路を追加してピークを低減し、パワーモジュールの出力ノイズを効果的に低減できます。
実際のアプリケーションでは、モジュールの入力端子と出力端子にコンデンサを追加し、適切な PCB レイアウトと連携することで、モジュールの出力リップルとノイズをさらに低減できます。 PCB ボードのレイアウト、電流の流れる方向に応じた出力コンデンサ、およびパワーモジュールのリップルノイズはもはや問題ではありません。 次の図は、2 つのレイアウト方法を示しています。
2、トランスオーディオノイズソリューション
まず、変圧器を均一に浸漬し、コイル間、コイルとスケルトン間、スケルトンと磁気コア間の固有の隙間を効果的に埋め、可動部品のずれの可能性を減らします。必要に応じて、磁性体と回路基板の接触面に白接着剤を充填したり、三層防振塗料を吹き付けたりすることで、機械振動の空間をさらに減らし、ノイズを効果的に減らすことができます。
条件が許せば、ピーク磁束密度を可能な限り低減し、高温での飽和磁束密度を十分に考慮し、動作曲線が非線形領域に入らないように十分なマージンを残す必要があります。これにより、トランスのオーディオノイズを効果的に低減できます。実験により、ピーク磁束密度を3,000ガウスから2,000ガウスに低減すると、放出されるノイズを5dBから15dB低減できることが証明されています。
条件によっては、アモルファス合金や超微結晶合金などの軟磁性材料を使用できます。これらの材料の磁気均一性は通常のフェライトよりもはるかに優れており、磁気歪効果はゼロに近づくため、応力の影響を受けません。
3. 容量性ノイズに対する一般的な解決策
解決策としては、吸収回路に使用されている高電圧セラミックコンデンサを、電気歪効果の少ないポリエステルフィルムコンデンサに置き換えることで、コンデンサによって発生するノイズを基本的に排除できます。
セラミックコンデンサが主なノイズ源であるかどうかを判断するには、異なる絶縁体のコンデンサに置き換えることができます。薄膜コンデンサはコスト効率の高い代替品です。ただし、交換品が繰り返しのピーク電流と電圧ストレスに耐えられるかどうかに注意する必要があります。
競争力のある価格のもう 1 つのオプションは、RCD クランプ回路の代わりにツェナー クランプ回路を使用することです。ツェナー クランプの価格は RCD クランプと同程度ですが、占有スペースがはるかに少なく、より効率的です。
