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功率电感
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颐特技术大牛教你:电感“刺耳”的“啸叫”声的解决方法

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2018-11-10 09:23【

【颐特电子】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。颐特小编将就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

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。

以下就DC-DC转换器的功率电感器啸叫对策重点进行了总结。

重点1:避免流过人耳可听频率电流

避免流过人耳可听频率电流是最为基本的对策。

但以节能等为目的的间歇工作以及频率可变模式的DC-DC转换器等无法避免人耳可听频率的通电时,请尝试以下静音化对策。

重点2:周围不放置磁性体

不在电感器附近放置可能受漏磁通影响的磁性体(屏蔽罩等)。不得已需要接近时,则应使用漏磁通较少的屏蔽型(闭合磁路结构)的电感器,同时还应注意放置方向。

重点3:错开固有振动数

有时通过错开固有振动数或提高振动数可降低啸叫。例如,通过变更电感器形状、种类、布局、基板紧固等条件,包含基板的组件整体固有振动数将会发生变化。此外,啸叫常见于7mm尺寸以上的大型功率电感器中。通过采用5mm以下的小型功率电感器,固有振动数将会提高,从而可降低啸叫。

重点4:置换为合金粉材质一体成型电感

如上所述,在全屏蔽型功率电感器中,鼓芯与屏蔽磁芯会因磁性相互吸引,从而在间隙部位会发生啸叫。同时,在无屏蔽型功率电感器中,漏磁通引起的电线振动会导致产生啸叫。

针对此类功率电感器啸叫问题,置换为合金粉材质一体成型电感是有效的解决方案。这是通过在软磁性金属磁粉中嵌入空心线圈后进行一体成型的功率电感器。由于没有间隙,因此磁芯之间不会相互吸引,同时,由于固定线圈时使其与磁性体形成一体化,因此还可避免因磁通造成绕组振动的问题。不仅如此颐特产品还采用了磁致伸缩较小的金属磁性材料,因此可抑制因磁致伸缩导致的振动,通过置换无屏蔽型或全屏蔽型产品可有望降低啸叫。

一体成型电感


颐特的合金粉材质一体成型型功率电感器可有效应对啸叫,同时,漏磁通极少,因此还适合放置在信号线附近等位置。

同时,使用了铁氧体磁芯的颐特功率电感器的特点在于,电感的种类更多,可应对较高的电感值。其量产性优异,多用于各类设备中。

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