淺析電感噪音以及解決辦法
發布時間:2022-10-28 來源:科達嘉 責任編輯:wenwei
【導讀】噪聲的是由物體振動產生的,下麵我們以揚聲器為例了解下振動原理。揚聲器不是將電能直接轉換成聲能,而是利用載體電流(音圈或線圈)在磁鐵之間相互作用,使音圈振動而帶動針膜振動:
噪音產生的原理
噪聲的是由物體振動產生的,下麵我們以揚聲器為例了解下振動原理。
揚聲器不是將電能直接轉換成聲能,而是利用載體電流(音圈或線圈)在磁鐵之間相互作用,使音圈振動而帶動針膜振動:
電能——機械能——聲能。
揚聲器:當線圈兩端電流方向發生變化時,在永久磁體的磁場直接相互作用,使音圈振動而帶動振動膜振動。電能——機械能——聲能。
揚聲器是利用線圈兩端電流變化時會生產機械動能而發出聲音,電感可以製做成揚聲器嗎?
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電感會不會也生產噪音?
如果耳朵能聽到嘯叫(吱吱聲),可以肯定電感兩端存在一個20HZ-20KHZ(人耳範圍)左右的開關電流。
例如DC-DC的電感嘯叫,由於負載電流過大DC內部有一個限流保護電路,當負載超過IC內部的開關(MOS)電流時,限流檢測電路判斷負載電流過大,會立即調整DAC內nei部bu開kai關guan站zhan空kong比bi,或huo者zhe立li即ji停ting止zhi開kai關guan工gong作zuo,直zhi到dao檢jian測ce負fu載zai電dian流liu在zai標biao準zhun範fan圍wei內nei時shi,在zai重zhong新xin啟qi動dong正zheng常chang的de工gong作zuo開kai關guan。從cong停ting止zhi開kai關guan到dao重zhong啟qi開kai關guan的de時shi間jian周zhou期qi正zheng好hao是shi幾jiKHZ的頻率,正因為這個周期的開關頻率生產嘯叫。
嘯叫噪音的大小與電感繞製的質量有一定關係,繞製較鬆,其產生的嘯叫聲將越大。
電感發出聲音條件:
1、通過電感的電流生產大小的變化→這會引起磁通量的變化。
2、電感周圍存在導體,使其足以發生楞次效應 →導體感應到電感的磁通,而生產了相斥的磁場→燈具的鋁轂 /電容提供了這個條件 。
我們都知道磁鐵同性相斥異性相吸,電感/變壓器在工作時內部會產生較強的交變磁場,處於這個磁場中的磁芯、線圈都會受到磁場的作用力,如果在力的作用下發生了周期性的振動、摩擦、材料變形等,便會產生噪聲,高頻激勵源和複雜的機械結構形成的振動係統可能導致人耳可聞的噪音出現。
線圈振動引起電感噪音
電感線圈匝與匝之間間隙較大,排列不夠緊密,若膠水沒有完全滲透到線圈縫隙之間使其固定,很容易引起噪音。
jiaoliudianliudefangxiangshisuipinlvzaibuduangaibian,zhengyinweiruci,shidexianquanzayuzazhijianchanshengxianghuxichixianxiang,suizhepinlvdeshenggao,zhezhongxichixianxiangyanbianweizhendong,tangruozhendongpinlvzai20HZ-20KHZ之間(音頻:人耳朵能聽到的頻率範圍),就形成了噪音。
解決辦法:
1.線包與磁芯間的楞次定律→加強固定線包,以限製其移動的空間。含浸線圈,或加粗線徑。
2.磁芯跟磁芯間的楞次定律 →透過使用膠來固定,限製其可移動的空間來解決 。
磁伸縮(磁畸變)引起電感噪音
電感所用的磁芯材料基本都屬於軟磁性材料,磁性材料的原料磁粉,有磁力格化現象(磁伸縮),jidangcixinneibudecifenbeicihuashi,cailiaodetijihuifashengqingweidebianhua,suizhedianyadetigao,pinlvdezengjia,zhezhongbianhuahuiyuelaiyuejilie,zuizhongfazhanchengweizhendong,tangruocixinyucixinjiehebufencunzaijianxi,henrongyichanshenggongmingfachuzaoyin。
解決辦法:
1、組zu裝zhuang時shi候hou盡jin量liang減jian小xiao磁ci芯xin與yu磁ci芯xin粘zhan接jie麵mian之zhi間jian的de間jian隙xi,夾jia子zi的de力li度du適shi當dang均jun勻yun,務wu必bi要yao做zuo到dao磁ci芯xin與yu磁ci芯xin之zhi間jian接jie觸chu緊jin密mi,另ling外wai磁ci芯xin中zhong柱zhu氣qi隙xi處chu的de間jian隙xi空kong間jian往wang往wang最zui容rong易yi產chan生sheng共gong振zhen,最zui好hao的de方fang法fa是shi將jiang其qi用yong膠jiao水shui完wan全quan填tian充chong。
2、換磁畸變量小的高磁通密度磁芯材質:畸變小,振動小,能有效的減小噪音。
3、換磁芯粉末細的材料,我們可以使用粒徑更小的鐵粉,以降低顆粒間Gap距離,增加Gap數量.其作用是導致磁壁間摩擦所產生的振動頻率超出一般聽力20KHz的範圍。
注:將振動頻率超出20KHZ以上人耳朵就聽不到了
電路諧振引起的噪音
電路會有寄生電容的存在,當電源頻率達到和非常接近電路本身LC固有頻率時發生諧振,而恰好諧振頻率點剛好落在音頻的範圍之內
時,形成噪音。
解決辦法:
1、調整電源管理IC的輸出頻率以避開諧振頻率點。
2、調整電感值,避開諧振頻率點。(如取感值的上,下限,其意義是改變諧振頻率)
電暈效應引起噪音
cailiaoyinjueyuanbuliangsuochanshengjubufangdian,zhuyaobiaoxianwei,qibaoxianjueyuanbuliang,zayuzazhijiandeqibaomoyouposun,huashang,zhenkongdeng,zaimouxiegaoyaqingkuangxiaduizhoubianhuanjingchanshenglefangdianxianxiang,jidangzhoubiankongqiangxingchenggongzhen。
解決辦法:
1、線圈含浸處理,通過含浸的方法,加強線圈的絕緣性能。
2、更換品質更好的漆包線材。
電感超負荷工作
實際工作電流太大,達到或超出額定電流1/3以上有可能會引起電感發出噪音。
解決辦法:
1、降低磁芯的有效導磁率,增加線圈匝數。
2、增加磁芯的窗口有效截麵積。
磁芯研磨不平引起噪音
在生產過程中,一般大電流電感的磁芯都需要研磨氣隙,倘若氣隙研磨不夠平整(尤其是中柱的氣隙),附近的磁通方向便會發生扭曲,造成磁通擁擠的情況,很有可能導致噪音產生。
解決辦法:
磁芯氣隙研磨平整。
磁芯材料破損
成品磁芯破裂,中柱斷裂,磁芯內部的磁粉被磁化時,由於存在磁伸縮現象(磁畸變:前麵已經有做講解),產生噪音。
解決辦法:
1、選用強度好的磁芯材料生產。
2、選用柔性的膨脹係數小的膠水來做填充之用。
PCB走線的設計,附近磁場的輻射
PCB板走線設計不合理,比如說走線構成閉環,造成很強的EMI輻射強度,幹擾電感。走線設計不合理,造成電路諧振等都會使噪音產生。
另外附近磁場輻射也會造成電感發出噪音。
解決辦法:
1、與客戶溝通協商,調整電路設計。
2、調整電感的位置,遠離幹擾,遠離輻射。
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