解析开关电源的音频噪声

开关电源，又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。民熔开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式及全闭模式之间切换，这两个模式都有低耗散的特点，切换之间的转换会有较高的耗散，但时间很短，所以民熔开关电源比较节省能源，产生废热较少。民熔开关电源的高转换效率是其一大优点，而民熔开关电源工作频率高，也可以使用小尺寸、轻重量的变压器，民熔开关电源重量也会比较轻。民熔开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明等领域。

音频噪声一般是指开关电源本身在工作过程中产生的音频信号，其频率为20～20KHz，人耳能听到。当电子元件和磁性元件的振荡频率在人的听觉范围内时，就会产生听觉信号。这种现象在功率转换研究的早期阶段就已经知道了。在50和60赫兹工频下运行的变压器通常会产生令人讨厌的交流噪声。如果负载由音频元件调制，在恒定超声频率下工作的开关电源转换器也会产生音频噪声。

在过去的研究中，经常使用高级音频工程设备来研究开关电源的声辐射。该装置可以非常精确地测量绝对声压级和声谱，但人对声音的感知是非常主观的。很难说能听到多少声音，而更难确定的是，在具体应用中，有多少声音会被视为难以忍受的噪音。下面小课堂就来谈谈开关电源噪声的产生源，好的开关电源噪音处理的是非常到位的，比如下方的开关电源。

1、变压器产生的音频噪声

在大多数反激变换器应用中，变压器是音频噪声的主要来源。测试面板上第一台变压器原型产生的噪音通常令人惊讶。使用众所周知和适当的结构技术将基本上消除噪音，而不会增加成本。组装原型变压器时应注意成品性能的可重复性。

2、电容产生的音频噪声

所有绝缘材料在电场的压力下都会变形。电致伸缩效应与电场强度的平方成正比。一些绝缘介质也表现出压电效应，即线性位移与电场强度成正比。压电效应通常是电容产生噪声的主要途径。

廉价小型陶瓷电容中的非线性绝缘材料通常含有大量的钛酸钡，在正常工作温度下会产生压电效应。因此，这些部件将产生比线性绝缘部件更大的噪声。在开关电源中，箝位电路中电压偏移量最大的电容器最容易产生音频噪声。

3、电路振荡产生的音频噪声

当电源工作过程中出现间歇性振荡时，线圈铁芯会间歇性振动。当振荡频率接近绕组变压器的固有振荡频率时，容易产生共振现象，产生人耳能听到的音频噪声。

4、阶跃负载引起的音频噪声

一些开关电源在负载测试时会产生音频噪声。例如，在通信行业开关电源测试标准中，将动态负载定义为周期1ms，斜率0.1a/s，按25%-50%--25%和75%&50%-75%的正激变换器为例，输出电感电流由输出纹波电流和阶跃电流两部分组成。脉动电流的频率与电源的工作频率相同，因此没有音频噪声。阶跃电流的周期与给定阶跃负载的周期相同。当输出电容较小时，阶跃电流DT/DI的变化率很小，如果过高，会产生音频噪声。

5、大功率开关电源短路啸叫

相信大家遇到过这种情况，当开关电源满载后突然短路时，有时会听到电源的啸叫；或者在设置电流保护时，当电流调整到某一段时，会有啸叫，啸叫的声音抑扬顿挫。

上面就是小课堂今天分享的，关于开关电源噪声产生的原因解析。在民熔小课堂的分享之后，大家应该都有一定的深入了解。
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