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電感線圈
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廣州市黃時電子有限公司

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噪音產生的原理

2021-03-24 16:37:16
噪音產生的原理
詳(xiang)細(xi)介紹(shao):

噪聲(sheng)的是由物體振(zhen)動(dong)產(chan)生(sheng)的,下(xia)(xia)面我們以揚聲(sheng)器為例了解下(xia)(xia)振(zhen)動(dong)原(yuan)理。

揚聲(sheng)器不(bu)是(shi)將電(dian)能直接轉換成聲(sheng)能,而是(shi)利用(yong)載體電(dian)流(音圈(quan)或線圈(quan))在磁鐵之間相互作(zuo)用(yong),使(shi)音圈(quan)振(zhen)動(dong)而帶動(dong)針膜振(zhen)動(dong):電(dian)能——機械(xie)能——聲(sheng)能。

 

揚聲器(qi):當線圈兩端電流方向發生變化時,在長久磁體的磁場直接相(xiang)互作用,使音圈振(zhen)動而帶動振(zhen)動膜振(zhen)動。電能(neng)——機械能(neng)——聲能(neng)。

揚(yang)聲器是利用線圈兩端電流變化(hua)時會生產機械動能而發出聲音(yin),電感(gan)可以(yi)制做成(cheng)揚(yang)聲器嗎?

假設是把電感的線圈加上振動膜,且做一個小的音腔,電感就變成了一個喇叭了其實即便不在電感線圈上加振動(dong)膜和(he)音腔(qiang),在(zai)電(dian)感兩(liang)端(duan)加上足夠大的(de)(de)驅動(dong)電(dian)流,電(dian)感也可(ke)以發(fa)出聲(sheng)(sheng)音開(kai),只(zhi)是機械能轉(zhuan)換為聲(sheng)(sheng)能的(de)(de)效率很低(di),聲(sheng)(sheng)音很小,發(fa)出的(de)(de)音量(liang)很低(di),不易聽見(jian)!

 

 電(dian)(dian)感(gan)(gan)會不(bu)會也(ye)生(sheng)(sheng)產(chan)噪音?如果耳朵能聽到嘯叫(吱(zhi)吱(zhi)聲),可以肯定(ding)電(dian)(dian)感(gan)(gan)兩端存在(zai)(zai)一(yi)個20HZ-20KHZ(人耳范圍)左右的(de)(de)開(kai)(kai)關(guan)(guan)電(dian)(dian)流。例如DC-DC的(de)(de)電(dian)(dian)感(gan)(gan)嘯叫,由于負(fu)載(zai)(zai)電(dian)(dian)流過(guo)大(da)(da)DC內部有一(yi)個限流保護電(dian)(dian)路,當(dang)負(fu)載(zai)(zai)超(chao)過(guo)IC內部的(de)(de)開(kai)(kai)關(guan)(guan)(MOS)電(dian)(dian)流時(shi)(shi),限流檢測電(dian)(dian)路判斷負(fu)載(zai)(zai)電(dian)(dian)流過(guo)大(da)(da),會立即調(diao)整DAC內部開(kai)(kai)關(guan)(guan)站空比,或者立即停止(zhi)開(kai)(kai)關(guan)(guan)工(gong)作,直到檢測負(fu)載(zai)(zai)電(dian)(dian)流在(zai)(zai)標準范圍內時(shi)(shi),在(zai)(zai)重新(xin)啟動(dong)正常的(de)(de)工(gong)作開(kai)(kai)關(guan)(guan)。從停止(zhi)開(kai)(kai)關(guan)(guan)到重啟開(kai)(kai)關(guan)(guan)的(de)(de)時(shi)(shi)間周期正好是(shi)幾KHZ的(de)(de)頻(pin)率,正因為這個周期的(de)(de)開(kai)(kai)關(guan)(guan)頻(pin)率生(sheng)(sheng)產(chan)嘯叫。嘯叫噪音的(de)(de)大(da)(da)小與電(dian)(dian)感(gan)(gan)繞制的(de)(de)質量有一(yi)定(ding)關(guan)(guan)系,繞制較松,其產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)嘯叫聲將越大(da)(da)。

 

 電感發出聲音條件:1、通(tong)過電感的(de)電流(liu)生產大小的(de)變化(hua)→這會引起磁通(tong)量的(de)變化(hua)。

2、電感周圍(wei)存在導體(ti),使其足以(yi)發生楞次效應 →導體(ti)感應到電感的磁(ci)(ci)通,而(er)生產了相斥的磁(ci)(ci)場→燈具的鋁轂 /電容提(ti)供了這個條(tiao)件 。  

我(wo)們(men)都知道(dao)磁(ci)(ci)鐵同性相斥(chi)異性相吸,電感/變壓器在(zai)工作(zuo)時內部會(hui)產生(sheng)(sheng)較強的(de)(de)交變磁(ci)(ci)場,處于這個磁(ci)(ci)場中的(de)(de)磁(ci)(ci)芯(xin)、線圈都會(hui)受到磁(ci)(ci)場的(de)(de)作(zuo)用(yong)力,如果(guo)在(zai)力的(de)(de)作(zuo)用(yong)下發(fa)生(sheng)(sheng)了周期(qi)性的(de)(de)振(zhen)動、摩擦(ca)、材料(liao)變形等(deng),便會(hui)產生(sheng)(sheng)噪(zao)聲,高頻激勵源(yuan)和復雜的(de)(de)機械結構形成的(de)(de)振(zhen)動系統(tong)

可(ke)能導致人耳可(ke)聞的噪(zao)音(yin)出現。

 線圈振動引起電(dian)感噪音 

電感線圈(quan)匝(za)與匝(za)之間間隙較大,排列不夠緊密,若膠水(shui)沒有(you)完全滲透到(dao)線圈(quan)縫隙之間使其固定(ding),很容(rong)易(yi)引起噪(zao)音。

交(jiao)流電流的方向是隨頻率在不斷改變(bian),正因為如(ru)此,使得線圈(quan)匝與匝之間產生相互吸斥現象(xiang),隨著頻率的升高,這(zhe)種吸斥現象(xiang)演變(bian)為振動,倘若振動頻率在20HZ-20KHZ之間(音(yin)頻:人(ren)耳朵(duo)能(neng)聽到的頻率范圍(wei)),就(jiu)形(xing)成(cheng)了噪音(yin)。

 

 解(jie)決(jue)辦法(fa):1.線(xian)包與磁芯間(jian)的楞次定律→加(jia)強固定線(xian)包,以限(xian)制其移動的空間(jian)。含浸線(xian)圈,或加(jia)粗線(xian)徑。

2.磁芯跟磁芯間(jian)的(de)楞次定律 →透(tou)過使用膠來固(gu)定,限(xian)制其(qi)可移動的(de)空間(jian)來解(jie)決(jue) 。

 

磁伸縮(磁畸(ji)變)引起電感噪音 

電感所用的(de)磁(ci)芯材(cai)(cai)料(liao)(liao)基本(ben)都屬于(yu)軟磁(ci)性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao),磁(ci)性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)原料(liao)(liao)磁(ci)粉,有磁(ci)力格化(hua)現象(磁(ci)伸縮(suo)),即當磁(ci)芯內部的(de)磁(ci)粉被(bei)磁(ci)化(hua)時,材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)體積會發生(sheng)輕(qing)微的(de)變化(hua),隨(sui)著電壓(ya)的(de)提(ti)高,頻率(lv)的(de)增加,這種變化(hua)會越來越激烈(lie),發展成為振動,倘若(ruo)磁(ci)芯與磁(ci)芯結合部分存在間隙(xi),很容(rong)易(yi)產生(sheng)共鳴發出(chu)噪音。

 

解決(jue)辦法(fa):1、組(zu)裝時候盡量減小磁芯(xin)與磁芯(xin)粘接面之間(jian)(jian)的間(jian)(jian)隙,夾子的力度適當均勻,務必要做到磁芯(xin)與磁芯(xin)之間(jian)(jian)接觸緊密,另外磁芯(xin)中(zhong)柱氣隙處的間(jian)(jian)隙空(kong)間(jian)(jian)往(wang)往(wang)很(hen)容(rong)易產生共振,方法(fa)是將其(qi)用膠水完全填充(chong)。

2、換磁畸變(bian)量小的高(gao)磁通(tong)密度磁芯材質(zhi):畸變(bian)小,振動小,能有效的減小噪音。

3、換磁(ci)芯粉末細的材料,我們可(ke)以使用粒(li)徑(jing)更小的鐵(tie)粉,以降低顆粒(li)間Gap距離,增(zeng)加(jia)Gap數量.其(qi)作用是(shi)導致磁(ci)壁間摩(mo)擦(ca)所產生的振(zhen)動

頻率超出一般聽力20KHz的范圍。

注:將振(zhen)動頻(pin)率超出20KHZ以上人耳朵(duo)就聽不到了

 

電路(lu)諧振(zhen)引(yin)起(qi)的(de)噪(zao)音(yin) 電路(lu)會有寄生電容的(de)存(cun)在(zai),當電源頻(pin)率(lv)達(da)到(dao)和非(fei)常接近電路(lu)本身LC固有頻(pin)率(lv)時(shi)發生諧振(zhen),而恰好諧振(zhen)頻(pin)率(lv)點(dian)剛好落在(zai)音(yin)頻(pin)的(de)范圍之內(nei)時(shi),形成噪(zao)音(yin)。

 

解決辦法:1、調整電源管理(li)IC的輸出頻(pin)率(lv)以避開諧振頻(pin)率(lv)點(dian)。

2、調整電感(gan)(gan)值(zhi),避開諧(xie)振頻率點。(如取感(gan)(gan)值(zhi)的(de)上,下限,其意義是改變諧(xie)振頻率)

 電(dian)(dian)暈效應引(yin)起噪音(yin) 材料因絕緣不良所產(chan)生(sheng)局部放電(dian)(dian),主要(yao)表現為,漆(qi)包線(xian)絕緣不良,匝與匝之間的漆(qi)包膜有破損,劃傷,針(zhen)孔等,在某些高壓情況下(xia)對周邊環(huan)境(jing)產(chan)生(sheng)了(le)放電(dian)(dian)現象,激蕩周邊空腔(qiang)形(xing)成共振。

解決辦法:1、線(xian)圈(quan)含(han)浸(jin)處理(li),通過含(han)浸(jin)的方法,加強線(xian)圈(quan)的絕緣(yuan)性能。

2、更換(huan)品(pin)質更好(hao)的漆(qi)包(bao)線材。

電(dian)感超負荷工作(zuo) :實際工作(zuo)電(dian)流太大(da),達到(dao)或超出額(e)定電(dian)流1/3以上有(you)可能(neng)會(hui)引起電(dian)感發出噪(zao)音。

 

解決辦(ban)法:1、降低磁(ci)芯的有效導磁(ci)率,增(zeng)加線圈匝數。2、增(zeng)加磁(ci)芯的窗口(kou)有效截面積。 

磁芯(xin)研磨(mo)不平(ping)引(yin)起噪(zao)音:在生(sheng)(sheng)產過程中(zhong),一(yi)般大電(dian)流電(dian)感的(de)(de)磁芯(xin)都需要(yao)研磨(mo)氣隙,倘若氣隙研磨(mo)不夠平(ping)整(尤其(qi)是中(zhong)柱的(de)(de)氣隙),附近的(de)(de)磁通方向便(bian)會發生(sheng)(sheng)扭曲(qu),造成磁通擁擠的(de)(de)情況,很(hen)有可能導致(zhi)噪(zao)音產生(sheng)(sheng)。

 

解決辦法:磁芯氣(qi)隙(xi)研磨平(ping)整。


磁(ci)(ci)(ci)(ci)芯材料破損 成品(pin)磁(ci)(ci)(ci)(ci)芯破裂,中柱斷裂,磁(ci)(ci)(ci)(ci)芯內部的磁(ci)(ci)(ci)(ci)粉被磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)時(shi),由于存在磁(ci)(ci)(ci)(ci)伸縮現象(磁(ci)(ci)(ci)(ci)畸變(bian):前(qian)面已經有做講解),產生噪音。

 

解(jie)決辦(ban)法:1、選用強度好的磁芯材料生產。2、選用柔性的膨脹(zhang)系數小的膠水來(lai)做填(tian)充之用。

 

PCB走(zou)線(xian)的設(she)計(ji),附近磁場的輻射(she)(she):PCB板走(zou)線(xian)設(she)計(ji)不合理(li),比(bi)如說走(zou)線(xian)構成(cheng)閉環,造(zao)成(cheng)很強(qiang)的EMI輻射(she)(she)強(qiang)度,干擾電感。走(zou)線(xian)設(she)計(ji)不合理(li),造(zao)成(cheng)電路(lu)諧振等(deng)都會使噪音產生。另外附近磁場輻射(she)(she)也會造(zao)成(cheng)電感發出噪音。

 

解決(jue)辦法:1、與客(ke)戶溝通協商,調整(zheng)電路(lu)設計。2、調整(zheng)電感的位置,遠離干擾,遠離輻射。

 

以上只是對一(yi)些常見的電感(gan)噪音(yin)問題進行簡單(dan)的分析(xi)說明,大家(jia)都知道振動才(cai)(cai)會發出聲(sheng)音(yin),電感(gan)噪音(yin)的產生也是同樣的道理(li),我們在處理(li)這類問題的時候(hou)只有找到振動發聲(sheng)的源頭,才(cai)(cai)能采(cai)取科學合理(li)的應對措施來(lai)解決問題。


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