开关电源变压器噪音失效分析报告
某公司开关电源主变压器在满载时有吱吱的噪音,噪音不大但在安静环境里很明显。而此电源模块要用在医疗设备上,对噪音的接受能力比较严格。变压器参数结构如下:磁芯:PQ3535 - 3C95材质骨架:6 + 6 PIN立式L = 450 - 500 uH AIR GAP f = 350K HZ
原因分析噪音理论分析:开关电源变压器噪音,指电源单体在正常工作状况下,人耳能听到的尖锐的“吱吱”声。
声音的产生是由物体的掁动引起的,我们所说的噪音,是指变压器在正常工作过程中,
线圈磁芯及由线圈和磁芯所组成的整个变压器,发生频率在20KHZ以下的振动 (人耳所能听到的频率范围在20KHZ以下)。
应该说开关电源变压器 (特别是反激式)在高频方波电流的激励下,线圈将会有电流通断的变化,磁芯中的磁场出在不停的进行励磁消磁的变化,势必有线圈的伸缩掁动和磁芯的伸缩掁动。但电源的正常工作频率在几十~几百KHZ左右,此时振动产生的声音超出人耳的听力范围,人耳是听不到的。
但当电源在工作过程中有间歇式振荡产生时,会引起线圈磁芯间歇式振动,特别是此振荡频率接近线圈与磁芯所组成的整个变压器的固有振动频率时,易引发共振现象,此时将引发人耳所能听到的噪音现象。
PQ3535主变压器初期出现较为明显的噪音现象,跟它的工作频率比较高和PFM调制方式有很大关系,主要从以下2个方面去考虑: 1、使变压器磁芯工作在较宽较稳定的Bm范围。2、消除电源线路中的间歇振荡现象等方面,
在线路不变动的情况下有效的解决噪音问题,主要是使变压器充分含浸和尽可能的使磁粘接牢固。
通过改变点胶工法,
看磁芯的粘合程度对噪音现象的影响。用不同的点胶工法做如下4个样品实验,
试验方法和噪音结果如下: 1.原工法,即中柱不涂RTV胶,
边柱四点EPOXY胶固定,噪音现象严重。2.中柱涂RTV胶,边柱四点EPOXY胶固定,无噪音。3.中柱不涂RTV胶,边柱涂大格EPOXY胶,有轻微噪音。4.中柱涂RTV胶,边柱涂大格EPOXY胶,无噪音。综上分析,噪音现象与磁芯中柱是否涂胶,即与两磁芯是否紧密固定有较大关系。
解决对策1.在磁芯中柱气息处涂RTV胶水可消除噪音,胶水的量要根据实际情况而定,胶水位置如下图:
2.在不同环境中所用胶水种类也不同,以软胶为宜。