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功率电感器啸叫对策

功率电感器啸叫对策

2018/12/04 下午 05:26:54
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在笔记本电脑、平板电脑、智能手机、电视机以及车载电子设备等运行时,有时会听到“叽”的噪音。该现象称为“啸叫”,导致该现象出现的原因可能在于电容器、电感器等无源元件。电容器与电感器的发生啸叫的原理不同,尤其是电感器的啸叫,其原因多种多样,十分复杂。本文中将就DC-DC转换器等电源电路的主要元件——功率电感器的啸叫原因以及有效对策进行介绍。

 

功率电感器啸叫原因

间歇工作、频率可变模式、负荷变动等可能导致人耳可听频率振动

声波是在空气中传播的弹性波,人的听觉可听到大约20~20kHz频率范围的“声音”。在DC-DC转换器的功率电感器中,当流过人耳可听范围频率的交流电流以及脉冲波时,电感器主体会发生振动,该现象称为“线圈噪音”,有时也会被听成啸叫现象(图1)。
 

图1:功率电感器啸叫机制

 

随着电子设备的功能不断强化,DC-DC转换器的功率电感器也成为了噪音发生源之一。DC-DC转换器通过开关器件进行ON/OFF,由此产生脉冲状电流。通过控制ON的时间长度(脉宽),可得到电压恒定的稳定直流电流。该方式称为PWM(脉冲调幅),其作为DC-DC转换器的主流方式获得广泛使用。

但DC-DC转换器的开关频率较高,达到数100kHz~数MHz,由于该频率振动超出了人耳可听范围,因此不会感受到噪音。那么,为什么DC-DC转换器的功率电感器会发出“叽”的啸叫呢?