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扬声器散热仿真

2年前浏览1194

首先思考几点

  1. 需要考虑到随着时间推移,音圈温升对直阻的影响,进而会影响实际输入功率。相当于存在一个负反馈。

  2. 由于空气流动对温升影响很大。但扬声器结构运动耦合空气流动很难进行准确仿真。只能做一个大致的预估,定性半定量地进行计算。

  3. 有扬声器的热等效电路模型,但必须得有样机实测才能拟合出参数,对初期研发的作用不是那么大。

  4. 准确的模拟需要考虑电场,磁场,热场,结构力学,流场等的耦合。音圈是主要热源,温度上升反过来又会造成音圈直阻上升,从而影响发热功率。磁路中的感应电流是次要热源 (金属件,包括T铁,夹板,短路环等会产生涡流,生成次级热源),跟电信号激励的频率等又相关。音圈(热源)上下运动,振膜也跟着运动,空气也会参与强迫对流。

  5. 因为温度并不算特别高,热辐射的影响相对热对流和热传递较小。对扬声器散热仿真来说,一般可以忽略。





单磁路散热问题

磁路温升随时间的变化


流场的运动过程



下面把扬声器作为一个整体考虑,当然还是做了相当多的近似和简化。定性半定量。定性地分析当然也有一定的价值。许多边界和模型做了一些简化或者等效处理 


对比不同位置打孔的影响——


T铁中柱开孔

1.温升

a.音圈向下运动



b.音圈向上运动。因为是带入冷空气,所以温度相对更低。


2.流速



3.流线




把T铁中柱k开孔堵住

可以明显看出整个磁路温度降低了。这个在之前的文章中谈到过。和通常观念中的T铁中柱开孔能帮助散热恰恰相反。对于音圈骨架开孔来说是同样的道理。   

当然这个时候空气压缩引发的非线性失真和气流噪声会是个比较大的问题。需要进行权衡取舍,不能只考虑一个单一因素。





后夹板开孔





后夹板开槽

效果和后夹板开孔类似



来源:声学号角
非线性电路电场
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2022-11-01
最近编辑:2年前
声学号角
辜磊,专注数码声学产品仿真设计...
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扬声器散热与改善

由于激励(电信号输入,通常是粉噪),以及边界条件过于复杂,很难抽象为简单的模型。准确的模拟需要考虑电场,磁场,热场,结构力学,流场等的耦合。音圈是主要热源,温度上升反过来又会造成音圈直阻上升,从而影响发热功率。磁路中的感应电流是次要热源 (金属件,包括T铁,夹板,短路环等会产生涡流,生成次级热源),跟电信号激励的频率等又相关。音圈(热源)上下运动,振膜也跟着运动,空气也会参与强迫对流。 根据以上理论上可以构建出合适的物理模型,但是这么复杂的多物理场耦合模型是很难对实际产品进行求解的。还够不上精确的定量的工程实用价值。 Klippel构建了一个扬声器的热等效电路模型,但必须得有样机实测才能拟合出参数,对初期研发的作用不是那么大。 另外也有号称可以模拟扬声器散热的,基本上只是单独用热场,最多也就耦合电磁场进行近似计算。或者小信号激励&低温。当然这个可以定性地指导散热改善的方向。 需要进一步的探讨和研究。 附上一张对不同位置打孔的直观流动冷却图。定性地分析当然也有一定的价值来源:声学号角

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1条评论
工蚁达
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1年前
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