如何解决EMC问题?嗡嗡作响的扬声器之谜

  • 如何解决EMC问题?嗡嗡作响的扬声器之谜

    2020年4月4日 By lollpl 0 comments

    我们在利用扬声器的时候,或多或少都碰到过扬声器发出嗡嗡的干扰声的环境,这会影响音乐的结果,你有没有想过为什么会呈现这种环境?

    假设你方才为本人采办了一个新的扬声器和一串RGB LED灯条,并利用其供给的电源适配器为它们供电。

    打开扬声器和LED灯条,我们发觉LED灯条能够随便调理亮度和闪灼模式,扬声器没有发出嗡嗡的声音,在这里LED灯条没有对扬声器的声音发生负面影响。

    在这种环境下,我们很幸运,由于采办的扬声器和LED灯条的电源适配器是合适现代的EMC尺度的。

    可是在这里要示范一个倒霉的例子,我们从旧电源适配器当选取了两个额定输出电流为5安培的电源适配器,并将它们毗连到LED灯条和扬声器。

    在把将LED的亮度调暗到50%之后,我们就听到扬声器经常发出的嗡嗡的高频干扰噪声,这是一个较着的EMC问题,也称为电磁兼容性。

    电磁兼容性是指设备在其电磁情况中合适要求运转并不合错误其情况中的其他设备发生无法忍耐的电磁干扰的能力。

    在这里,我们将诊断此处碰到的的EMC问题,并为它找到手艺处理方案。起首,我们必需找出开关电源发生干扰的缘由。

    在起头时,电源电压会被整流并滑润,之后通过晶体管切割,再通过变压器降压,最初再次整流和滑润,最终发生一个恒定的直流低电压。

    我们能够留意到,为了降低直流输入电压,节制电子设备利用的频次远远高于市电电压频次。

    其斩波电压会发生一个斩波输入电流,且上升时间很快,我们不克不及把它作为干扰从头定位在我们的电源电压上,但会通过PCB上的导体以电磁场的形式发射出去,这些导体回路根基上充任了天线。

    因而,我们能够定义为干扰源能够通过电磁脉冲将其干扰传输到受害设备,例如扬声器。

    在家里切确丈量此类干扰几乎是不成能的,我们需要专业的EMC尝试室来进行检测。

    可是,我们晓得大大都环境下,传导干扰是电磁干扰的首恶祸首,所以我们能够先找到一个如许的EMC滤波器来试着处理这个问题。

    先不考虑这个滤波器的组件值。我们将这个滤波器串联到干扰源上,试一下能否还有噪声。

    幸运的是,在我们毗连了滤波器之后,电磁干扰的问题很容易被处理了,由于扬声器的干扰噪声曾经完全消弭。

    可是如许做并不切确,因而我们需要去专业的EMC尝试室,利用专业的EMC设备来做进一步的检测和研究。

    在尝试室里,我们安装了LED灯条套件,并毗连了发生干扰的电源适配器到LISN和频谱阐发仪上。

    LISN代表线路阻抗不变收集,它是我们电网阻抗的一个模子,我们能够通过它丈量电压降。

    这个电压降包含了我们电源电流的干扰,然后我们能够用频谱阐发仪查抄频次分布。

    为了改变这一点,我毗连了一个可调功率电阻器,以使电源接近其5安培的最大限制。跟着这些变化,电源跨越了临界值,因而此刻是时候找到一个干扰抑止处理方案了。

    我们以两种分歧的体例在L和N线四周放置了电流钳。这么做是缘由是具有两种噪声,一种是共模噪声,另一种是差模噪声。

    差模噪声沿一个标的目的流过L导体,再沿相反标的目的流过N导体,发生此类噪声的缘由是我们的主电源的斩波频次。

    共模噪声仅沿一个标的目的流过L和N导体,而不会通过它们前往,相反,它们通过寄生电容耦合到地,并能够这种体例前往。

    因而,若是我们将L和N导体放置在电流钳内,然后差模噪声的磁场彼此抵消,由于它们相互相对,我们只丈量共模噪声,由于它们沿不异标的目的流动。

    可是若是我们动弹夹具内部的一根导体,然后共模噪声相互抵消,我们只丈量差模噪声。

    我们把共模扼流圈等组件串联到L和N导体上,并在输入端加上一个X电容,它们就成立了一个低通滤波器来处置差模噪声;在输出端加上一个Y电容,它们就成立了一个低通滤波器来处置共模噪声。

    值得留意的是,共模扼流圈是以差模体例环绕纠缠的,

    但因为不具有完满的扼流圈,两个导体路径的不合错误称性发生了大约1%到3%的漏电感,可用来降低差模噪声。

    所以我选择了一个电感值高的电感器,它供给了从10千赫兹到3兆赫兹的不错的阻尼。

    然后我选了一个0.15微法拉X电容器用于差分模式噪声,连系估算的漏感,将发生约20 kHz的截止频次。一旦市电断开,X电容器就会放电。此刻但愿这些这些组件的选择能使我们将脱节电磁干扰。

    颠末测试,滤波器确实使所有干扰丈量值都远远低于临界值,而且扬声器不再发出嗡嗡的干扰声音。

    这根基上意味着我们的过滤器设想是成功的。通过此次测试,我们能够晓得预制滤波器是处理此类EMC问题的无效处理方案。

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