EN
1.Gürültü oluşturma prensibi
Gürültü, nesnelerin titreşimiyle oluşturulur. Titreşim prensibini anlamak için bir hoparlör örneği ele alalım.
Bir hoparlör elektrik enerjisini doğrudan ses enerjisiye dönüştürmez. Bunun yerine, manyetik alanlar arasında etkileşim kurmak için taşıyıcı bir akım (ses bobini veya bobin) kullanır ve bu da ses bobinine titreşimi sağlar ve membranın titreşimini sağlar: elektrik enerjisi - mekanik enerji - ses enerjisi.
Bir hoparlör: Bobinin her iki ucundaki akım yönü değiştiğinde, bu durum kalıcı bir manyetik alanla doğrudan etkileşime girer ve bu da ses bobininin titreşimiyle membranın titreşimini sağlar. Elektrik enerjisi - mekanik enerji - ses enerjisi.
Bir hoparlör, bobindaki akım değiştiğinde üretilen mekanik enerjiyi dönüştürerek ses üretir. Bir indüktör hoparlöre çevrilebilir mi?
Eğer bir salınımlı membret indüktörün bobinine eklenir ve küçük bir ses boşluğu oluşturulursa, indüktör bir hoparlör haline gelir. Aslında, salınımlı bir membret ve ses boşluğu eklenmesede, indüktör bobinine yeterince büyük bir sürüş akımı uygulanırsa, indüktör de ses üretebilir. Ancak mekanik enerjiyi ses enerjisiye dönüştürme verimliliği çok düşük, ses çok hafif ve ses seviyesi düşük olduğundan duyulması zor!
2.İndüktörler de mı gürültü çıkarır?
Eğer bir fısıltı (çıkırdayan) ses duyarsanız, bu durumun indüktör üzerinde yaklaşık 20Hz - 20kHz (insan kulağının algılama aralığı) frekansında bir geçiş akımı bulunduğunu gösterir. Örneğin, bir DC-DC dönüştürücüde indüktörün fısıldaması, aşırı yükleme akımından dolayı, DC dönüştürücüsünün içersindeki bir akım-sınırlandırıcı koruma devresi bulunmaktadır. Yüke bağlı olarak, eğer yük, entegre devre (IC) içindeki iç geçiş (MOS) elemanının maksimum akım kapasitesini aşırsa, akım-sınırlandırma algılayıcı devresi yüke bağlı akımın çok yüksek olduğunu belirler. Daha sonra, derhal DAC'deki iç geçişleri veya tüm geçiş işlemini durdurur ve yalnızca yüke bağlı akım standart aralıkta olduğunda normal çalışmayı yeniden başlatır. Geçişin durmasıyla yeniden başlaması arasındaki zaman döngüsü tam olarak birkaç kHz frekans aralığında olur ve bu periyodik geçiş frekansı fısıltı sesini oluşturur.
Fısıltı sesinin şiddi, indüktör bobinasının kalitesiyle biraz ilgilidir. Daha gevşek bobinler daha yüksek fısıltı sesleri oluşturur.
3. Indüktörün ses çıkarması için koşullar
① Indüktörden geçen akımın şiddi değişikliği → Bu, manyetik akı değişiklikine neden olur.
② Bir induktör etrafındaki bir iletkenin varlığı, Lenz etkisini uyandırmaya yeterli → İletken, induktörün manyetik akışını algılar ve itici bir manyetik alan oluşturur → Bir lambanın alüminyum kılıfı/kondansatörü böyle bir koşulu sağlar. Bildiğimiz gibi, manyetik kutuplar aynı olduğunda birbirini iterken, zıt kutuplar çekiş gösterir. Bir induktör/değişken çalıştığında, içerde güçlü bir değişken manyetik alan oluşturur. Bu alanda bulunan manyetik çekirdek ve sargılar manyetik güçlere maruz kalır. Eğer bu güçler periyodik titreşimler, sürtünme veya malzeme deformasyonu sebep olursa, gürültü üretilir. Yüksek frekanslı bir uyarma kaynağı ve karmaşık mekanik yapıdan oluşan titreşim sistemi duyulabilir gürültü oluşturabilir.
4.Sargı titreşimi induktör gürültüsünü sebep olur
Eğer indüktör bobinin sarımları arasındaki boşluklar büyükse ve düzen yeterince sık olmazsa, ayrıca yapıştırıcı bobin boşluklarını tamamen doldurup sabitleyemezse, bu durum gürültü oluşturmaya eğilimlidir. Alternatif akımın yönü frekans ile sürekli değişir. Bu nedenle, bobin sarımları arasında birbirine çekme ve itme güçleri ortaya çıkar. Frekans arttıkça, bu çekme - itme etkisi titreşime dönüşür. Eğer titreşim frekansı 20Hz ile 20kHz arasında (insan kulağı için duyulabilir ses aralığı) ise, bu durumda gürültü oluşturulur.
Çözümler:
① Bobin ve Manyetik Çekirdeğe Aralarında Lenz Yasası → Bobinin hareketini sınırlamak için bobini daha iyi şekilde sabitleyin. Bobini emperasyon işlemine tabi tutun veya tel çapını artırın.
② Manyetik Çekirdekler Arasında Lenz Yasası → Çekirdekleri yapıştırıcıyla sabitleyerek hareket edebilecek alanlarını sınırlayın.
5.Magnetostrizyon (manyetik bozulma) indüktör gürültüsüne neden olur
Indüktörlerde kullanılan manyetik çekirdek malzemeleri genellikle yumuşak manyetik malzemelerdir. Manyetik malzemelerin manyetik toz ham maddeleri, manyetik kafes bozulma (magnetostrisyon) olgusunu sergiler; yani, çekirdek içindeki manyetik toz manyetize edildiğinde, malzemenin hacmi hafif değişikliklere uğrar. Gerilim arttıkça ve frekans yükseldikçe bu değişim daha şiddetli hale gelir ve sonunda titreşim haline gelir. Eğer manyetik çekirdeklerin birleşmiş kısımları arasında boşluk varsa, rezonans olma ihtimali yüksektir ve bu da gürültü oluşturur.
Çözümler:
① Montaj sırasında manyetik çekirdeklerin bağlanma yüzeyleri arasındaki boşluğu minimuma indirginiz gerekir. Çekme gücü uygun şekilde dengeli olmalıdır ki çekirdekler arasında sıkı bir temas sağlansın. Ayrıca, çekirdeğin merkezi sütunundaki havayı kaplayan boşluk, rezonansa en fazla yatkındır. En iyi yaklaşımdır, bu boşluğu tamamen yapıştırıcı ile doldurmak.
②Daha yüksek manyetik akı yoğunluğu ve daha düşük manyetik uzama özelliği olan bir manyetik çekirdek malzemesiyle değiştirin: daha küçük bozulma ve titreşim, gürültüyü etkili bir şekilde azaltabilir.
③Daha ince manyetik tozdan yapılmış çekirdek malzemeleriyle değiştirin. Daha küçük parçacık boyutunda demir tozu kullanarak parçacıklar arasındaki mesafeyi azaltabilir ve aralıkların sayısını artırabiliriz. Bu eylem, manyetik duvarlar arasındaki sürtünmeden kaynaklanan titreşim frekansının 20kHz'den fazla olmasına neden olur ve bu genellikle insan kulaklarının işitme aralığını aşıdır.
Not: Titreşim frekansı 20kHz'yi geçerse, insan kulağı için duyulmaz hale gelir.
6. Devre Ahenkli Olarak Oluşan Gürültü
Parazit kapasitans devrede mevcuttur. Güç kaynağı frekansı devrenin doğal LC frekansına ulaşır veya buna çok yaklaşırsa, rezonans oluşur. Eğer rezonans frekansı ses spektrumunun içindeyse, gürültü üretilir.
Çözümler:
① Güç yönetimi IC'sinin çıktı frekansını, rezonans frekans noktasından kaçınmak için ayarlayın.
② Rezonans frekans noktasından kaçınmak için indüktör değerini ayarlayın. (Örneğin, indüktans değerlerinin üst ve alt sınırlarını alarak, bu da rezonans frekansını değiştirmeyi amaçlar).
7. Korona Etkisi Nedeniyle Oluşan Gürültü
Malzemelerde yetersiz yalıtım nedeniyle kısmi elektrik salınımı meydana gelir, genellikle şeritler arasında kabloların yalıtlarında hasar, çizgi veya delikler gibi eksiklikler olarak ortaya çıkar. Belirli yüksek gerilim koşulları altında, bu çevreye elektrik salınımına neden olur ve komşu boşluklarda rezonansı uyandırır.
Çözümler:
Kol Halindeki İnceleme Tedavisi: Kolun yalıtım performansını sıvı ile geçirerek artırma.
Daha Yüksek Kaliteli Emal Tel ile Değiştirin: Daha iyi yalıtım özelliklerine sahip emal telini kullanın.
8. Bobin Aşırı Yük Çalışması
Eğer gerçek working akımı çok büyükse, rated akımın 1/3'üne ulaşır veya bunu aşarsa, bu durum bobinin gürültü çıkarmasına neden olabilir.
Çözümler:
① Çekirdeğin etkili manyetik geçirgenliğini azaltın ve bobin tur sayısını artırın.
② Çekirdeğin penceresinin etkili kesit alanını artırın.
9. Manyetik Çekirdeğin Eşitsiz Dilimlenmesiyle Oluşan Gürültü
Üretim sürecinde, yüksek akımlı indüktörlerin manyetik çekirdekleri genellikle hava aralığı için dilimlenmeye ihtiyaç duyar. Eğer hava aralığı düzgün şekilde dilimlenmemişse (özellikle merkez sütunun hava aralığı), yakındaki manyetik akımın yönü bozulur ve bu da manyetik akım tıkanmasına neden olabilir, gürültü oluşturmaya meyilli bir durum.
Çözüm:
Manyetik çekirdeğin hava aralığını düzgünce dilimleyin.
10. Manyetik Çekirdek Malzeme Hasarı
Eğer tamamlanmış manyetik çekirdek çatlak veya merkez sütunu kırılmışsa, çekirdekteki manyetik toz manyetize edildiğinde, magnetostriksiyon fenomeni nedeniyle (manyetik burkulma: önceki açıklamada) gürültü oluşur.
Çözümler:
Üretim için yüksek dayanımlı manyetik çekirdek malzemeleri seçin.
Dolgu için düşük genleşme katsayısı ve esneklik olan yapıştırıcı kullanın.
11.PCB Izgara Tasarımı ve Yakındaki Manyetik Alan Radyasyonu
Yetersiz PCB izgara tasarımı, örneğin kapalı döngü oluşturan izgalar, inductörlerle çakışabilecek güçlü EMI radyasyonuna neden olabilir. Yetersiz izgara tasarımı aynı zamanda devre rezonansına da yol açabilir; her iki durum gürültü oluşturur. Ek olarak, yakındaki bileşenlerden gelen manyetik alan radyasyonu, inductörlerin gürültü çıkarmasına neden olabilir.
Çözümler:
① Müşterilerle iletişim kurun ve devre tasarını ayarlayın.
② Dalgacıyı karışım ve radyasyon kaynaklarından uzakta tutmak için yeniden yerleştirin.
Sonuç: Yukarıdaki bilgiler, dalgacı gürültüsü sorunlarıyla ilgili genel bir analiz sunar. Biliyoruz ki, ses titreşime bağlı olarak ortaya çıkar—ve dalgacı gürültüsü aynı prensibe göre hareket eder. Bu tür sorunları çözmek için, titreşim kaynağını belirlememiz ve ardından bilimsel ve mantıklı önlemleri uygulamamız gerekir.