Τι προκαλεί έναν μετατροπέα να είναι πιο θορυβώδης υπό συνθήκες απουσίας φορτίου;

Όταν ένας μετατροπέας λειτουργεί χωρίς φορτίο, συχνά παράγει πιο έντονο θόρυβο από ό,τι υπό πλήρες φορτίο. Η βασική αιτία είναι ότι, χωρίς φορτίο στη δευτερεύουσα σπείρα, η τάση της πρωτεύουσας σπείρας τείνει να είναι ελαφρώς υψηλότερη από την ονομαστική. Για παράδειγμα, ενώ η τυπική τάση είναι συνήθως 10 kV, η πραγματική τάση χωρίς φορτίο μπορεί να φτάσει γύρω στα 10.5 kV.

Αυτή η αυξημένη τάση αυξάνει την μαγνητική ροή (B) στον πυρήνα. Σύμφωνα με τον τύπο:

B = 45 × Et / S
(όπου Et είναι η σχεδιασμένη τάση ανά σπείρα, και S είναι η επιφάνεια διατομής του πυρήνα), με σταθερό αριθμό σπειρών, μια υψηλότερη τάση χωρίς φορτίο αυξάνει το Et, έτσι ώστε να αυξάνεται το B πέρα από την κανονική τιμή σχεδιασμού.

Η υψηλότερη μαγνητική ροή αυξάνει τη μαγνητοστρέβλωση και τις μαγνητικές κυκλικές διαταραχές, που αποτελεί άμεσα πηγή πιο έντονου ακουστού θορύβου κατά τη λειτουργία χωρίς φορτίο. Αυτή είναι η βασική αιτία της αύξησης του θορύβου.

Ένα δευτερεύον αποτέλεσμα είναι η αύξηση του ρεύματος χωρίς φορτίο. Ενώ η αύξηση του ρεύματος χωρίς φορτίο δεν είναι η βασική αιτία του πιο έντονου θορύβου, αντικατοπτρίζει υποκείμενα ζητήματα όπως η ποιότητα του υλικού πυρήνα και η ακρίβεια κατασκευής. Υψηλής ποιότητας σιδηρούχοι πίνακες έχουν χαμηλότερη συγκεκριμένη απώλεια πυρήνα, οδηγώντας σε μικρότερα ρεύματα χωρίς φορτίο. Αντίθετα, η χρήση περισσότερου πυρήνα ή χαμηλότερης ποιότητας χάλυβα (με υψηλότερη απώλεια πυρήνα και χαμηλότερη κατάσταση κορύφωσης) αυξάνει το ρεύμα χωρίς φορτίο και μπορεί επίσης να συμβάλει—δευτερεύοντας—σε υψηλότερα επίπεδα θορύβου λόγω ευκολότερης κορύφωσης.

Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τον συνολικό θόρυβο του μετατροπέα περιλαμβάνουν μέτρα εξασθένησης των διαταραχών, τη στενότητα της σφραγίδας του πυρήνα και αν ο σχεδιασμός του πυρήνα προκαλεί μηχανική συντονία. Ωστόσο, αυτά επηρεάζουν τη γενική ακουστική απόδοση του μετατροπέα—όχι συγκεκριμένα τη διαφορά θορύβου μεταξύ λειτουργίας χωρίς φορτίο και πλήρους φορτίου.

Σημείωση: Εάν ο μετατροπέας εκπέμπει ιδιαίτερα ακριβής ή ανυπόφορο θόρυβο κατά τη λειτουργία χωρίς φορτίο, πιθανότατα υπάρχει κορύφωση του πυρήνα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, ελέγξτε αν οι τάσεις των δύο 12 V δευτερευουσών σπειρών είναι ίσες. Εάν είναι ανισορροπημένες, οι σπείρες πρέπει να αφαιρεθούν και να ανασυρθούν για να εξασφαλίσουν την ίδια αριθμό σπειρών.

Επιπλέον, κατά τη μέτρηση του ρεύματος μέσω του αντιστοιχού Rs, αν η μορφή του ρεύματος δείχνει παράκαμψη κορυφής αντί για ομαλή ανόδου, αυτό υποδεικνύει ότι η 12 V σπείρα χρειάζεται μερικές πρόσθετες σπείρες.

Εάν η ανασύρραξη του μετατροπέα είναι απρακτική, μια εναλλακτική είναι να μειωθεί ελαφρώς η αντίσταση του R_L για να αυξηθεί η συχνότητα ταλάντωσης σε περίπου 5 kHz (σημείωση: πιθανά λάθος στο πρωτότυπο—πρέπει να είναι kHz, όχι Hz). Αυτή η προσαρμογή έχει ελάχιστη επίδραση σε περισσότερα φορτία, αλλά δεν είναι κατάλληλη για συσκευές ευαίσθητες στη συχνότητα (π.χ., κάποια αναλογικά ρολόγια).

Για να απλοποιηθεί το περιβάλλον και να μειωθεί ο κόστος, αυτός ο σχεδιασμός προορισμού εξουδετερώνει τον ρυθμιστή τάσης· έτσι, η εξόδια τάση μειώνεται ως το υποδιαστηρίζεται η τάση της μπαταρίας.

Μετρημένη απόδοση του πρωτότυπου:

• Μέγιστη απόδοση: 94%

• Εξόδια τάση: ελαφρώς χαμηλότερη από το στόχο 230 VAC, αλλά συμβαδίζει καλά με τον κανονικό εξόδιο 220 VAC στην Κίνα.

Για να επιτευχθεί πραγματική 230 VAC εξόδια τάση από 13 VDC εισόδια, ήταν δυνατό:

• Να αυξηθεί το πηλίκο σπειρών (δευτερεύουσα-πρωτεύουσα) του μετατροπέα, ή

• Να αντικατασταθεί με έναν μετατροπέα που είναι σχεδιασμένος για 230 V δευτερεύουσα και 11 V πρωτεύουσα.