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功率电感啸叫的原因(三)

时间:2020-09-29 14:25来源:摘选网络 作者:admin

电感会因为主体振动而产生噪音,主要原因有三个:

振动原因➀:磁性体磁芯磁致伸缩(磁应变)

对磁性体施加磁场使其磁化后,其外形会发生细微变化。该现象称为“磁致伸缩”或“磁应变”。以铁氧体等磁性体为磁芯的电感器中,绕组所产生的交流磁场会使磁性体磁芯发生伸缩,有时会检测到其振动声。

磁性体是称为磁畴的小范围的集合体。磁畴内部的原子磁矩朝向相同,因此磁畴是一个自发磁化朝向恒定的微小磁铁,但磁性体整体却不会表现出磁铁的特性。这是因为,构成磁性体的多个磁畴,其排列使自发磁化相互抵消,因此从表面上来看处于消磁状态。

从外部对处于该消磁状态的磁性体施加磁场时,各个磁畴会将自发磁化朝向统一为外部磁场方向,因此磁畴范围会逐渐发生变化。该现象由磁畴间边界——磁壁的移动所引起。由此,随着磁化的进行,处于优势的磁畴逐渐扩大其范围,最终成为单一磁畴,并朝向外部磁场方向(饱和磁化状态)。该磁化过程中,在原子水平下会发生微小的位置变化,而在宏观水平下,则会表现为磁致伸缩,即磁性体的外形变化。

磁致伸缩导致的外形变化极其微小,约为原尺寸的1万分之1~100万分之1,在磁性体上绕有线圈的状态下流过电流,当施加所产生的交流磁场时,磁性体将会反复伸缩,并产生振动。为此,在功率电感器中,无法完全消除磁致伸缩所导致的磁性体磁芯振动。功率电感器单体振动水平虽小,但当贴装至基板上时,若其振动与基板的固有振动数一致,则振动将会被放大,从而会听到啸叫。

振动原因➁:磁性体磁芯磁化导致相互吸引

磁性体被外部磁场磁化时将会表现出磁铁性质,从而与周围磁性体相互吸引。此为闭合磁路结构的功率电感器,但鼓芯与屏蔽磁芯(环形磁芯)间设有间隙,噪音有时会从该处发出。绕组中流过交流电流时,因产生的磁场而被磁化的鼓芯与屏蔽磁芯将会因磁力而相互吸引,若该振动在人耳可听频率范围内时,则会听到噪音。

鼓芯与屏蔽磁芯之间的间隙通过粘接剂进行封闭,但为了防止因应力产生开裂,因此不会使用较硬的材料,从而无法完全抑制因相互吸引所导致的振动。

振动原因➂:漏磁通导致绕组振动

不带有屏蔽磁芯的无屏蔽型功率电感器中,不会因前述鼓芯与屏蔽磁芯磁化导致的相互吸引而产生啸叫。但在无屏蔽型产品中会发生其他问题。由于无屏蔽型产品为开放磁路结构,因此漏磁通会对绕粗产生作用。由于绕组中会流过电流,因此根据佛来明左手定则,力会作用于绕组上。为此,当交流电流流过绕组时,绕组本身会发生振动,从而产生啸叫。

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