LED驱动电源噪音与测试.pdf

Fred & Lakes 19.Sep.2014 目录 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“2 ? 噪音的概念噪音的概念噪音的概念噪音的概念 ? 声音的频率声音的频率声音的频率声音的频率 ? 声音的大小声音的大小声音的大小声音的大小 ? LEDLEDLEDLED驱动电源的噪声源驱动电源的噪声源驱动电源的噪声源驱动电源的噪声源 ? 变压器及电感的噪音变压器及电感的噪音变压器及电感的噪音变压器及电感的噪音 ? 变压器及电感噪音防治变压器及电感噪音防治变压器及电感噪音防治变压器及电感噪音防治 ? 贴片电容的噪音及防治贴片电容的噪音及防治贴片电容的噪音及防治贴片电容的噪音及防治 ? 前切与后切式调光对前切与后切式调光对前切与后切式调光对前切与后切式调光对LEDLEDLEDLED驱动器噪声性能的影响驱动器噪声性能的影响驱动器噪声性能的影响驱动器噪声性能的影响 ? 噪音的其他防治方法噪音的其他防治方法噪音的其他防治方法噪音的其他防治方法灌胶与点胶灌胶与点胶灌胶与点胶灌胶与点胶 ? 整机灌胶与部分点胶的对比整机灌胶与部分点胶的对比整机灌胶与部分点胶的对比整机灌胶与部分点胶的对比 ? 灌胶与点胶的注意事项灌胶与点胶的注意事项灌胶与点胶的注意事项灌胶与点胶的注意事项 ? LEDLEDLEDLED驱动电源噪音测试方法驱动电源噪音测试方法驱动电源噪音测试方法驱动电源噪音测试方法 ? 噪音实验室图片噪音实验室图片噪音实验室图片噪音实验室图片 ? 附录附录附录附录：点胶方案数据对比点胶方案数据对比点胶方案数据对比点胶方案数据对比 噪音概念 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“3 ? 噪音是物体做无规则振动产生的声音。 ? 凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音以及对 人们想要听的声音产生干扰的声音都被认为噪音。 声音的频率 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“4 ? 声音的频率定义为声源在一秒钟内振动的次数声音的频率定义为声源在一秒钟内振动的次数声音的频率定义为声源在一秒钟内振动的次数声音的频率定义为声源在一秒钟内振动的次数，记作记作记作记作f，单位单位单位单位：Hz ?-频率在20Hz20kHz之间的声音，人耳可 以感受到，称为可听声，简称声音。 ?所以为了避免电源在工作过程中产生噪音， 电源设计的最小工作频率必须大于20kHz。 声音的大小 ?声音的单位是：分贝（Decibel-dB) ?人耳对声音大小的感觉： 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“5 o0 20 分贝 很静、几乎感觉不到； o20 40 分贝 安静、犹如轻声絮语； o40 60 分贝 一般、普通室内谈话； o60 70 分贝 吵闹、有损神经； o70 90 分贝 很吵、神经细胞受到破坏。 o90 100 分贝 吵闹加剧、听力受损； o100 120 分贝 难以忍受、呆一分钟即暂时致 聋。 o120分贝以上 极度聋或全聋 LED驱动电源的噪音源 6 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“ 上图中元件为LED驱动电源中的主要噪音源元件。 ?变压器，差模电感，贴片电容（多层片式陶瓷电容-MLCC)， 共模电感。 变压器变压器变压器变压器贴片电容贴片电容贴片电容贴片电容差模电感差模电感差模电感差模电感共模电感共模电感共模电感共模电感 变压器及电感的噪音 ?变压器及电感的噪音以磁芯振动为主要因素，而磁芯振动可以从材质和构造两方 面考量。 一一一一. 磁芯材质的影响磁芯材质的影响磁芯材质的影响磁芯材质的影响 当电流流过线圈时，会在磁芯内部产生交变磁通，此交变磁通会令磁芯产生伸缩变 量，称为磁芯畸变量，此磁芯畸变会使磁芯产生振动。 二二二二. 磁芯磁芯磁芯磁芯结构的影响结构的影响结构的影响结构的影响 为了增加磁芯储存能量的能力，我们需要在磁芯磨一点气隙。依磁路的欧姆定律知， 空隙处磁阻远大于无磁隙处，气隙越大，泄漏的磁场就越大，泄漏磁场造成磁 通方向的扭曲，在气隙处形成磁通拥挤的现象，在气隙处因电磁振动产生的噪音大 于无气隙处。 ?综上所述，变压器及电感的噪音主要由以下原因形成： o磁伸缩和畸变，以及磁性的吸引力产生的磁芯振动。 o由电磁力而引起的线圈震动。 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“7 变压器及电感噪音防治 ?降低变压器及电感噪音源的主要方法 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“8 ?降低磁芯的磁通密度。 ?使用畸变量小的高磁通密度磁芯材质。 ?改善磁芯接缝间隙。 ?避免外界直接或者间接接触磁芯的漏磁。 ?避免磁芯振动与基本频率产生共振（点胶水）。 ?变压器及电感制作工艺中浸凡立水来固定线圈 及磁芯。 贴片电容的噪音及防治 ?贴片电容又称为多层片式陶瓷电容（Multilayer Ceramic Capacitors),简称MLCC,是由印好电极的陶瓷介质膜片以错 位的方式叠合起来，经过高温烧结，再在两端封上电极从 而形成一个类似独石的结构体，故又叫独石电容。 贴片电容的结构 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“9 贴片电容的噪音及防治 ?当贴片电容两端有电压时，电容两端会产生压电效应，会 使陶瓷介质膜片产生变形振动，从而产生噪音。 当电容两端的电压越高时，陶瓷介质膜片的形变越大。 相同物理尺寸的贴片电容，容量越大，介质膜片层就约多，产生的形变就越大。 贴片电容振动会引起PCB板振动，PCB板越薄，振动的幅度越大，PCB板越小震动的幅度越大。 使用两颗贴片电容时，相邻放置产生的振动更大，但在PCB板两面对称放置时，产生的振动会 相互抵消。 ?综上所述降低贴片电容噪音的方法： 在符合电性参数的条件下，选择容量小的贴片电容。 PCB板厚度尽量加大，面积尽量加大。 注意电容的摆放位置。 更换贴片电容为薄膜电容。 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“10 前切与后切式调光对LED驱动器噪声性能的影响 ?前切调光器之后输入电压，电流波形 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“11 ? 前切输入电压突变 时，瞬间快速的电 压爬升导致输入部 分电容快速充电。 引起电流大幅突变 及震荡并产生噪声。 前切与后切式调光对LED驱动器噪声性能的影响 后切调光器之后输入电压，电流波形 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“12 ? 相对于前切，后切 电压波形不会对输 入部分电容快速充 电，从而大大减小 了电流的突变，噪 声也相应较小。 ?后切调光器之后输入电压，电流波形 噪音的其他防治方法灌胶与点胶 ?噪音除了在噪音源本体上做处理外还可以在影响噪音的振动传播途径来 减弱噪音的大小。 ?点胶或者灌胶可以固定噪音源元件及影响噪音的传播途径点胶或者灌胶可以固定噪音源元件及影响噪音的传播途径点胶或者灌胶可以固定噪音源元件及影响噪音的传播途径点胶或者灌胶可以固定噪音源元件及影响噪音的传播途径，从而达到衰弱噪音的效果从而达到衰弱噪音的效果从而达到衰弱噪音的效果从而达到衰弱噪音的效果。 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“13 整机灌封整机灌封整机灌封整机灌封 局部打胶局部打胶局部打胶局部打胶 灌胶与点胶的注意事项 ?需要确认胶是否对零件具有腐蚀性，以免使零件受伤影响 正常的工作性能。 ?确认胶的防火等级及熔点。 ?工字电感的线径尽量不要太小以防止胶在热胀冷缩时产生 的拉力把线拉断（HASS测试），可以考虑色环电感。 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“14 ? 调光产品在工作过程中部分零件会产生非常高的温度 （特别是接入前切调光器的时候）。避免高温引起胶的 质变或者熔化，从而引起的安全及噪音问题。 LED驱动电源噪音测试方法 ?测试方法如后图（Page 19/20)： ?把样品固定在中央台面上，5个声音传感器分别从前、后、左、右、上5个 方向对样品噪音进行侦测。 ?传感器到样品的距离一般为10cm、20cm、50cm、100cm。 ?非调光电源的测试条件： ?市电输入。 ?最大负载或者客户指定负载。 ?调光电源的测试条件： ?市电输入。 ?最大负载或者客户指定负载。 ?接入调光器且进行调光找到噪音最大的点。 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“15 噪音实验室图片 ?某计量检测研究院噪音测试实验室 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“16 ? 实验室背景噪音：8.5dB ? 据实验室相关人员介绍，噪声 测试实验室的背景噪声小于 12dB时将不会对测试结果产生 影响 噪音实验室图片 ?样机的摆放 05/02/2015To change the footer text please choose “View/Header and Footer“17 ? 为排除调光器自身的噪声， 调光器接在实验室外 。 ? 测量必须包括驱动电源的 五个面（除底面） ? 目前没有相关关于LED驱 动的噪声标准，此图测试 距离仅供参考。 输入端子 输出端子