变压器的啸叫声主要是由于变压器的激磁成分中含有低频振荡,使得磁芯的磁分子在这个低频磁场下运动,产生机械振动,从而引起周围空气的振动。由于人耳的可闻频率大约在20Hz到20kHz,如果这个空气的振动在此范围内,最终传到人耳朵而被听见。
开关电源变压器发生啸叫的原因主要有四个方面:变压器的工艺问题、变压器的环路问题、变压器的铁心问题以及开关电源的负载问题,下面一一分析:
1、变压器的工艺问题
浸漆烘干不到位,导致磁芯不牢固引起机械振动而发出响声;
气隙的长度不适合,导致变压器的工作状态不稳定而发出响声;
线包没有绕紧也可能导致响声;
磁芯组合有气隙存在,高频时引起空气振动而发出响声(变压器如果经过真空全浸,一般不会发声)。
2、变压器的环路问题变压器的环路问题
即指变压器的环路发生振荡从而引起变压器发生啸叫。
电路板布线不当,从而造成干扰引发振荡,导致响声;
反馈回路参数设置不当,导致环路不稳定以致产生振荡而发出响声;
环路中元器件的质量问题,如输入滤波电容容量不足,输出整流快恢复二极管质量不好,功率MOS管质量不好,RCD反冲吸收回路的高压电容或二极管质量不好等等,这些问题都有可能导致震荡而引起响声。
3、变压器的铁心问题
变压器铁心发生饱和时,线圈中电流增大,变压器发热并产生自激震荡,线圈的振荡引起周围空气的振动从而发出响声。
4、开关电源的负载问题
开关电源在空载或轻载的情况下,在某些工作点处会发生振荡现象,表现为变压器的啸叫和输出的不稳定。发生这种现象是由于空载/轻载时,开关瞬时开通时间过大从而造成输出能量太大,进而电压过冲也很大,需要较长的时间去恢复到正常电压,因此开关需停止工作一段时间,这样开关就工作于间歇性工作模式,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。
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。
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变压器
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变压器励磁涌流的抑制技术——变压器低压侧并联电容器当变压器运行电压超过额定电压的10%时,会使变压器的铁芯饱和,而因为饱和产生的漏磁将使箱壳等金属构件涡流损耗增大、铁损增大,由此造成铁芯温度升高,同时还将使漏磁通增强。靠近铁芯的绕组导线、油箱壁以及其他的金属构件会产生涡流损耗,使变压器过热,绝缘老化,影响变压器寿命,当励磁涌流严重时可能会造成周围绝缘介质的损伤,甚至烧毁变压器。严重情况下,电站正在运行的变压器产生和应涌流现象而误跳闸,进而造成大面积的停电。变压器励磁涌流中的大量谐波对电网系统中的电能质量造成严重污染。
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