EN
1. Принцип виникнення шуму
Шум виникає завдяки коливанню об'єктів. Розглянемо приклад динамічного динаміка, щоб зрозуміти принцип коливань.
Динамік не перетворює електричну енергію напряму на звукову енергію. Натомість він використовує навантажувальний струм (голосову катушку або катушку) для взаємодії між магнітами, що призводить до вibrації голосової катушки та приводить до вibrації діафрагми: електрична енергія - механічна енергія - звукова енергія.
Динамік: коли напрямок струму у обох кінцях катушки змінюється, він безпосередньо взаємодіє з магнітним полем постійного магніта, що призводить до вibrації голосової катушки та приводить до вibrації діафрагми. Електрична енергія - механічна енергія - звукова енергія.
Динамік виробляє звук шляхом перетворення механічної енергії, яка виникає під час зміни струму у катушці. Чи можна зробити індуктор у вигляді динаміка?
Якщо до котушky індукції додати вibrуючу мембрану та створити невелику звукову камеру, індуктор стає динаміком. Навet без додавання вibrуючої мембранy та звукової камери до котушки індукції, якщо на термінали індуктора пiдати достатньо великий приводний струм, він також може виробляти звук. Проте ефективність перетворення механічної енергії в звукову дуже низька, звук дуже слабкий, а гучність низька, що робить його важким для сприйняття!
2.Чи будуть індуктори також виробляти шум?
Якщо ви чуєте свистячий (скрипучий) звук, це означає, що через індуктор проходить переключаюча сила струму приблизно 20Hz - 20kHz (діапазон слуху людини). Наприклад, у випадку свистіння індуктора у конвертері DC - DC, через надмірний струм навантаження, всередині конвертера DC є коло захисту від обмеження струму. Коли навантаження перевищує потужність струму внутрішнього переключника (MOS) ІЦ, коло детекції обмеження струму визначить, що струм навантаження занадто великий. Потім воно моментально відрегулює цикл дії внутрішніх переключників у DAC або взагалі зупинить операцію переключення. Переключення поверне нормальний режим роботи лише після того, як буде виявлено, що струм навантаження знаходиться в стандартному діапазоні. Часовий цикл від зупинки переключувача до його повторного запуску точно знаходиться у частотному діапазоні кількох kHz, і саме ця періодична частота переключення породжує свистячий шум.
Гучність свисту залежить від якості намотки індуктора. Більш розсипані намотки вироблятимуть гучніший свист.
3.Умови викидання звуку індуктором
① Зміна величини струму, що проходить через індуктор → Це призводить до зміни магнітного потоку.
② Наявність провідника навколо індуктора, достатньої для викликання ефекту Ленца → Провідник виявляє магнітний потік індуктора та генерує відпугуюче магнітне поле → Алюмінієвий корпус/конденсатор лампи забезпечує такі умови. Як ми знаємо, однакові полюси магнітів відкидаються один від одного, тоді як протилежні притягуються. Коли індуктор/трансформатор працює, він створює сильне змінне магнітне поле всередині. Магнітне середовище та обмотки в цьому полі піддаються магнітним силам. Якщо ці сили призводять до періодичних коливань, тертя або деформації матеріалу, виникає шум. Коливальна система, утворена високочастотним джерелом стимуляції та складною механічною структурою, може генерувати слуховий шум.
4. Коливання обмотки спричиняє шум індуктора
Якщо проміжки між обмотками індуктора великі та укладка недостатньо затісна, а клей не зміг повністю проникнути та зафіксувати проміжки обмоток, то це сприяє виникненню шуму. Напрямок чергового струму неперервано змінюється з частотою. Як наслідок, між обмотками відбувається взаємне притягання та відпуговування. З повышенням частоти це притягання - відпуговування перетворюється на коливання. Коли частота коливань знаходиться в діапазоні 20 Гц до 20 кГц (звуковий діапазон, який чутний людському слуху), виникає шум.
Рішення:
① Закон Ленца між обмоткою та магнітним сердечником → Усилюємо фіксацію обмотки, щоб обмежити її рух. Пропитайте обмотку або збільшіть діаметр проводу.
② Закон Ленца між магнітними сердечниками → Використовуйте клей для фіксації сердечників та обмеження їхнього простору для руху.
5. Магнетострикція (магнітна деформація) призводить до шуму індуктора
Матеріали магнітного сердечника, які використовуються в індукторах, загалом є м'якими магнітними матеріалами. Магнітні порошкові сировини магнітних матеріалів проявляють феномен деформації магнітної ґратки (магнетострикції), тобто коли магнітний порошок усередині сердечника намагничується, об'єм матеріалу змінюється незначно. З повышенням напруги та частоти ця зміна стає більш інтенсивною, в кінцевому підсумку розвиваючись у вibrацію. Якщо між поєднаними частинами магнітних сердечників є проміжки, ймовірно виникає резонанс, що призводить до шуму.
Рішення:
① При збірці необхідно мінімізувати проміжок між з'єднанними поверхнями магнітних сердечників. Сили стискання повинні бути відповідно рівномірними, щоб забезпечити тісний контакт між сердечниками. Крім того, простір проміжка у повітроямі центральної колонки сердечника найбільш піддається резонансу. Найкращий підхід — це повна заповнення цього проміжку клеєм.
②Замініть матеріал магнітного сердечника на матеріал з високою щільністю магнітного потоку та низькою магнітною стрикцією: менша деформація та вibrації ефективно зменшують шум.
③Замініть сердечник матеріалами, виготовленими із більш меленого магнітного порошку. Ми можемо використовувати жалезний порошок з меншими розмірами частинок, щоб зменшити відстань між частинками та збільшити кількість проміжків. Ця дія призводить до того, що частота вibrацій, що виникає через тертя між магнітними стінками, перевищує загальну слухову межу 20kHz.
Примітка: Коли частота вibrацій перевищує 20kHz, вона стає неслішною для людського вуха.
6.Шум, спричинений резонансом у колі
У колі існує паразитна ємність. Коли частота живлення досягає або наближається до природної LC-частоти кола, виникає резонанс. Якщо частота резонансу випадає у межах слухового діапазону, генерується шум.
Рішення:
① Відрегулюйте частоту виходу інтегрованого керувального модуля енергією, щоб уникнути резонансної частоти.
② Відрегулюйте значення індуктора, щоб уникнути резонансної частоти. (Наприклад, взяття верхньої та нижньої межі значень індуктивності, що має на меті зміну резонансної частоти).
7. Шум, спричинений коронним ефектом
Частковий розряд виникає через погану діелектричну ізоляцію матеріалів, зазвичай проявляється у вигляді дефектів у ізоляції лакованого проводу, таких як пошкодження, шрами або проколи між обмотками. При певних високих напругах це призводить до електричного розряду в оточуюче середовище, що викликає резонанс у сусідніх полостях.
Рішення:
Пропитка обмотки: покращення ізольованих характеристик обмотки за допомогою пропитки.
Замініть на провід з емальованим покриттям вищої якості: використовуйте провід з кращими властивостями ізоляції.
8.Перевантаження індуктора
Якщо фактичний поточний ток занадто великий, досягаючи або перевищуючи 1/3 номінального току, це може призвести до того, що індуктор буде видає шум.
Рішення:
① Зменшити ефективну магнітну проникненність сердечника та збільшити кількість обмоток.
②Збільшити ефективну площу віконча секцію сердечника.
9. Шум, спричинений нерівним шлифуванням магнітного сердечника
Під час виробничого процесу магнітні сердечники великотокових індукторів, як правило, підлягають шлифуванню для створення повітряної щілини. Якщо повітряна щілина не є гладкою (особливо щілина центрального стовпчика), напрямок сусіднього магнітного потоку буде закривлений, що призводить до заціплення магнітного потоку, що, ймовірно, приведе до появи шуму.
Розв'язок:
Виконайте гладке шлифування повітряної щілини магнітного сердечника.
10. Повредження матеріалу магнітного сердечника
Якщо готовий магнітний сердечник тріснутий або центральний стовпчик переломлений, коли магнітний порошок усередині сердечника намагничується, через феномен магнітострикції (магнітна деформація: пояснено раніше) виникає шум.
Рішення:
Виберіть матеріали магнітного сердечника з високою міцністю для виробництва.
Використовуйте клей з низьким коефіцієнтом розширення та гнучкість для заповнення.
11.Дизайн трас ПЛІ та радіація сусіднього магнітного поля
Недорозумілий дизайн трас ПЛІ, наприклад, коли траси утворюють замкнуте коло, можуть призводити до сильного випромінювання ЕМС, що заваджає індукторам. Неправильний дизайн трас також може призвести до резонансу у колі, що генерує шум. Крім того, радіація магнітного поля від сусідніх компонентів може призвести до викидання шуму індукторами.
Рішення:
① Спілкуйтеся з клієнтами для коригування дизайну кола.
② Перемістіть індуктор, щоб уникнути джерел завад та випромінювань.
Висновок: Вище коротко розглянуті поширені проблеми шуму індуктора. Як ми знаємо, звук створюється коливаннями — і шум індуктора діє за тим самим принципом. Щоб вирішити такі проблеми, необхідно визначити джерело коливань, а потім застосувати наукові та раціональні заходи.