电源音频噪声的产生与抑制方法——大功率开关电源短路啸叫

武汉长信电气发展有限公司成立于1997年,公司主要生产高低压输出配电成套设备,机电工程设计,同时还代理施耐德、ABB、西门子、正泰、天正电气等。公司在成套输配电设备、系统及解决方案,致力于使客户发电和使用电力更加安全、可靠、节能和环保。帮助客户提高电力使用率,降低能耗,减少碳排放量、创造良好的社会经济和环境效益。获得了客户一致好评,尤其是同行业界的认可,并顺利通过TCCC中国国家强制性产品认证。产品以广泛应用于基础设施、能源、工业、商业、楼宇、民用住宅、如国家电厂、铁路、码头、酒店、等国家重点工程。公司坚持以人为本,高度重视引进人才、培养人才、留住人才，为客户供应产品的同时也积极承担了社会责任，得到了社会的广泛认可。相信大家遇到过这种情况，开关电源在满载后突然将电源短路测试，有时候会听到电源有啸叫的情况;或者是在设置电流保护时，当电流调试到某一段位，会有啸叫，其啸叫的声音抑扬顿挫，甚是烦人，究其原因主要为以下：

当输出负载较大,接近电源功率极限时,开关变压器可能会进入一种不稳定状态:前一周期开关管占空比过大,导通时间过长,通过高频变压器传输了过多的能量;直流整流的储能电感本周期内能量未充分释放,经PWM 判断,在下一个周期内没有产生令开关管导通的驱动信号或占空比过小;开关管在之后的整个周期内为截止状态,或者导通时间过短;储能电感经过多于一整个周期的能量释放,输出电压下降,开关管下一个周期内的占空比又会大…… 如此周而复始,使变压器发生较低频率(有规律的间歇性全截止周期或占空比剧烈变化的频率)的振动,发出人耳可以听到的较低频率的声音。 同时,输出电压波动也会较正常工作增大。

当单位时间内间歇性全截止周期数量达到总周期数的一个可观比例时,甚至会令原本工作在超声频段的变压器振动频率降低,进入人耳可闻的频率范围,发出尖锐的高频“啸叫”。此时的开关变压器工作在严重的超载状态,时刻都有烧毁的可能——这就是许多电源烧毁前“惨叫”的由来,相信有些用户曾经有过类似的经历。空载,或者负载很轻时开关管也有可能出现间歇性的全截止周期,开关变压器同样工作在超载状态,同样非常危险。

针对此问题,可通过在输出端预置假负载的方法解决,但在一些“节省”的或大功率电源中仍偶有发生，当不带载或者负载太轻时,变压器在工作时所产生的反电势不能很好的被吸收。这样变压器就会耦合很多杂波信号到你的1.2绕组。这个杂波信号包括了许多不同频谱的交流分量。其中也有许多低频波,当低频波与你变压器的固有振荡频率一致时,那么电路就会形成低频自激。变压器的磁芯不会发出声音。我们知道,人的听觉范围是20－－20KHZ。所以我们在设计电路时,一般都加上选频回路，以滤除低频成份。