Що може бути причиною високого звукового звуку, що надходить з ланцюга регулятора комутації

Ми розробили схему регулятора комутації, використовуючи внутрішній вимикач, регулятор комутації 1,5 МГц ( semtech.com/images/datasheet/sc185.pdf ). Він 5В, Vout - 3V3. У нас є вхідний конденсатор (47uf), вихідний конденсатор (47uf) і індуктор (1uH). Проблема полягає в тому, що ми чуємо високий крок звуку, який надходить, імовірно, від індуктора, коли ми включаємо систему. Здається, що звук є більш помітним, коли ланцюг подає дуже малу кількість струму. Зі збільшенням поточного попиту звук зазвичай стає непомітним, але не завжди.

Будь-які ідеї, що ми могли б зробити неправильно? Чи є якась інша інформація, яку я можу надати, щоб бути більш конкретною? Я дивився на вихід регулятора, безпосередньо перед індуктором, і бачу якийсь дзвінок, але не можу сказати, нормальне чи дзвінка.

Звичайні місця звуку надходять в електронних схемах - це індуктори та керамічні конденсатори.

Поперечний добуток струму і магнітного поля - це сила. Сили завжди працюють над двома речами, які у разі індуктора - це серцевина та окремі сегменти дроту, які складають обмотки. На потрібній частоті це може змусити звивисті трохи вібрувати, що ви чуєте як звук.

Керамічні конденсатори в різній мірі виявляють п'єзоелектричний ефект. Цьому більш чутливі ефективніші ємності кераміки. Якщо я добре пам’ятаю, титанат барію особливо хороший у цьому, оскільки атом титану в решітці змінюється між двома енергетичними станами, що також призводить до того, що він міняє свій очевидний розмір. Так, кераміка насправді скорочується і дуже незначно зростає як функція напруги.

У мене нещодавно виникли проблеми з цим у прототипах нового продукту. Конденсатор живлення піддався пульсації 5-10 кГц, через що вся плата видає дратівливий тьмяний звук. Я тестую п’ять різних моделей від різних виробників, але всі ті, які мали достатню ємність, мали проблеми із шумом. Зараз я неохоче перейшов на електролітичний алюміній для цієї частини.

У вашому випадку частота комутації 1,5 МГц занадто висока, щоб бути чутною, тому частота комутації не може бути безпосередньо. Швидше за все, ваш джерело живлення є метастабільним і ви чуєте коливання керування. На звуковій частоті може бути не дуже багато пульсацій виходу, але ви, мабуть, можете побачити невелику різницю в робочому циклі на цій частоті. При дуже низьких струмах контур управління може викликати сплески імпульсів з деяким мертвим часом між поривами, що може мати сильну складову в чутному діапазоні. При більш високих струмах система, ймовірно, працює в безперервному режимі і більш природно затухає, через що реакція управління в чутному діапазоні зменшується.

Також подивіться на поточний креслення незалежно від джерела живлення. Це може бути в чутному діапазоні, що також примушує відповідь управління живленням в чутний діапазон.

Ваш регулятор, ймовірно, переходить у режим низької частоти комутації при невеликих навантаженнях для підвищення ефективності. Це ставить вібрацію конденсатора в наш діапазон частот слуху. Інша причина полягає в тому, що при низьких частотах комутації напруга пульсації конденсатора вище, тим самим збільшуючи амплітуду коливань. Важко обійти керамічні конденсатори, оскільки вони забезпечують хорошу щільність при досить низькій вартості та хорошій ESR, частотних характеристиках. Хороший спосіб уникнути цього ефекту - встановити 2 таких конденсатора на протилежних сторонах друкованої плати. Якщо вам потрібна ємність 100uF, все, що вам потрібно зробити, - розмістити 47uF вгорі і 47uF точно на протилежній стороні друкованої плати. Ефект цих конденсаторів протидіє, і друкована плата вже не видає звуків. Шлях дешевше, ніж використання C0G або деяких інших спеціалізованих конденсаторів.