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如何消除开关电源啸叫问题_技术文章

如何消除开关电源啸叫问题

作者:网络 来源:网络 日期:2019-11-19 14:45:41 人气:14
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。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。

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C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。
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。
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。
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,当自激的颚率落在音频范围内,将引起啸叫。
4、穿越频率落在20-20k的频率范围内。穿越频率通常为开关频率的15至120,设计时需要撇开音频的频率范围,香则,将无法解决啸叫问题。
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、寄生电唇的存在,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

啸叫的解决办法:


1、提高开关频率。使穿越频率偏高音频范围,避免啸叫。
2、确保电路工作稳定。避兔产生自激,涉及的参数多而复杂,如
a)调整补偿回路,通常调整比较难,但效果最好
b)调整输出电感值,但效果不是很明显
c)调整输出电容值,效果较明显
d)调整输出电容的ESR,效果比较明显
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。
4、减小寄生参数对电路的影响。台理布局布线,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。
5、减小电感的机械振动。选用品质好的电感。
6、电源C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。

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