广告

开关电源为啥有时候会叫?如何消除?

2019-08-29 阅读:
开关电源为啥有时候会叫?如何消除?
稳压电源电路输出的开关电流的频率,或周期性脉冲群的周期频率,或毛刺的周期频率落入20~20kHz的音频范围,且周期性变化的电流经过电感线圈而产生交变磁场,使电感线圈在交变磁场作用下会像“喇叭”一样在几乎固定的频率上产生机械振动便会产生啸叫。那么,如何消除呢?

稳压电源电路输出的开关电流的频率,或周期性脉冲群的周期频率,或毛刺的周期频率落入20~20kHz的音频范围,且周期性变化的电流经过电感线圈而产生交变磁场,使得该电感线圈在交变磁场作用下像“喇叭”一样在几乎固定的频率上产生机械振动而发出啸叫。pVsednc

啸叫声音的大小与电感绕制的质量有一定关系,绕制较松,其产生的啸叫声将较大。pVsednc

引起DC/DC电路电感啸叫的因素

1、负载电流过大。DC/DC芯片内部有一个限流保护电路,当负载超过IC内部的开关MOS管的最大电流时,限流电路检测电路就会调整芯片内部的占空比,或者停止工作,直到检测负载电流在标准范围内时,再重新启动正常的工作开关。pVsednc

如果从停止开关到重启开关的时间周期正好是20~20kHz的频率范围内,就会导致电感的的震动频率被人听到。pVsednc

2、负载电压过高。如果负载为空或轻负载,就会触发过压保护,停止开关,如果电压降下来,就会重启工作,从停止到重启的时间容易落在音频范围内。pVsednc

3、电路产生自激。电源电路在设计时,稳定性不够,当负载产生变化时,容易自激,当自激的频率落在音频范围内,将引起啸叫。pVsednc

4、穿越频率落在20~20kHz的频率范围内。穿越频率通常为开关频率的1/5至1/20,设计时需要撇开音频的频率范围,否则,将无法解决啸叫问题。pVsednc

5、开关切换过冲较大。DC/DC上管和下管切换的过程中,由于寄生电容、寄生电感的存在,将在上管开启的瞬间产生过冲,且幅度较大,导致在电感上施加周期性的过冲电压,从而引起啸叫声变大。pVsednc

啸叫的解决办法

power-F1-20190829.pngpVsednc

1、提高开关频率。使穿越频率偏离音频范围,避免啸叫;pVsednc

2、确保电路工作稳定。避免产生自激,涉及的参数多而复杂,如:pVsednc

a)调整补偿回路,通常调整比较难,但效果最好;pVsednc
b)调整输出电感值,但效果不是很明显;pVsednc
c)调整输出电容值,效果较明显;pVsednc
d)调整输出电容的ESR,效果比较明显。pVsednc

3、降低过冲电压。在开关的上下管之间增加缓冲电路,如上左图的 R4 和 C2 电路,或右图 D1 和 C2 电路,可以减弱啸叫,但不能消除啸叫。pVsednc

4、减小寄生参数对电路的影响。合理布局布线,减小电源和地回路所引起的寄生电感和寄生电容,反馈回路尽可能远离开关电路;pVsednc

5、减小电感的机械振动。选用品质好的电感;pVsednc

6、电源IC选型时,不要超过OCP、OLP、OTP和OVP,若存在超过的情况,其间隙频率也避免落在音频区,需要考虑裕量设计。pVsednc

(来源:EDA365论坛)pVsednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 小小被动元器件也有大学问 在“高性能被动元器件发展论坛”上,七家厂商分享了有关高性能被动元器件的发展趋势及技术挑战等热门主题。会议最后还召开“国产高性能被动器件的机会和挑战”的圆桌论坛,共同探讨了被动元器件之高性能与挑战、国产化进程、缺货涨价和应对方法,以及市场应用四个重要议题。
  • DC/DC电路噪声滤波器仿真与验证 村田提供用于噪声滤波器设计支持的仿真工具,该工具可以根据从我们组件中选择的项目来计算和绘制滤波器电路的插入损耗特性,并绘制图形。为了证明仿真工具的有效性,最后比较了使用PCB的实际噪声抑制结果和仿真结果。
  • Arm在数据中心的价值:黄氏定律背后,英伟达打的什么算盘? 英伟达DPU这种类型的硬件,几乎可以代表数据中心的某一个发展方向。这个议题甚至恰好能够解答,英伟达为何要收购Arm,以及AMD为何要收购赛灵思。在近期英伟达GTC China首日主题演讲之后的圆桌论坛上,英伟达全球业务运营执行副总裁Jay Puri谈到了有关英伟达收购Arm的问题……
  • 两种方案对比为继电器加装LED的设计权衡 有位朋友想在双刀单掷机电式继电器上增加一个LED,用来指示继电器线圈的通电状态。我先后想到两种解决方案:直接将LED与继电器线圈串联;或者将它与一个限流电阻串联,然后并联到线圈的两端。前一种方案更加简单,但简单的就是最好吗?
  • 猎户星空当选WISE2020中国新经济之王“最具影响力企业 在服务机器人领域,猎豹旗下的猎户星空凭借自研的语音OS和 Robot OS、导航、云端大脑等过硬的研发实力,2019年开始发力,2020在新冠疫情中转危为机,在商场、医疗、政务等20多个领域进行了应用的落地,也因此成功入选“2020年中国新经济之王最具影响力企业”榜单。
  • 2020 ICCAD 魏少军教授演讲实录 在2020 ICCAD(中国集成电路设计业2020年会)上,清华大学魏少军教授发表了《抓住机会实现跨越》报告,根据2020年的总体发展情况,对十三五中国芯片设计业的发展进行了小结,同时高屋建瓴,提出了几点思考,最后进行了总结,给中国集成电路设计行业的发展提出了指导。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了