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高频开关电源电感啸叫的原因及解决办法剖析



【摘  要】环形高频开关电源电感或工形高频开关电源电感啸叫问题,在高频开关电源电路的规划经常遇到,依据高频开关电源芯片的不同和外围电路的不同,解决办法也各不相同,本文档的主旨是剖析高频开关电源电感啸叫的根本原因,并归纳各种不同的解决办法,供学习参阅和借鉴。

高频开关电源电感啸叫  高频开关电源电路

1.  导言
H7710加密DTU 在摸底测验的时分发现过高频开关电源电感啸叫的现象,当时我们的处理办法是替换高频开关电源电路输出部分的高频开关电源电感。在实践的使用中,我们处理的办法能够有多种多样,现在就专门针对此类问题,讨论和汇总高频开关电源电感啸叫的根本原因及处理啸叫的办法。
2.  高频开关电源电路的一般规划
2.1 降压稳压电路
  
高频开关电源电感啸叫的原因及解决办法剖析
 我们以较典型的34063减压稳压芯片电路规划的典型电路来举例,逐个剖析如下:
不同品牌的34063最大工作频率不同,同样的外围电路,震动频率也可能有不同,输出脉冲也有差异。
上图为34063 的规范规划图例。
我们现在就来剖析下此电路要害器材对性能参数的影响,限流电阻R=R110//R111//R112//R113//R114.
该电阻的效果是检测输出电流,当输出电流超越阀值时,将封闭输出电流。依据负载瞬态最大电流的要求来调整限流电阻的取值,使最大输出电流不小于瞬态最大电流。
 
R115,R116调整输出电压Vo=1.25*(1+R116/R115)。
C112为内部震动电路的频率调整电容,电容变小,则频率升高,一般状况,输出方波频率等于该震动频率。频率越高输出纹波越小。
L110高频开关电源电感量越大,则输出纹波越小,纹波的巨细还会影响到输出电压调整的灵敏度,纹波越小,灵敏度越高,输出电压越安稳。可是芯片的SE脚将呈现凌乱的窄脉冲开关电流波形,L110高频开关电源电感简单啸叫。纹波越大,输出灵敏度越低,输出电压安稳度下降,SE脚呈现开关电流频率较安稳,L110高频开关电源电感不会啸叫。
C115的ESR越小,则答应流经电容的纹波电流越大,确保电容使用寿命的一起,纹波电压也越小。同样电容的容量越大,纹波电压也越小。
R117为反应电阻,把输出方波叠加在锯齿波上,能够下降电压调整灵敏度,安稳输出方波电流,防止高频开关电源电感啸叫。
3.  高频开关电源电感啸叫的原因所在及解决办法
 
3.1 啸叫的原因
     高频开关电源电路输出的开关电流的频率挨近或落入音频规模,或周期性方波群的周期频率挨近或落入音频规模。周期性电流通过高频开关电源电感线圈,发作交变磁场,该高频开关电源电感线圈在交变磁场效果下发作振荡而发出声音。34063的输出稳压是以PWM办法完成的,芯片的最大占空比的约束以及输出电压,决议了最低输入电压,而芯片的耐压决议了最高输入电压,在电压调整灵敏度恰当的状况下,输入电压变高,则输出方波脉宽变窄,即占空比变小,当输入电压高到某个数值时,占空比无法再小,为了持续稳压,不同的芯片有不同的处理办法,有的下降频率,有的则周期性的丢掉一些脉冲。周期性丢掉的脉冲群如果周期频率挨近或落入音频规模,就会发作高频开关电源电感啸叫的状况,而如果降频处理后的开关电流的频率挨近或落入音频规模,也会引起高频开关电源电感的啸叫。
 
3.2 啸叫的解决办法
进步输出开关电流的频率。归纳考虑芯片添加的本钱,以及平率增高可引起的高频开关电源电感和上述C115电容参数可恰当下降,引起的本钱削减。
当输入输出比较大时,关于会周期性丢掉脉冲的芯片来讲,可调整如上图所示C112,下降频率,来获取更大的占空比调整规模,防止呈现周期性的方波群落入音频的规模,然后防止高频开关电源电感的啸叫。
调整R117反应电阻,即改动电压调整灵敏度,防止开关电流频率呈现挨近或落入音频周期规模内的周期性方波群。然后防止高频开关电源电感的啸叫。
添加C111电容,添加纹波反应,下降电压调整灵敏度,防止开关电流频率呈现挨近或落入音频周期规模内的周期性方波群。然后防止高频开关电源电感的啸叫。
在纹波答应规模内,恰当加大纹波起伏,必要的话多加一级滤波。
L110 高频开关电源电感改进工艺,减小振荡啸叫,如要求供货商添加浸漆工序等。
3.3 实践测验开关电源电路波形

4.  总结
本文要点介绍了高频开关电源电感啸叫发作的根本原因,以及不同的解决办法及解决原理。并针对34063高频开关电源电路的规范规划图例,进行了具体的剖析解说。关于高频开关电源电感啸叫的问题,能够触类旁通,使用于其他电路中。总归,处理问题的办法和技巧思路是大同小异的,具体的使用参阅对应的高频开关电源电路和电源芯片的datasheet,了解对应参数的意义即可。本文的推出,希望能够给我们一个具体的对高频开关电源电感啸叫问题的知道和了解,以及希望对此类问题的处理思路有个明晰的了解。

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