ایران مینول
5/0 از 1 رای
دلایل نویز صوتی در منابع تغذیه نویزهای صوتی تولید شده یک منبع تغذیه سوئیچینگ در طول کارکرد سه دلیل اصلی دارند که شامل: • میدان های مغناطیسی • اثر پیزوالکتریک • و حلقه های فیدبک.

دلایل نویز صوتی در منابع تغذیه

يکشنبه1401.07.17 تعداد بازدید : 838
دلایل نویز صوتی در منابع تغذیه

منبع نویز صوتی در منابع تغذیه

نویزهای صوتی تولید شده یک منبع تغذیه سوئیچینگ در طول کارکرد سه دلیل اصلی دارند که شامل:
میدان های مغناطیسی
اثر پیزوالکتریک
و حلقه های فیدبک.
 
 

میدان های مغناطیسی

زمانی که یک هادی حامل جریان در معرض میدان مغناطیسی قرار میگیرد، تحت نیرویی قرار می گیرد که هنگامی که جهت میدان مغناطیسی و جریان بر یکدیگر عمود باشند، حداکثر مقدار را دارد. 
 
دو المان الکترونیکی بسیار رایج در منابع تغذیه سوئیچینگ، ترانسفورماتور و سلف هستند که هر دوی این المان ها دارای یک هسته آهنی می باشند که می توانند تحت تأثیر پدیده ‏ای با نام انقباض مغناطیسی یا magnetostriction)) قرار بگیرند. در نتیجه این پدیده مواد فرومغناطیسی می توانند اندازه یا شکل حوزه های مغناطیسی خود را در نتیجه فرآیند مغناطیسی شدن ناشی از جریان عبوری از هادی، تغییر دهند. این تغییرات کوچک در حجم مواد می تواند هم گرمای اصطکاکی و همچنین نویز صوتی در باند شنیداری ایجاد کنند. همچنین باید در نظر بگیرید که بسیاری از ترانسفورماتورها با استفاده از فولاد سیلیکونی (Fe-Si) با محتوای سیلیکون متفاوت برای افزایش مقاومت الکتریکی آهن و کاهش تلفات جریان گردابی ساخته می شوند. مثالا، فولاد با ۶% سیلیکون، اثرات ایجاد شده توسط انقباض مغناطیسی (از جمله نویز قابل شنیدن) را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
 

اثر پیزوالکتریک

علت دوم نویز را می توانیم به اثر پیزوالکتریک نسبت بدهیم. در سال ۱۸۸۰، برادران کوری متوجه شدند که فشار اعمال شده بر روی تعدادی از کریستال ها مثل کوارتز، بار الکتریکی را به عنوان یک اثر ایجاد می کند این پدیده “اثر پیزوالکتریک مستقیم” نام گرفت. همچنین اثر پیزوالکتریک معکوس نیز کشف شد که طبق آن اعمال میدان الکتریکی می‌تواند باعث تغییر شکل ماده کریستالی شود. یعنی با اعمال یک ولتاژ الکتریکی با شدت معین، تغییری در ساختار هندسی (طول) ایجاد می شود. بنابراین انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود، خاصیتی که برای مثال توسط بلندگوهای پیزوالکتریک از آن بهره برداری می شود. یکی از اجزای حساس به این پدیده خازن سرامیکی می باشد که ولتاژ اعمال شده به آن در واقع می تواند ساختار هندسی آن را تغییر دهد و باعث می شود که همانند یک بلندگوی مینیاتوری رفتار کند که امواج صوتی را در نزدیکی خود ساطع می کند.
 

حلقه فیدبک

سومین علت تولید نویز، حلقه فیدبک موجود در مدار یک منبع تغذیه سوئیچینگ می باشد. اکثر منابع تغذیه سوئیچینگ برای کارکردن با فرکانس های سوئیچینگ خارج از باند شنیداری، یعنی بالای ۲۰ کیلوهرتز طراحی شده اند. با این حال، توپولوژی هایی از منابع تغذیه سوئیچینگ وجود دارند که می توانند به طور اتوماتیک فرکانس سوئیچینگ را تغییر دهند تا تغییرات بار و ولتاژ ورودی را جبران کنند. در این حالت، فرکانس در یک لحظه معین ممکن است در محدوده قابل شنیدن باشد. حتی منابع تغذیه با فرکانس سوئیچینگ ثابت نیز از این پدیده مستثنی نیستند 
پرش از دیوتی سایکل یا عملکرد در حالت burst در واقع می تواند یک الگوی کلیدزنی در محدوده قابل شنیدن ایجاد کند، حتی اگر فرکانس سوئیچینگ خود بالای ۲۰ کیلوهرتز باشد.
اگر دنباله پالس سوئیچینگ منظم به طور نامنظم با دوره های مربوط به دو یا چند پالس اسکیپ شده قطع شود ، ممکن است مشکلاتی در حلقه فیدبک وجود داشته باشد.
 
منبع ايجاد نويز ديگر در منابع تغذيه سوئيچينگ، سيستم يكسوسازی آن می باشند. از آنجايی كه يكسوسازها موج ورودی را بصورت گسسته قطع و وصل می كنند، دارای مقدار di/dt زيادی مي باشند.
 
امواج الكترومغناطيسی می توانند توسط هدايت كننده های الكتريكی در فضا منتشر می شوند. كوپلاژهای الكتريكی كه توسط خازن، سلف و يا ترانسفورماتور ايجاد می شوند نيز مي توانند از طريق فاصله هوايی، امواج الكترومغناطيسی را در فضای اطراف منتشر كنند.
 
امواج الكترومغناطيسی كه در فضا منتشر می شوند عبارتند از
 
  •  نويز منتشر شده از اتصال خروجی سيستم ايزولاسيون به بار.
  •  نويز منتشر شده از اتصال ورودی قدرت به سيستم ايزولاسيون.
  •  امواج الكترومغناطيسی منتشر شده از فاصله هوايی در فضا.
  • ايزولاسيون منبع قدرت اوليه و بار باعث می شود نويز ورودی به خروجی انتقال يابد و بالعكس.
 
در مورد تداخل امواج الكترومغناطيسی هر سيستم الكترونيكی يكی از نقش هايی از لحاظ توليد، انتقال و دريافت آن را ايفا می کند که عبارتند از
  •  يك سيستم الكترونيكی منبع ايجاد تداخل امواج الكترومغناطيسی است.
  •  يك سيستم الكترونيكی به عنوان کانال انتقال دهنده امواج الكترومغناطيسی عمل می كند.
  • يك سيستم الكترونيكی گيرنده و تأثير پذير از امواج الكترومغناطيسی است.
 
با توجه به اينكه يك سيستم الكترونيكی كدام يك ازنقشهای فوق را درمسأله تداخل امواج الكترومغناطيسی دارا می باشد، می توان چاره اي برای برطرف كردن اين مسأله پيدا نمود و تداخل امواج الكترومغناطيسی كه پديده نامطلوبی است را تا حد ممكن كاهش داده و حتی آن را از بين برد. براي كاهش دادن ميزان نويز الكترومغناطيسی، سه مرحله را می بايست انجام داد.
اولا در صورتی كه امكان داشته باشد و به ماهيت مدار الكتريكي و عملكرد آن آسيبی نرسد، با كاهش دادن مقدارdv/dt وdi/dt، ميزان نويز راتا حد امكان كم کنيم. همچنين بايد توجه داشت كه در طراحی اوليه حتی الامكان ميدانهای مغناطيسی و الكتريكی كاهش داده شوند. دوما هدايت نويز در طول مسير مدارات بايست فيلتر شود و نيز در آخر جهت جلوگيری از تشعشع نويز توسط يك پرده محافظ (شيلد) روي سيستم را بپوشانيم. سوّماً ابعاد سيستم را به گونه ای پياده سازی كنيم كه منبع نويز را تاحد ممكن تضعيف كرده باشيم و اين از جمله نكات بسیار ظريفی است كه يك طراح منبع تغذيه سوئيچينگ بايد به آنها دقت كند.
 
 
 
 
نماینده رسمی فروش محصولات Mean Well در ایران

ایران مین ول در سال ۱۳۷۸ برای خدمت به صنعت رو به رشد الکترونیک در کشور و پاسخگویی به نیاز های روز افزون آن تاسیس شد .

در حال حاضر این فروشگاه از بزرگترین توزیع کنندگان منابع تغذیه سوئيچینگ و قطعات الکترونیک و نماینده رسمی شرکت Mean well تایوان در کشور می باشد.