资料介绍
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
1. 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?
可能的原因有几个,首先可能的是以节省电池电力等为目的,让DC-DC转换器进行间歇工作的情况,或将DC-DC转换器从PWM方式切换为PFM(脉冲调频)方式,在频率可变模式下运行的情况。图2所示为PWM方式与PFM方式的基本原理。
图2:PWM(脉冲调幅)方式与PFM(脉冲调频)方式
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