DC/DC电路电感啸叫的原因以及解决办法

一DC/DC电路电感为什么产生啸叫

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圈而产生交变磁场，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。

二引起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IC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，当自激的频率落在音频范围内，将引起啸叫。

4、穿越频率落在20~20kHz的频率范围内。穿越频率通常为开关频率的1/5至1/20，设计时需要撇开音频的频率范围，否则，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、寄生电感的存在，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。

3啸叫的解决办法

1、提高开关频率。使穿越频率偏离音频范围，避免啸叫；

2、确保电路工作稳定。避免产生自激，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。合理布局布线，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关电路；

5、减小电感的机械振动。选用品质好的电感；

6、电源IC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，需要考虑裕量设计。