凡是做過(guò)開(kāi)發(fā)工作的人員都有這樣的經(jīng)歷，測(cè)試開(kāi)關(guān)電源或在實(shí)驗(yàn)中有聽(tīng)到類(lèi)似產(chǎn)品打高壓不良的漏電聲響或高壓拉弧的聲音不請(qǐng)自來(lái)：其聲響或大或小，或時(shí)有時(shí)無(wú);其韻律或深沉或刺耳，或變化無(wú)常者皆有。

　　音頻噪聲一般指開(kāi)關(guān)電源自身在工作的過(guò)程中產(chǎn)生的，能被人耳聽(tīng)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(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生能聽(tīng)見(jiàn)的信號(hào).這種現(xiàn)象在電力變換研究初期已為人知.以50和60Hz工頻工作的變壓器常常產(chǎn)生討厭的交流噪聲.如果負(fù)載以音頻元件調(diào)制，以恒定超聲頻率工作的開(kāi)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(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器中的鐵氧體變壓器也采用了類(lèi)似的技木.

　　過(guò)去常用高級(jí)音頻工程設(shè)備來(lái)研究開(kāi)關(guān)電源的聲波輻射.這種裝置可以非常精確地測(cè)量絕對(duì)聲壓級(jí)和聲譜，但人類(lèi)對(duì)聲音的感覺(jué)是很主觀的.很難說(shuō)多大的聲音是能聽(tīng)到的，更難以確定的是在特定應(yīng)用中多大的聲音會(huì)被認(rèn)為是難以忍受的噪聲.

　　聲波輻射與電磁輻射相似，但沒(méi)有用于衡量聽(tīng)覺(jué)容忍度的通用基準(zhǔn).因此，設(shè)計(jì)者可以依據(jù)以下方針來(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.

　　電源音頻噪聲的產(chǎn)生與抑制方法

　　一：變壓器產(chǎn)生的音頻噪聲

　　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.試驗(yàn)板上第一個(gè)變壓器原型產(chǎn)生的噪聲往往令人吃驚.采用眾所周知的恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)技巧將基本上消除噪聲而不增加額外的費(fèi)用.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：

　　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).

　　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.

　　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

　　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.

　　骨架移動(dòng)—磁芯片的位移可通過(guò)骨架傳送和放大.

　　線(xiàn)圈移動(dòng)—線(xiàn)圈中的電流產(chǎn)生移動(dòng)這些導(dǎo)線(xiàn)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(tīng)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(xiàn)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.幸運(yùn)的是，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.

　　以下簡(jiǎn)單講解能有效衰減各種機(jī)制產(chǎn)生的音頻噪聲的常見(jiàn)方法。

　　首先變壓器要采用均勻浸漬，從而能有效填充線(xiàn)圈與線(xiàn)圈之間、線(xiàn)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)可以再磁性元件與線(xiàn)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。

　　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(xiàn)進(jìn)入非線(xiàn)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。

　　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。

　　二：電容產(chǎn)生的音頻噪聲

　　所有的絕緣材料在電場(chǎng)的壓力下均會(huì)變形，這種電致伸縮效應(yīng)與電場(chǎng)強(qiáng)度的平方成正比.有些絕緣介質(zhì)還呈現(xiàn)壓電效應(yīng)，即與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比的線(xiàn)性位移.壓電效應(yīng)通常是電容產(chǎn)生噪聲的主要途徑.

　　廉價(jià)的小陶瓷電容中的非線(xiàn)性絕緣材料通常含有大比例的鈦酸鋇，在正常工作溫度下產(chǎn)生壓電效應(yīng).因而，這些元件會(huì)比線(xiàn)性絕緣成份的電容產(chǎn)生更多的噪聲.開(kāi)關(guān)電源中，電壓偏移最大的箝位電路中的電容最有可能產(chǎn)生音頻噪聲.

　　通常為了抑制電磁干擾和減小器件電壓應(yīng)力，開(kāi)關(guān)電源一般采用RC、RCD等吸收電路，吸收電容常常選用高壓陶瓷電容，而高壓陶瓷電容是由非線(xiàn)性電介質(zhì)鈦酸鋇等材料制成，電致伸縮效應(yīng)比較明顯，在周期性尖峰電壓的作用下，電介質(zhì)不斷發(fā)生形變從而產(chǎn)生音頻噪聲。

　　電容噪聲的一般解決方法

　　解決的方法是把吸收回路用的高壓陶瓷電容換成電致伸縮效應(yīng)很小的聚脂薄膜電容，這樣可以基本消除電容產(chǎn)生的噪聲。

　　要確定陶瓷電容是否主要噪聲源，可以用不同絕緣體的電容來(lái)替換.薄膜電容是性?xún)r(jià)比不錯(cuò)的替代品.但應(yīng)注意替換品是否能經(jīng)受得住反復(fù)的尖峰電流和電壓應(yīng)力.

　　另一種具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的選擇是用齊納箝位電路來(lái)替代RCD箝位電路.齊納箝位的價(jià)格已與RCD箝位的相當(dāng)，但占用的空間小得多而效率更高.

　　三：電路振蕩產(chǎn)生的音頻噪聲

　　當(dāng)電源在工作過(guò)程中有問(wèn)歇式振蕩產(chǎn)生時(shí)，會(huì)引起線(xiàn)圈磁芯間歇式振動(dòng)，當(dāng)此振蕩頻率接近繞變壓器的固有振蕩頻率時(shí)，易引發(fā)共振現(xiàn)象，此時(shí)將產(chǎn)生人耳所能聽(tīng)到的音頻噪聲。

　　電路振蕩產(chǎn)生的原因有很多，下面簡(jiǎn)單講解：

　　1：PCB設(shè)計(jì)不當(dāng)

　　A)功率大電流地線(xiàn)與控制回路地線(xiàn)共用同一走線(xiàn)，由于PCB覆銅線(xiàn)并非理想導(dǎo)體，它總是可以等效成電感或電阻，當(dāng)功率電流流過(guò)了和信號(hào)控制回路共用的PCB線(xiàn)，在PCB上產(chǎn)生電壓降落，特別是采用多點(diǎn)接地時(shí)，由于控制電路各節(jié)點(diǎn)分散在不同位置，功率電流引起的電壓降對(duì)控制電路疊加了擾動(dòng)，使電路發(fā)出噪音，這問(wèn)題通常采用單點(diǎn)接地可以得到改善。

　　B)芯片VCC電源走線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)、或離高dt/di大電流走線(xiàn)過(guò)近而受到干擾，這問(wèn)題一般可通過(guò)在靠近芯片VCC引腳加個(gè)104瓷片去耦電容器得到改善。