音頻噪聲一般指開關電源自身在工作的過程中產生的，能被人耳聽到頻率為20－20kHz的音頻信號。電子和磁性元件的振蕩頻率在人耳聽覺範圍內時，會產生能聽見的信號。這種現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生討厭的交流噪聲。如果負載以音頻元件調製

，以恒定超聲頻率工作的開關功率轉換器也會產生音頻噪聲。

 

低功率電平時

，音頻信號通常與轉換器無關．但是，設計人員可能希望降低其電路的聲波發射．低功率AC－DC轉換器中
，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。高頻開關轉換器中的鐵氧體變壓器也采用了類似的技木。

 

過(guo)去(qu)常(chang)用(yong)高(gao)級(ji)音(yin)頻(pin)工(gong)程(cheng)設(she)備(bei)來(lai)研(yan)究(jiu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)聲(sheng)波(bo)輻(fu)射(she)。這(zhe)種(zhong)裝(zhuang)置(zhi)可(ke)以(yi)非(fei)常(chang)精(jing)確(que)地(di)測(ce)量(liang)絕(jue)對(dui)聲(sheng)壓(ya)級(ji)和(he)聲(sheng)譜(pu)，但(dan)人(ren)類(lei)對(dui)聲(sheng)音(yin)的(de)感(gan)覺(jiao)是(shi)很(hen)主(zhu)觀(guan)的(de)．很難說多大的聲音是能聽到的，更難以確定的是在特定應用中多大的聲音會被認為是難以忍受的噪聲。

 

聲(sheng)波(bo)輻(fu)射(she)與(yu)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)相(xiang)似(si)，但(dan)沒(mei)有(you)用(yong)於(yu)衡(heng)量(liang)聽(ting)覺(jiao)容(rong)忍(ren)度(du)的(de)通(tong)用(yong)基(ji)準(zhun)。因(yin)此(ci)，設(she)計(ji)者(zhe)可(ke)以(yi)依(yi)據(ju)以(yi)下(xia)方(fang)針(zhen)來(lai)處(chu)理(li)與(yu)音(yin)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)相(xiang)關(guan)的(de)問(wen)題(ti)，減(jian)少(shao)產(chan)品(pin)的(de)聲(sheng)音(yin)輻(fu)射(she)。

 

 

在大多數反激式轉換器應用中
，變壓器是主要的音頻噪聲源。試驗板上第一個變壓器原型產生的噪聲往往令人吃驚．采用眾所周知的恰當的結構技巧將基本上消除噪聲而不增加額外的費用．在裝配原型變壓器時要注意成品性能的可重複性。

 

 

有一些機製會產生變壓器噪聲
，每種都會產生發出聲音的機械位移。這些機製包括：

 

相對運動—磁芯兩部分間的吸引力使其移動
，壓迫將其分隔的介質。

 

撞擊—如果兩塊磁芯的表麵能接觸，它們響應磁通激勵而移動會使二者碰撞或刮擦。

 

彎曲—僅在EE或EI結構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於1ppm。

 

骨架移動—磁芯片的位移可通過骨架傳送和放大。

 

線圈移動—線圈中的電流產生移動這些導線的吸引力和排斥力。

 

移動源共同作用
，形成了複雜的機械係統
，它能在人耳聽力範圍內的一個或幾個頻點上，產生強烈的共振．10W以下離線反激式轉換器常用的結構一般產生10kHz到20kHz的共振．當磁通激勵的基頻或其諧波經過機械共振區域時，移動發出聲音。設計者應全程變換負載以檢驗音頻噪聲，特別是需要動態負載時。

 

這(zhe)些(xie)機(ji)製(zhi)產(chan)生(sheng)噪(zao)聲(sheng)的(de)大(da)小(xiao)根(gen)據(ju)各(ge)自(zi)所(suo)處(chu)的(de)不(bu)同(tong)位(wei)置(zhi)決(jue)定(ding)。幸(xing)運(yun)的(de)是(shi)
，設(she)計(ji)者(zhe)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)簡(jian)單(dan)的(de)結(jie)構(gou)技(ji)術(shu)來(lai)有(you)效(xiao)衰(shuai)減(jian)各(ge)種(zhong)機(ji)製(zhi)產(chan)生(sheng)的(de)音(yin)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)。

 

以下簡單講解能有效衰減各種機製產生的音頻噪聲的常見方法。

 

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、gujiayucixinzhijiandeguyoukongxi

，jiangdihuodongbujianfashengweiyidekenengxing，biyaoshikeyizaicixingyuanjianyuxianlubanjiechumiantianchongbaijiaohuopentusanfangqi，jinyibujianxiaojixiezhendongdekongjian，youxiaojiangdizaosheng。

 

在(zai)條(tiao)件(jian)允(yun)許(xu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)盡(jin)量(liang)降(jiang)低(di)峰(feng)值(zhi)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)，要(yao)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)高(gao)溫(wen)時(shi)的(de)飽(bao)和(he)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)，留(liu)足(zu)夠(gou)餘(yu)量(liang)防(fang)止(zhi)工(gong)作(zuo)曲(qu)線(xian)進(jin)入(ru)非(fei)線(xian)性(xing)區(qu)
，可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)音(yin)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)，有(you)實(shi)驗(yan)證(zheng)明(ming)峰(feng)值(zhi)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)從(cong)3000高斯降為2000高斯即可將發出的噪音降低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比一般鐵氧體好得多，磁致伸縮效應趨於零，因此對應力不敏感。

 

 

suoyoudejueyuancailiaozaidianchangdeyalixiajunhuibianxing，zhezhongdianzhishensuoxiaoyingyudianchangqiangdudepingfangchengzhengbi。youxiejueyuanjiezhihaichengxianyadianxiaoying

，jiyudianchangqiangduchengzhengbidexianxingweiyi。yadianxiaoyingtongchangshidianrongchanshengzaoshengdezhuyaotujing。

 

廉lian價jia的de小xiao陶tao瓷ci電dian容rong中zhong的de非fei線xian性xing絕jue緣yuan材cai料liao通tong常chang含han有you大da比bi例li的de鈦tai酸suan鋇bei，在zai正zheng常chang工gong作zuo溫wen度du下xia產chan生sheng壓ya電dian效xiao應ying。因yin而er，這zhe些xie元yuan件jian會hui比bi線xian性xing絕jue緣yuan成cheng份fen的de電dian容rong產chan生sheng更geng多duo的de噪zao聲sheng。開kai關guan電dian源yuan中zhong，電dian壓ya偏pian移yi最zui大da的de箝qian位wei電dian路lu中zhong的de電dian容rong最zui有you可ke能neng產chan生sheng音yin頻pin噪zao聲sheng。

 

通常為了抑製電磁幹擾和減小器件電壓應力，開關電源一般采用RC、RCDdengxishoudianlu，xishoudianrongchangchangxuanyonggaoyataocidianrong，ergaoyataocidianrongshiyoufeixianxingdianjiezhitaisuanbeidengcailiaozhicheng，dianzhishensuoxiaoyingbijiaomingxian，zaizhouqixingjianfengdianyadezuoyongxia
，dianjiezhibuduanfashengxingbiancongerchanshengyinpinzaosheng。

 

 

 

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很小的聚脂薄膜電容，這樣可以基本消除電容產生的噪聲。

 

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替換．薄膜電容是性價比不錯的替代品．但應注意替換品是否能經受得住反複的尖峰電流和電壓應力。

 

另一種具有價格競爭力的選擇是用齊納箝位電路來替代RCD箝位電路。齊納箝位的價格已與RCD箝位的相當，但占用的空間小得多而效率更高。

 

 

當(dang)電(dian)源(yuan)在(zai)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong)有(you)問(wen)歇(xie)式(shi)振(zhen)蕩(dang)產(chan)生(sheng)時(shi)，會(hui)引(yin)起(qi)線(xian)圈(quan)磁(ci)芯(xin)間(jian)歇(xie)式(shi)振(zhen)動(dong)，當(dang)此(ci)振(zhen)蕩(dang)頻(pin)率(lv)接(jie)近(jin)繞(rao)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)固(gu)有(you)振(zhen)蕩(dang)頻(pin)率(lv)時(shi)，易(yi)引(yin)發(fa)共(gong)振(zhen)現(xian)象(xiang)
，此(ci)時(shi)將(jiang)產(chan)生(sheng)人(ren)耳(er)所(suo)能(neng)聽(ting)到(dao)的(de)音(yin)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)。

 

電路振蕩產生的原因有很多

，下麵簡單講解：

 

 

A）功率大電流地線與控製回路地線共用同一走線
，由於PCB覆銅線並非理想導體
，它總是可以等效成電感或電阻，當功率電流流過了和信號控製回路共用的PCB線，在PCB上(shang)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)降(jiang)落(luo)，特(te)別(bie)是(shi)采(cai)用(yong)多(duo)點(dian)接(jie)地(di)時(shi)，由(you)於(yu)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)各(ge)節(jie)點(dian)分(fen)散(san)在(zai)不(bu)同(tong)位(wei)置(zhi)
，功(gong)率(lv)電(dian)流(liu)引(yin)起(qi)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)對(dui)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)疊(die)加(jia)了(le)擾(rao)動(dong)
，使(shi)電(dian)路(lu)發(fa)出(chu)噪(zao)音(yin)
，這(zhe)問(wen)題(ti)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)單(dan)點(dian)接(jie)地(di)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)改(gai)善(shan)。

 

B）芯片VCC電源走線過長、或離高dt／di大電流走線過近而受到幹擾，這問題一般可通過在靠近芯片VCC引腳加個104瓷片去耦電容器得到改善。

 

C）基準穩壓ICTL431的接地線失誤、同樣的次級的基準穩壓IC的接地和初級IC的(de)接(jie)地(di)一(yi)樣(yang)有(you)著(zhe)類(lei)似(si)的(de)要(yao)求(qiu)，那(na)就(jiu)是(shi)都(dou)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)和(he)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)冷(leng)地(di)熱(re)地(di)相(xiang)連(lian)接(jie)。如(ru)果(guo)連(lian)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)後(hou)果(guo)就(jiu)是(shi)帶(dai)載(zai)能(neng)力(li)下(xia)降(jiang)並(bing)且(qie)嘯(xiao)叫(jiao)聲(sheng)和(he)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)的(de)大(da)小(xiao)呈(cheng)正(zheng)比(bi)。當(dang)輸(shu)出(chu)負(fu)載(zai)較(jiao)大(da)，接(jie)近(jin)電(dian)源(yuan)功(gong)率(lv)極(ji)限(xian)時(shi)
，開(kai)關(guan)變(bian)壓(ya)器(qi)可(ke)能(neng)會(hui)進(jin)入(ru)一(yi)種(zhong)不(bu)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai)：前一周期開關管占空比過大

，導通時間過長
，通過高頻變壓器傳輸了過多的能量；直流整流的儲能電感本周期內能量未充分釋放，經PWM判斷在下一個周期內沒有產生令開關管導通的驅動信號或占空比過小；開關管在之後的整個周期內為截止狀態，或者導通時間過短；儲能電感經過多於一整個周期的能量釋放
，輸出電壓下降，開關管下一個周期內的占空比又會大……如此周而複始，使變壓器發生較低頻率（有規律的間歇性全截止周期或占空比劇烈變化的頻率）的振動，發出人耳可以聽到的較低頻率的聲音。

 

同(tong)時(shi)，輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)波(bo)動(dong)也(ye)會(hui)較(jiao)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)增(zeng)大(da)。當(dang)單(dan)位(wei)時(shi)間(jian)內(nei)間(jian)歇(xie)性(xing)全(quan)截(jie)止(zhi)周(zhou)期(qi)數(shu)量(liang)達(da)到(dao)總(zong)周(zhou)期(qi)數(shu)的(de)一(yi)個(ge)可(ke)觀(guan)比(bi)例(li)時(shi)，甚(shen)至(zhi)會(hui)令(ling)原(yuan)本(ben)工(gong)作(zuo)在(zai)超(chao)聲(sheng)頻(pin)段(duan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)降(jiang)低(di)，進(jin)入(ru)人(ren)耳(er)可(ke)聞(wen)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)，發(fa)出(chu)尖(jian)銳(rui)的(de)高(gao)頻(pin)“哨叫”。此時的開關變壓器工作在嚴重的超載狀態，時刻都有燒毀的可能——這就是許多電源燒毀前“慘叫”的由來
，相信有些用戶曾經有過類似的經曆。

 

空(kong)載(zai)，或(huo)者(zhe)負(fu)載(zai)很(hen)輕(qing)時(shi)開(kai)關(guan)管(guan)也(ye)有(you)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)間(jian)歇(xie)性(xing)的(de)全(quan)截(jie)止(zhi)周(zhou)期(qi)
，開(kai)關(guan)變(bian)壓(ya)器(qi)同(tong)樣(yang)工(gong)作(zuo)在(zai)超(chao)載(zai)狀(zhuang)態(tai)，同(tong)樣(yang)非(fei)常(chang)危(wei)險(xian)。針(zhen)對(dui)此(ci)問(wen)題(ti)，可(ke)通(tong)過(guo)在(zai)輸(shu)出(chu)端(duan)預(yu)置(zhi)假(jia)負(fu)載(zai)的(de)方(fang)法(fa)解(jie)決(jue)
，但(dan)在(zai)一(yi)些(xie)“節省”的de或huo大da功gong率lv電dian源yuan中zhong仍reng偶ou有you發fa生sheng。當dang不bu帶dai載zai或huo者zhe負fu載zai太tai輕qing時shi，變bian壓ya器qi在zai工gong作zuo時shi所suo產chan生sheng的de反fan電dian勢shi不bu能neng很hen好hao的de被bei吸xi收shou。這zhe樣yang變bian壓ya器qi就jiu會hui耦ou合he很hen多duo雜za波bo信xin號hao到dao你ni的de1．2繞(rao)組(zu)。這(zhe)個(ge)雜(za)波(bo)信(xin)號(hao)包(bao)括(kuo)了(le)許(xu)多(duo)不(bu)同(tong)頻(pin)譜(pu)的(de)交(jiao)流(liu)分(fen)量(liang)。其(qi)中(zhong)也(ye)有(you)許(xu)多(duo)低(di)頻(pin)波(bo)，當(dang)低(di)頻(pin)波(bo)與(yu)你(ni)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)固(gu)有(you)振(zhen)蕩(dang)頻(pin)率(lv)一(yi)致(zhi)時(shi)，那(na)麼(me)電(dian)路(lu)就(jiu)會(hui)形(xing)成(cheng)低(di)頻(pin)自(zi)激(ji)。變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)磁(ci)芯(xin)不(bu)會(hui)發(fa)出(chu)聲(sheng)音(yin)。我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)，人(ren)的(de)聽(ting)覺(jiao)範(fan)圍(wei)是(shi)20－－20KHZ。所suo以yi我wo們men在zai設she計ji電dian路lu時shi，一yi般ban都dou加jia上shang選xuan頻pin回hui路lu。以yi濾lv除chu低di頻pin成cheng份fen。從cong你ni的de原yuan理li圖tu來lai看kan，你ni最zui好hao是shi在zai反fan饋kui回hui路lu上shang加jia一yi個ge帶dai通tong電dian路lu，以yi防fang止zhi低di頻pin自zi激ji．或者是將你的開關電源做成固定頻率的即可。

 

 

關於PCB走線的另外一些需要注意的地方總結：

 

號線必須盡可能地短，並且遠離MOS管漏極走線以防止噪聲耦合，信號地獨立布線，盡可能與功率地分離．光耦地
，Vcc地
，Y電容地分開
，反饋腳電容盡可能靠近IC。

 

將電源和地平行布置。將敏感及高頻的走線盡量遠離高擾的電源走線。

 

加寬電源和地的走線來減小電源線和地線之間的阻抗。

 

最小化由漏極、箝位和變壓器構成的環路區域

 

最小化由次級繞組、輸出二極管和輸出濾波電容構成的環路區域

 

增加走線之間的距離來減小電容耦合的串擾。

 

 

比如帶寬設置過寬、相(xiang)位(wei)餘(yu)量(liang)不(bu)足(zu)，解(jie)決(jue)的(de)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)試(shi)著(zhe)把(ba)帶(dai)寬(kuan)壓(ya)一(yi)壓(ya)
，有(you)些(xie)設(she)計(ji)為(wei)了(le)提(ti)高(gao)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)，帶(dai)寬(kuan)過(guo)寬(kuan)對(dui)高(gao)頻(pin)幹(gan)擾(rao)的(de)印(yin)製(zhi)就(jiu)會(hui)減(jian)弱(ruo)，盲(mang)目(mu)提(ti)高(gao)帶(dai)寬(kuan)是(shi)不(bu)可(ke)取(qu)的(de)。

 

 

相信大家遇到過這種情況，開關電源在滿載後突然將電源短路測試，有時候會聽到電源有嘯叫的情況
；或者是在設置電流保護時
，當電流調試到某一段位，會有嘯叫
，其嘯叫的聲音抑揚頓挫，甚是煩人，究其原因主要為以下：

 

當輸出負載較大，接近電源功率極限時
，開關變壓器可能會進入一種不穩定狀態：前一周期開關管占空比過大，導通時間過長
，通過高頻變壓器傳輸了過多的能量；直流整流的儲能電感本周期內能量未充分釋放，經PWM判斷
，在下一個周期內沒有產生令開關管導通的驅動信號或占空比過小；開關管在之後的整個周期內為截止狀態
，或者導通時間過短

；儲能電感經過多於一整個周期的能量釋放，輸出電壓下降，開關管下一個周期內的占空比又會大……如此周而複始，使變壓器發生較低頻率（有規律的間歇性全截止周期或占空比劇烈變化的頻率）的振動，發出人耳可以聽到的較低頻率的聲音．

 

同時，輸出電壓波動也會較正常工作增大．dangdanweishijianneijianxiexingquanjiezhizhouqishuliangdadaozongzhouqishudeyigekeguanbilishi，shenzhihuilingyuanbengongzuozaichaoshengpinduandebianyaqizhendongpinlvjiangdi

，jinrurenerkewendepinlvfanwei
，fachujianruidegaopin“嘯叫”．此時的開關變壓器工作在嚴重的超載狀態，時刻都有燒毀的可能——這就是許多電源燒毀前“慘叫”的由來，相信有些用戶曾經有過類似的經曆．空載
，或者負載很輕時開關管也有可能出現間歇性的全截止周期，開關變壓器同樣工作在超載狀態，同樣非常危險．

 

針對此問題
，可通過在輸出端預置假負載的方法解決，但在一些“節省”的或大功率電源中仍偶有發生．當不帶載或者負載太輕時
，變壓器在工作時所產生的反電勢不能很好的被吸收．這樣變壓器就會耦合很多雜波信號到你的1．2繞組．這個雜波信號包括了許多不同頻譜的交流分量．其中也有許多低頻波，當低頻波與你變壓器的固有振蕩頻率一致時
，那麼電路就會形成低頻自激．變壓器的磁芯不會發出聲音．我們知道
，人的聽覺範圍是20－－20KHZ．所以我們在設計電路時
，一般都加上選頻回路．以濾除低頻成份．從你的原理圖來看，你最好是在反饋回路上加一個帶通電路，以防止低頻自激．或者是將你的開關電源做成固定頻率的即可。

 

 

 

有些開關電源在全程變換負載測試時會產生音頻噪聲。例如通信行業在開關電源的測試標準中，動態負載被定義為周期1ms、斜率0．1A／s，按照25％－50％—＿25％和75％—＿50％一75％兩liang種zhong變bian化hua規gui律lv的de階jie躍yue負fu載zai，以yi正zheng激ji變bian換huan器qi為wei例li，輸shu出chu電dian感gan的de電dian流liu由you輸shu出chu脈mai動dong電dian流liu和he階jie躍yue電dian流liu兩liang部bu分fen組zu成cheng，脈mai動dong電dian流liu的de頻pin率lv和he開kai天tian電dian源yuan的de工gong作zuo頻pin率lv相xiang同tong，一yi般ban不bu會hui產chan生sheng音yin頻pin噪zao聲sheng
，而er階jie躍yue電dian流liu的de周zhou期qi和he給gei定ding階jie躍yue負fu載zai的de周zhou期qi一yi致zhi，當dang輸shu出chu電dian容rong比bi較jiao小xiao
，階jie躍yue電dian流liudt／dibianhualvguogao

，zheshiyehuichanshengyinpinzaoshengjiejuedefangfashizengjiashuchudianrong，youyudianyuanneibutijidexianzhi，shuchudianrongyibanyebukenenghenda，zheshiyekeyishizheyanhuanhuanludefanyingshijian，xiangyingyejiujianxiaoledianliubianhualv，congerqidaoyidingdeyizhidezuoyong。danxuyaozhuyideshi，yanhuanhuanludefanyingshijianhuishishuchudianyadeguochonghuodieluohuidahenduo
，zheyeshiyigexuyaozhezhongkaolvdewenti。