EN
1.Principen för brusgenerering
Brus genereras av vibrationer i objekt. Ta en högtalare som exempel för att förstå principen bakom vibrationer.
En högtalare omvandlar inte direkt elektrisk energi till ljudenergi. Istället använder den en bärström (röstspole eller spole) för att interagera mellan magneterna, vilket gör att röstspolen vibrerar och driver membranet att vibrera: elektrisk energi - mekanisk energi - ljudenergi.
En högtalare: När strömbrytningen vid båda ändarna av spolen ändras, interagerar den direkt med det magnetfält som en permanentmagnet skapar, vilket orsakar att röstspolen vibrerar och driver membranet att vibrera. Elektrisk energi - mekanisk energi - ljudenergi.
En högtalare producerar ljud genom att omvandla den mekaniska energin som genereras när strömmen i spolen ändras. Kan en induktor göras till en högtalare?
Om en vibrerande membran läggs till i spolans krets och en liten ljudkammare skapas, blir induktorn en högtalare. Faktiskt, även utan att lägga till en vibrerande membran och en ljudkammare till spolans krets, om en tillräckligt stark drivström appliceras på induktorens terminaler, kan den också producera ljud. Dock är efficiensen av konverteringen av mekanisk energi till ljudenergi mycket låg, ljudet är mycket svagt och volymen är låg, vilket gör det svårt att höra!
2.Kan induktorer också producera buller?
Om du kan höra en svisslande (kvidande) ljud, är det säkert att det finns en spänningsväxling på cirka 20Hz - 20kHz (människans hörgräns) över induktorn. Till exempel, i fallet med induktorssvissling i en DC - DC-konverterare, på grund av överdriven lastström, finns det en ström-begränsnings skyddscirkuit inuti DC-konverteraren. När lasten överskrider strömkapaciteten för den interna växlingen (MOS) i IC:n, kommer cirkuiret för ström-begränsning och upptäckning att avgöra att lastströmmen är för hög. Det kommer då omedelbart att justera driftcykeln för de interna växlingarna i DAC eller helt stoppa växlingsoperationen. Växlingen kommer bara att återuppta normal drift när det konstateras att lastströmmen är inom standardintervallet. Tidsperioden från att stoppa växlingen till att starta om den ligger precis i frekvensintervallet några kHz, och det är denna periodiska växlingsfrekvens som orsakar svisslande ljudet.
Styrkan på visslingssonen är till viss del relaterad till kvaliteten på spolens vindning. Löstare vindningar kommer att generera högre visslingsljud.
3.Villkor för att en spole ska utge ljud
① En förändring i strömmens storlek som passerar spolen → Detta orsakar en förändring i magnetisk flux.
② När en ledare finns runt spolelementet, tillräcklig för att inducera Lenz-effekten → Ledaren upptäcker spolelementets magnetiska flöde och genererar ett repulsivt magnetfält → Aluminiumhöljet/kondensatorn i en lampan skapar sådana villkor. Som vi vet, repellerar lika poler på magner varandra medan motsatta poler drar till varandra. När en spolelement/transfomer opererar, genererar den ett starkt växelvärande magnetfält inom sig. Magnetkärnan och spolen inom detta fält utsätts för magnetiska krafter. Om dessa krafter orsakar periodiska vibrationer, friktion eller materialdeformation, produceras ljud. Vibrationsystemet som bildas av en högfrekvensdrivkälla och en komplext mekanisk struktur kan generera hörbart ljud.
4.Spolvibration orsakar spolelementljud
Om avstånden mellan spolevindningarna är stora och ordningen inte är tillräckligt tätt, och om limmet inte penetrerar och säkrar coilavstånden fullt ut, är det enkelt att generera buller. Riktningen på växelströmmen ändras kontinuerligt med frekvensen. Som ett resultat uppstår mutual attraktion och repulsion mellan coilvindningarna. När frekvensen ökar, utvecklas denna attraktion - repulsion till vibration. När vibrationsfrekvensen ligger mellan 20Hz och 20kHz (den ljudfrekvens som är hörbar för människors öron), produceras buller.
Lösningar:
① Lenz's Law mellan Spolen och Magnetkärnan → Förstärk fixeringen av spolen för att begränsa dess rörelse. Impregnera spolen eller öka tråddiametern.
②Lenz's Law mellan Magnetkärnor → Använd lim för att säkra kärnorna och begränsa deras rörliga utrymme.
5.Magnetokontraktion (magnetisk deformation) orsakar induktorbuller
Magnetchromaterialen som används i induktorer är vanligtvis mjuka magnetiska material. De magnetiska pulverråmaterialen hos magnetmaterial visar ett fenomen av magnetisk rättningsförvrängning (magnetostriction), det vill säga att när det magnetiska pulvert inom kärnan magneteras, kommer materialets volym att genomgå små förändringar. När spänningen ökar och frekvensen stiger blir denna förändring mer intensiv, vilket slutligen utvecklas till vibrationer. Om det finns luckor mellan de kombinerade delarna av magnetkärnorna kan resonans förekomma, vilket orsakar buller.
Lösningar:
① Vid sammansättning ska man minimera luckan mellan de sammanfogade ytor av magnetkärnorna. Försäkringskraften bör vara lämpligt jämn för att säkerställa god kontakt mellan kärnorna. Dessutom är luftluckan vid den centrala kolonnens luftgapet mest benägen att resona. Den bästa metoden är att fylla den helt med lim.
②Byt ut mot en magnetkärnamaterial med hög magnetflödestäthet och låg magnetstryckning: mindre förvrängning och vibration kan effektivt minska buller.
③Byt ut mot kärnamaterial gjorda av finare magnetpulver. Vi kan använda järnpulver med mindre partiklar för att minska avståndet mellan partiklarna och öka antalet luckor. Denna åtgärd gör att den vibrationsfrekvens som genereras av friktion mellan magnetväggar överstiger det vanliga hörandets omfattning på 20kHz.
Notera: När vibrationsfrekvensen överstiger 20kHz, blir den ohörbar för det mänskliga örat.
6.Buller Orsakat Av Kretsresonans
Parasitkapaciteten finns i kretsen. När strömfrekvensen når eller är mycket nära den naturliga LC-frekvensen för kretsen uppstår resonans. Om resonansfrekvensen slumpmässigt faller inom ljudområdet genereras buller.
Lösningar:
① Justera utgångsfrekvensen för strömhanterings-IC:n för att undvika resonansfrekvenspunkten.
② Justera induktansvärdet för att undvika resonansfrekvenspunkten. (Till exempel, genom att ta de övre och undre gränserna för induktansvärdena, vilket syftar till att ändra resonansfrekvensen).
7. Koronaeffektinducerad störning
Delvis avlossning inträffar på grund av bristfällig isolering i material, vanligen uttryckt som defekter i lacket på magnettråd, såsom skador, skrapningar eller hål mellan spolevindningarna. Under vissa högvoltageförhållanden leder detta till elektrisk avlossning till omgivningen, vilket uppväcker resonans i närliggande kavitationer.
Lösningar:
Spolimpregnering: Förbättra spolens isoleringsegenskaper genom impregnering.
Byt ut mot högkvalitativ emailjrad: Använd emailjrad med bättre isoleringsegenskaper.
8. Spole överbelastningsdrift
Om den faktiska driftströmmen är för stor, når eller överskrider 1/3 av den nominella strömmen, kan det orsaka att spolen släpper ljud.
Lösningar:
① Minska den effektiva magnetpermeabiliteten hos kärnan och öka antalet spolar i spolen.
②Öka den effektiva tvärsnittsytan av kärnans fönster.
9. Ljud orsakat av ojämn slitage av magnetkärnan
Under produktionsprocessen kräver magnetkärnorna för högströmsinduktorer vanligtvis slitage för luftgap. Om luftgap-slitenheten inte är jämn (särskilt luftgappen i centralpelaren) kommer riktningen på den närliggande magnetflödet att förvrängas, vilket kan leda till magnetflödesförsening och troligen ljudgenerering.
Lösning:
Slita luftgappen på magnetkärnan jämnt.
10. Skada på magnetkärnmaterial
Om den färdiga magnetkärnan är sprucken eller om centralpelaren är bruten, genereras ljud när det magnetiska pulver som finns inne i kärnan magneteras, på grund av magnetstrykningsfenomenet (magnetisk deformation: förklarad tidigare).
Lösningar:
Välj magnetiska kärnmaterial med hög styrka för produktion.
Använd lim med låg expansionskoefficient och flexibilitet för fyllning.
11.PCB Spårdesign och Närbeläggande Magnetfältstrålning
Omotiverad PCB-spårdesign, som till exempel spår som bildar en stängd loop, kan orsaka stark EMI-strålning som stör induktorer. Felaktig spårdesign kan också leda till kretsresonans, båda vilka genererar buller. Dessutom kan magnetfältets strålning från närliggande komponenter orsaka att induktorer emitterar buller.
Lösningar:
① Kommunicera med klienter för att justera cirkuitsdesignen.
② Flytta om induktorn för att undvika störnings- och strålningskällor.
Slutsats: Ovanför analyseras vanliga brusproblem med induktorer. Som vi vet, produceras ljud av vibrationer – och induktorbrus följer samma princip. För att hantera sådana problem måste vi identifiera källan till vibrationerna och sedan anta vetenskapliga och rimliga åtgärder.