علت صدا دادن منبع تغذیه سوئیچینگ

علت صدا دادن منبع تغذیه سوئیچینگ

اگر چه منابع تغذیه سوئیچینگ در بازه فرکانسی بالاتر از محدوده شنوایی انسان کار می کنند، اما در شرایط خاصی می توانند نویزهای قابل شنیدن تولید کنند. منابع تولید نویز بسیار متفاوت است. نویز صوتی می تواند در نتیجه نقص طراحی باشد که باعث نوسان ولتاژ خروجی می گردد و یا می تواند توسط المان هایی مانند خازن ها و ترانس ها ایجاد شود. در بعضی از موارد، صدای نویز ایجاد شده می تواند مربوط به یک ایراد پیش پا افتاده مانند صدای فن خنک کننده و یا نزدیک بودن منبع تغذیه به یک دستگاه الکترومغناطیسی خارجی مانند لامپ های فلوئورسنت و تداخل با آن باشد. با توجه به نیاز امروز برای کاهش توان حالت آماده به کار، مبدل ها اغلب از فرکانس سوئیچینگ پایین تری در شرایط بی باری استفاده می کنند، که این باعث ایجاد نویزهای قابل شنیدن می شود. و هنگامی که بار به خروجی مبدل وصل شود، صدای آن نیز قطع میشود.

در این مقاله رویکردی برای دلایل رایج ایجاد نویزهای قابل شنیدن در منابع تغذیه فلایبک، همراه با ارائه راه حل هایی برای این مشکلات آورده شده است. تمامی این روش ها می تواند توسط یک بار الکتریکی و یک منبع AC قابل برنامه ریزی یا واریاک انجام شود. در نظر داشته باشید در بعضی موارد، صداهای تولید شده توسط منبع تغذیه آنقدر کوچک هستند که وقتی منبع درون یک محفظه قرار بگیرد، شنیده نخواهند شد.

منابع تولید نویز صوتی

نقش خازن ها در تولید نویز صوتی

معمولا خازن سرامیکی در منبع تغذیه صدا تولید می کنند. نویز ایجاد شده در خازن سرامیکی به دلیل اثر معکوس پیزوالکتریک است. وقتی ولتاژ به ساختار یک پیزوالکتریک اعمال می شود، می تواند با ایجاد فشار مکانیکی باعث تغییر شکل مواد شود. زمانی که مواد تغییر شکل دادند، هوای اطراف خود را به حرکت در آورده و نویز ایجاد می کنند. از آنجا که اثر معکوس پیزوالکتریک در نتیجه تغییرات ولتاژهای بالا اتفاق می افتد، طراحان می توانند تمرکز خود را بر روی انتخاب خازن های سرامیکی بگذارند که تغییرات dv/dt بالایی را تحمل می کنند. منابع تغذیه معمولا دارای مدار اسنابر و خازن کلمپ و همچنین خازن سرامیکی خروجی هستند. برای تشخیص سریع اینکه آیا یک خازن سرامیکی نویز تولید می کند یا خیر، آن را با یک خازن metal-film-type ، MKP با مقادیر معادل، جایگزین کنید. در صورتی که مقدار نویز کاهش یافت، شما منبع ایجاد نویز در مدار را پیدا کرده اید.

منبع ایجاد نویز ممکن است یک خازن کلمپ باشد. سعی کنید آن را با یک خازن MKP یا خازن سرامیکی جایگزین کنید که از مواد دی الکتریک با جنس متفاوت استفاده می کنند. راه دیگر تغییر دادن نوع کلمپی است که استفاده می کنید، برای مثال، مدار کلمپ زنری را به کار بگیرید. در صورتی که منبع نویز از خازن اسنابر باشد، می توانید آن خازن را با نوع MKP جایگزین کرده و یا مقدار مقاومت سری را افزایش داده تا dv/dt که بر روی خازن می افتد، کاهش یابد. همچنین می توانید به سمت استفاده از خازن سرامیکی با ساختار دی الکتریک متفاوت بروید و اثر آن بر روی مقدار صدا را مشاهده کنید.

صدا دادن خازن اسنابر مبدل فلایبک
صدا دادن خازن اسنابر مبدل فلایبک

در صورتی که مشکل نویز در خازن های خروجی باشد، آن را با خازن الکترولیت و یا خازن سرامیکی با جنس دی الکتریک متفاوت جایگزین کنید. متناوبا سعی کنید چند خازن سرامیکی به صورت موازی به جای خازنی که مشکل دارد استفاده کنید. اندازه کوچک تر خازن باعث می شود تا فضای کمتری توسط آن اشغال شود و در نتیجه رزونانس های مکانیکی خازن کاهش می یابد.

در مواردی که منبع تغذیه بعد از گذشت مدت زمان زیادی (یک سال و بیشتر) دچار نویز صوتی شده معمولا تعویض خازن ها میتواند به رفع آن مشکل کمک کند. مخصوصا خازن های خروجی و خازن های اسنابر که همواره در هر سیکل سوئیچینگ به آنها جریان وارد/خارج میشود. در بعضی از موارد خارن فرسوده موجب ناپایداری بخش کنترل میشود که در ادامه به آن میپردازیم.

صدای ناشی از ترانس

نویز ایجاد شده توسط ترانس مشابه حالتی است که اثر معکوس پیزوالکتریک ایجاد می کند. بدین صورت که بسیاری از مواد فرومغناطیس زمانی که در معرض میدان مغناطیسی قرار می گیرند، تغییر شکل می دهند. وقتی میدان مغناطیسی، هسته ترانس را در بر میگیرد، می تواند باعث لرزش بدنه هسته شود. زمانی که این لرزش به فرکانس رزونانس مکانیکی هرکدام از بخش های هسته یا بوبین برسد، تقویت شده و صدای آن شنیده می شود. شل بودن سیم ها، تکان خوردن هسته و حتی گاهی اشباع هسته میتواند نویز صوتی ایجاد کند.

در منابع تغذیه سوئیچینگ، فرکانس کلیدزنی معمولا بالاتر از محدوده شنوایی است. با این وجودبرای کاهش تلفات در بارهای کم، مقدار این فرکانس کاهش می یابد. این کاهش فرکانس باعث ایجاد هارمونیک های فرکانسی می شود، که نویز قابل شنیدن ایجاد می کنند.

چگونه صدای منبع تغذیه را برطرف کنیم

ابتدا بررسی کنید که ولتاژ ورودی و بار خروجی که ترانس میبیند مطابق با مشخصات طراحی است. در صورتی که منبع تغذیه در ولتاژی پایین تر از حداقل ولتاژ ورودی یا بالاتر از بار مشخص خروجی راه اندازی شود، ممکن است رگولاسیون برای بخشی از چرخه AC از دست برود. که می تواند به نوبه خود باعث افزایش نوسانات مقدار شار در هسته شده و نویز ایجاد کند.

مرحله بعد بررسی مقدار خازن یکسوساز ورودی است. در صورتی که خازن یکسوساز ورودی کوچک باشد، باعث ایجاد ریپل در ولتاژ باس DC ورودی میشود. این اتفاق باعث تغییر شار در اجزای مغناطیسی تا دو برابر فرکانس خط شده و پتانسیلی برای تولید نویز ایجاد می کند. یعنی نویز ۱۰۰ هرتز تولید میکند. همچنین هنگامی که این خازن فرسوده شود مقاومت داخلی آن بالا میرود و باعث نوسان شدید ولتاژ ورودی (یا اگر در خروجی باشد ولتاژ خروجی) میشود که میتواند صدا تولید کند.

انواع عناصر متحرک در یک ترانس شامل سیم پیچ، نوار ایزولاسیون و بوبین، می توانند یک منبع ایجاد نویز باشند. جریان موجود در سیم پیچ می تواند میدان الکترومغناطیسی تولید کند که باعث ایجاد لرزش در عناصر مختلف ترانس شوند. موثرترین راه برای کاهش حرکات فیزیکی المان های ترانس استفاده از چسب یا لاک است.

ناپایداری حلقه کنترلی

دسته بندی پالس یکی دیگر از منابع ایجاد نویز قابل شنیدن می باشد. این نویز زمانی اتفاق می افتد که حلقه کنترلی به جای تولید پالس های PWM با پهنای پالس یکسان و متناسب با توان خروجی، چندین پالس با پهنای پالس بالا (نزدیک به ۱۰۰ درصد) تولید میکند و سپس چون ولتاژ خروجی بالاتر از مقدار مطلوب میرود مجبور میشود که چندین پالس با پهنای پالس بسیار کم (نزدیک به صفر) تولید کند. ممکن است در این حالت حتی ولتاژ خروجی همان مقدار مطلوب بماند اما نویز صوتی شدیدی تولید میشود. زیا این نوع کلید زنی موجب سوار شدن یک موج فرکانس پایین ( در رنج ۱ تا ۵ کیلوهرتز) بر روی موج فرکانس کلید زنی (که عموما بالای ۲۰ کیلوهرتز است) میشود. این تداخل فرکانسی نویز صوتی ایجاد میکند. با مشاهده ولتاژ درین-سورس سوئیچ ها یا جریان سوئیچ به راحتی میتوان فهمید این اتفاق رخ داده است یا نه.

ناپایداری منبع تغذیه سوئیچینگ
ناپایداری منبع تغذیه سوئیچینگ

به طور معمول، دسته بندی پالس نشان می دهد که مدار فیدبک بسیار کند است و باعث ایجاد تاخیر در پاسخ کنترل کننده می شود. برای حل این مشکل ابتدا باید بررسی کنید که تمامی قطعات در مسیر فیدبک مطابق با مقادیر طراحی باشند. استفاده از اپتوکوپلر های سریع تر و نو میتواند کمک کند حلقه فیدبک سریع تر شود. اگر در حال طراحی منبع تغذیه جدید هستید دقت کنید که حاشیه فاز مناسب (حداقل ۴۵ درجه) برای حلقه کنترلی در نظر بگیرید و پهنای باند حلقه کنترل حدود یک ششم فرکانس کلید زنی باشد.

اشتراک گذاری پست

دیدگاه (14)

  • محمد پاسخ

    سلام
    خیلی ممنون از مطلب مفیدتون
    میشه بگید حاشیه فاز مناسب (حداقل ۴۵ درجه) برای حلقه کنترلی در نظر بگیرید یعنی چی؟
    من در کلاس آقای کاظمی هم شرکت کرده بودم ولی در این مورد چیزی یادم نمیاد

    21 نوامبر, 2019 در 12:51 ق.ظ
    • مرتضی کاظمی پاسخ

      سلام. وقت بخیر
      با استفاده از نمودار bode حلقه بسته مبدل میتوان حاشیه فاز را تعیین کرد. و با استفاده از صفر و قطب های قسمت کنترلی آن را در مقدار مناسب قرار داد. در واقع همان ضرایب کنترل کننده PI نقش اصلی را دارند.

      21 نوامبر, 2019 در 1:45 ب.ظ
  • محمود رنجبر پاسخ

    تشکر عالی بود

    29 می, 2020 در 1:27 ب.ظ
  • مجید پاسخ

    سلام آداپتور تلویزیون سونی من سوخته بعد از هفت سال الان یکی دیگه گرفتم یعنی فابریک خودش اما هر دوتاشون صدای صوت کم ازشون تولید میشه، آیا این صوت زدن عادی هست؟
    موقعی که آداپتور به تلویزیون وصله صدا میده حالا چه تلویزیون روشن باشه چه خاموش ولی وقتی آداپتور به تنهایی به برق بزنم و تلویزیون وصل نیس صدا تولید نمیکنه,
    ممنون میشم راهنمایی کنید از خیلیا تعمیرکارا پرسیدم بعضیا میگن مهم نیس بعضیا میگن خطرناکه

    9 ژوئن, 2020 در 1:55 ق.ظ
    • مرتضی کاظمی پاسخ

      سلام. ممکنه به دلیل شل بودن سیم پیچ ها باشه. اگر صدا طوریه که در فاصله یک متری هم به وضوح شنیده میشه میتونه به خاطر ناپایداری سیستم کنترلی باشه. اگر شنیده نمیشه خیلی حساس نشید مشکلی نداره.

      9 ژوئن, 2020 در 11:39 ق.ظ
    • بانو پاسخ

      آداپتور منم سوخته شما از کجا تهیه کردید؟

      11 سپتامبر, 2020 در 11:05 ب.ظ
  • مجید پاسخ

    خیلی ممنون

    9 ژوئن, 2020 در 12:50 ب.ظ
  • وحید پاسخ

    سلام . صدای صوت در هیچ صورتی نباید بیاد اگر سالم باشه ، پاورهای دست دوم بخاطر تحمل بار فرسوده میشن و قطعات مصرفی داخلیشون رو باید دوره ایی تعویض کنید ، در صورت صدای صوت تمام خازنه های خروجی رو تعویض کنید ، حتی اگر باد نکرده بودند ، تماما ، ، اینکه گفته میاشه وقتی سیستم رو روشن میکنند صدا میده و در حالت استندبای صدا نمیده ، همین حکایت کشیدن بار از دستگاه است که باید خازنها ی دستگاه بخش اعظم کار رو انجام بدن

    27 نوامبر, 2020 در 11:57 ب.ظ
  • امير حسين پاسخ

    با سلام داريور ال اي دي پروژكتور من صداي تق تق ميدهد و با اين صدا ال اي دي چشمك زن شده ايا مشكل از خازن است؟ با تشكر

    8 دسامبر, 2020 در 12:13 ق.ظ
    • مرتضی کاظمی پاسخ

      سلام. عوامل زیادی میتوانند این مشکل را ایجاد کنند، اگر بیش از دو سال است که از آن استفاده میکنید پیشنهاد میشود که خازن های الکترولیت برد را کاملا تعویض کنید، ممکن است مشکل حل شود.

      8 دسامبر, 2020 در 12:10 ب.ظ
      • امير حسين پاسخ

        با تشكر فراوان.نه سه چهار ماه هست

        11 دسامبر, 2020 در 10:02 ب.ظ
    • امین قیصری پاسخ

      سلام مشکل از مدار اسنابر می‌باشد مقادیر را از نو طراحی و جایگزین کنید

      6 جولای, 2021 در 9:54 ب.ظ
  • مصطفی موسوی پاسخ

    سلام دستگاه جوشی دارم که گاها هنگام جوش صدای سوت بلندی تولید میکنه.
    با خاموش کردن دستگاه و کمی تکون دادن دستگاه خاموش وپس ازمدتی روشن کردن صدا برطرف می شه. عیبش چیه؟

    25 مارس, 2021 در 9:14 ب.ظ
    • مرتضی کاظمی پاسخ

      سلام. اگر حتما باید دستگاه رو تکون بدید تا صدا قطع بشه نشون میده که چیزی شکسته شده یا اتصال ناقصی با بقیه برد داره. مثلا میتونه از شکسته شدن یا ترک برداشتن هسته های ترانس یا سلف های مدار باشه. یا حتی شل بودن کانکتورها، از جا درامدن یا ایجاد لحیم سرد در زیر قطعات پاور مثل خازن های الکترولیت لینک DC و یا IGBT ها و..

      27 مارس, 2021 در 12:06 ب.ظ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


شما این محصول را به سبد خرید اضافه کرده اید:

error: Content is protected !!