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MPS Individuazione e risoluzione dei problemi di rumore udibile La sempre maggiore compattezza degli SMPS, necessaria per soddisfare la richiesta di densità di potenza sempre più elevate può contribuire a complicare l’individuazio- ne del componente all’origine del rumore udibile. Ipotizzando che il progetto funzioni correttamente dal punto di vista elettrico, si potrebbe ad esempio utilizza- re un oggetto non conduttivo, come una bacchetta di legno, per esercitare una leggera pressione sui singoli componenti del circuito mentre il dispositivo è in fun- zione. Variazioni o riduzioni del rumore imputabili ai candidati più probabili, come i componenti ceramici o magnetici, possono rappresentare un buon punto di partenza. Se invece non si ha a portata di mano un attrezzo non conduttivo sicuro, si può creare una rudimentale trom- ba auricolare con un foglio di carta, rivolgendo verso i componenti “sospetti” l’apertura dell’estremità piccola del cono di carta arrotolata per valutare le sorgenti che generano rumore. I condensatori ceramici che subiscono elevate oscillazio- ni dV/dt spesso si rivelano rumorosi e tendono a essere presenti nei circuiti soppressori (snubber) e in quelli di aggancio (clamper), così come negli stadi di uscita. Per verificare che siano loro la sorgente del rumore, li si può sostituire con condensatori con dielettrici alternativi come la pellicola metallica, oppure si potrebbe aumen- tare la resistenza in serie (Fig. 5). Se il rumore udibile diminuisse, si dovrebbe valutare la sostituzione definitiva del componente. Può essere d’aiuto anche sostituire i circuiti di aggancio e utilizzare diodi Zener. I condensatori dello stadio di uscita che danno origine a problemi potrebbero essere sostituiti con componenti con un altro dielettrico o, nel caso lo spazio lo consentisse, con condensatori ceramici in parallelo di valore equivalente. Se i componenti magnetici rappresentano la sorgente di rumore, è necessario assicurarsi innanzitutto che i valo- ri della tensione di ingresso e del carico di uscita siano sempre all’interno dell’intervallo specificato. L’aumen- to della capacità elettrica sul lato d’ingresso può essere d’aiuto nel caso la tensione di ingresso assuma un valore troppo basso. La verniciatura per immersione dei trasformatori e in- duttori incapsulati e verniciati rappresenta un valido ap- proccio per la riduzione del rumore. Anche i trasforma- tori con un nucleo lungo tendono a risuonare in modo più udibile rispetto a quelli con un nucleo più corto. Ove possibile, è utile considerare la possibilità di utilizza- re un nucleo alternativo più corto in grado di ospitare il numero di avvolgimenti richiesto. È utile sottolineare che, per tutti i possibili approcci illu- strati, molto probabilmente occorrerà ripetere le verifi- che e i test di produzione. Come evidenziato nel corso dell’articolo, i principali responsabili dei rumori udibili emessi dagli alimentato- ri sono l’impatto della forza dei conduttori di corrente nei campi magnetici e l’effetto piezoelettrico inverso dei condensatori. Nonostante i progressi fatti nella simula- zione, il rumore udibile in genere si manifesta solo dopo che il progetto è stato fisicamente costruito e, a volte, successivamente alla preparazione di un certo numero di alimentatori per la fase di pre-produzione. Anche se la maggior parte del rumore udibile negli ali- mentatori non dovrebbe essere motivo di grande preoc- cupazione dal punto di vista della funzionalità o della sicurezza, può risultare fastidioso e venire percepito dai clienti anche come un problema di qualità. Seguendo alcuni dei semplici suggerimenti dati in questo articolo, è possibile identificare rapidamente i componenti che sono fonte di rumore e sostituirli, fissarli o modificarli per ridurre al minimo o eliminare i fastidiosi rumori ge- nerati. Fig. 4 – I problemi nel circuito di retroazione possono portare a periodi irregolari senza impulsi (grafico in basso) nei progetti di commutazione a frequenza fissa (Fonte: Traco) Fig. 5 – Il condensatore nel circuito snubber può essere sostituito con un analogo componente con pellicola metallica, oppure, in alternativa, si può provare ad aumentare la resistenza (Fonte: Traco) XIX POWER 23 - OTTOBRE 2020