2015年7月6日 星期一

Acoustic Noise

一般而言,電子迴路(特別是功率模組)上之所以產生噪音(Acoustic Noise),大致可歸納成下列幾項:
1. 電容效應噪音模式 (Capacitive, or Voltage Mode Noise) ,亦即因材料之介電特性 (負虛數軸度之電容) 所引生之機械諧振現象。
2. 電感效應噪音模式 (Inductive, or Current Mode Noise) ,亦即因材料之抗流特性 (正虛數軸度之電抗) 所引生之機械諧振現象。(根據馬克斯威爾定理,時變之電通,將引生一旋量之磁場)
3. 磁致伸縮效應噪音模式 (Magnetostriction Mode Noise) ,亦即材料因應磁場所產生在不同軸向不平衡之非線性伸縮所引生之機械諧振現象。 (如漁民所使用之聲納魚群探測器即為一使用範例)
4. 電暈效應噪音模式 (Corona Mode Noise) ,亦即材料因絕緣不良所產生局部放電 (Corona Discharging, or Arcing) ,而引生之空腔諧振現象。

而針對功率電感元件,因其線圈繞組特性,圈與圈間(或層與層間)之壓差均不大,絕緣漆膜之介電效果也都不賴,因而電容效應所引生噪音幾乎可以不計,但由電流(亦即時變之電通)所衍生旋量之磁場經由高導磁材料(低磁阻鐵心)而流過相對等之磁通,就容易因磁力線之最短路徑效應,而讓鐵心與繞組間產生不可避免之吸斥現象(電感效應),又如迴路上寄生有大量較低頻(屬聲頻範圍內)之諧波(比如使用Burst mode來進行穩壓、穩流或調光),而又未能將鐵心與繞組牢牢固定住,或雖以epoxy類強膠來黏著,卻在後段作業之烘烤或客戶端迴焊作業因不同材料不同膨脹係數所產生之熱應力而造成微裂之間隙形成,讓兩鐵心間享有自由活動空間而得以相互吸斥,『類』磁致伸縮效應噪音之產生自不可免。其它,如在高壓應用範圍(例如CCFT Inverter所使用之變壓器)上,如線圈繞組未有適當之絕緣規劃考量,而致高壓下繞組間或繞組內或繞組對周邊環境產生了輝光或弧光放電現象,激盪周邊空腔形成共振現象。

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