音頻噪聲一般指開關(guān)電源自身在工作的過(guò)程中產(chǎn)生的，能被人耳聽到頻率為20-20kHz的音頻信號(hào)。電子和磁性元件的振蕩頻率在人耳聽覺范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生能聽見的信號(hào)。50和60Hz工頻工作的變壓器常產(chǎn)生交流噪聲，如果負(fù)載以音頻元件調(diào)制，以恒定超聲頻率工作的開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器也會(huì)產(chǎn)生音頻噪聲。

低功率電平時(shí)，音頻信號(hào)通常與轉(zhuǎn)換器無(wú)關(guān)。但是，設(shè)計(jì)人員可能希望降低其電路的聲波發(fā)射。低功率AC-DC轉(zhuǎn)換器中，將50或60Hz變壓器的鐵心薄片焊接在一起，能使交流噪聲降至容許的水平。高頻開關(guān)轉(zhuǎn)換器中的鐵氧體變壓器也采用了類似的技木。

聲波輻射與電磁輻射相似，但沒有用于衡量聽覺容忍度的通用基準(zhǔn)。因此，設(shè)計(jì)者可以依據(jù)以下方式來(lái)處理與音頻噪聲相關(guān)的問(wèn)題，減少產(chǎn)品的聲音輻射。


變壓器產(chǎn)生噪聲的機(jī)制

在大多數(shù)反激式轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中，變壓器是主要的音頻噪聲源。在裝配原型變壓器時(shí)要注意成品性能的可重復(fù)性。

有一些機(jī)制會(huì)產(chǎn)生變壓器噪聲，每種都會(huì)產(chǎn)生發(fā)出聲音的機(jī)械位移。這些機(jī)制包括：

①相對(duì)運(yùn)動(dòng)—磁芯兩部分間的吸引力使其移動(dòng)，壓迫將其分隔的介質(zhì)。

②彎曲—僅在EE或EI結(jié)構(gòu)的磁芯中間腿存在的裂隙，可使磁芯各部分沿其間吸引力的方向。

③撞擊—如果兩塊磁芯的表面能接觸，它們響應(yīng)磁通激勵(lì)而移動(dòng)會(huì)使二者碰撞或刮擦。

④磁致伸縮—磁芯材料的尺寸隨磁通密度變化，普通功率的鐵氧體的變化率小于1ppm。

⑤骨架移動(dòng)—磁芯片的位移可通過(guò)骨架傳送和放大。

⑥線圈移動(dòng)—線圈中的電流產(chǎn)生移動(dòng)這些導(dǎo)線的吸引力和排斥力。

移動(dòng)源共同作用，形成了復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，它能在人耳聽力范圍內(nèi)的一個(gè)或幾個(gè)頻點(diǎn)上，產(chǎn)生強(qiáng)烈的共振。10W以下離線反激式轉(zhuǎn)換器常用的結(jié)構(gòu)一般產(chǎn)生10kHz到20kHz的共振。當(dāng)磁通激勵(lì)的基頻或其諧波經(jīng)過(guò)機(jī)械共振區(qū)域時(shí)，移動(dòng)發(fā)出聲音。設(shè)計(jì)者應(yīng)全程變換負(fù)載以檢驗(yàn)音頻噪聲，特別是需要?jiǎng)討B(tài)負(fù)載時(shí)。

這些機(jī)制產(chǎn)生噪聲的大小根據(jù)各自所處的不同位置決定。設(shè)計(jì)者可以應(yīng)用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)技術(shù)來(lái)有效衰減各種機(jī)制產(chǎn)生的音頻噪聲。


有效減輕音頻噪聲的常見方法

一、首先變壓器要采用均勻浸漬，從而能有效填充線圈與線圈之間、線圈與骨架之間、骨架與磁芯之間的固有空隙，降低活動(dòng)部件發(fā)生位移的可能性，必要時(shí)可以在磁性元件與線路板接觸面填充白膠或噴涂三防漆，進(jìn)一步減小機(jī)械振動(dòng)的空間，有效降低噪聲。

二、在條件允許的情況下盡量降低峰值磁通密度，要充分考慮高溫時(shí)的飽和磁通密度，留足夠余量防止工作曲線進(jìn)入非線性區(qū)，可以有效降低變壓器的音頻噪聲，有實(shí)驗(yàn)證明峰值磁通密度從3000高斯降為2000高斯即可將發(fā)出的噪音降低5dB到15dB。

三、條件允許可以使用非晶、超微晶合金等軟磁材料，它們的磁均勻一致性遠(yuǎn)比一般鐵氧體好得多，磁致伸縮效應(yīng)趨于零，因此對(duì)應(yīng)力不敏感。