So verbessern Sie das Rauschen eines Flyback-Schaltnetzteils
Mit Audiorauschen wird im Allgemeinen das Audiosignal mit einer Frequenz von 20-20 kHz bezeichnet, das vom Schaltnetzteil während des Betriebs erzeugt wird und für das menschliche Ohr hörbar ist, insbesondere wenn es 2-40 kHz beträgt, wie in der folgenden Gleichgangkurve 1 gezeigt. Wenn die Schwingfrequenz elektronischer und magnetischer Komponenten im Hörbereich des menschlichen Ohrs liegt, erzeugen sie hörbare Signale. Dieses Phänomen war schon in der Frühphase der Stromumwandlungsforschung bekannt. Transformatoren, die mit einer Netzfrequenz von 50 und 60 Hz betrieben werden, erzeugen häufig störendes Wechselstromrauschen. Wenn die Last durch Audiokomponenten moduliert wird, erzeugt der Schaltnetzteil, der mit einer konstanten Ultraschallfrequenz betrieben wird, ebenfalls Audiorauschen. Dieses Dokument stellt zunächst die Ursachen für das Rauschen von Schaltnetzteilen vor und erläutert dann Lösungen zur Verbesserung des Rauschens von Flyback-Schaltnetzteilen.
So verbessern Sie das Rauschen eines Flyback-Schaltnetzteils
1. Eine gute Layoutgestaltung unterdrückt Lärm.
Während des Entwurfsprozesses fügen die Ingenieure an beiden Enden des Feldeffekttransistors DS Absorptionsschaltungen hinzu, um die Spitze zu reduzieren. Dadurch kann das Ausgangsrauschen des Leistungsmoduls effektiv verringert werden.
In der praktischen Anwendung können die Ausgangswelligkeit und das Ausgangsrauschen des Moduls weiter reduziert werden, indem den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen des Moduls Kondensatoren hinzugefügt werden und ein gutes PCB-Layout verwendet wird. Das Layout der Leiterplatte, der entsprechend der Stromflussrichtung angebrachte Kondensator und das Welligkeitsrauschen des Leistungsmoduls sind kein Problem mehr. Die folgende Abbildung zeigt zwei Layoutmethoden.
2. Transformator-Audio-Rauschlösung
Erstens sollte der Transformator gleichmäßig eingeweicht werden, um die inhärenten Lücken zwischen den Spulen, zwischen den Spulen und dem Skelett sowie zwischen dem Skelett und dem Magnetkern effektiv zu füllen und die Möglichkeit einer Verschiebung beweglicher Teile zu verringern. Bei Bedarf kann die Kontaktfläche zwischen den magnetischen Elementen und der Leiterplatte mit Weißleim gefüllt oder mit dreifacher Farbe besprüht werden, wodurch der Raum für mechanische Vibrationen weiter verringert und Geräusche effektiv reduziert werden.
Wenn die Bedingungen es zulassen, sollte die maximale magnetische Flussdichte so weit wie möglich reduziert werden, die Sättigungsmagnetflussdichte bei hohen Temperaturen sollte vollständig berücksichtigt werden und es sollte genügend Spielraum gelassen werden, um zu verhindern, dass die Arbeitskurve in den nichtlinearen Bereich gerät. Dadurch kann das Audiorauschen des Transformators effektiv reduziert werden. Experimente haben gezeigt, dass das emittierte Rauschen um 5 bis 15 dB reduziert werden kann, wenn die maximale magnetische Flussdichte von 3,000 Gauss auf 2,000 Gauss reduziert wird.
Die Bedingungen ermöglichen die Verwendung weichmagnetischer Materialien wie amorpher und ultramikrokristalliner Legierungen. Ihre magnetische Gleichmäßigkeit ist viel besser als die von gewöhnlichen Ferriten und ihr magnetostriktiver Effekt geht gegen Null, sodass sie unempfindlich gegenüber Spannungen sind.
3. Allgemeine Lösungen für kapazitives Rauschen
Die Lösung besteht darin, den im Absorptionskreis verwendeten Hochspannungskeramikkondensator durch einen Polyesterfolienkondensator mit geringem elektrostriktiven Effekt zu ersetzen, wodurch das vom Kondensator erzeugte Rauschen grundsätzlich eliminiert werden kann.
Um festzustellen, ob die Keramikkapazität die Hauptrauschquelle ist, kann sie durch Kondensatoren mit unterschiedlichen Isolatoren ersetzt werden. Dünnschichtkondensatoren sind ein kostengünstiger Ersatz. Es sollte jedoch darauf geachtet werden, ob der Ersatz wiederholten Spitzenstrom- und Spannungsbelastungen standhält.
Eine weitere Option mit konkurrenzfähigem Preis ist die Verwendung einer Zener-Klemmschaltung anstelle einer RCD-Klemmschaltung. Der Preis einer Zener-Klemmschaltung ist mit dem einer RCD-Klemmschaltung vergleichbar, sie nimmt jedoch viel weniger Platz ein und ist effizienter.
