Điều gì có thể là nguyên nhân của âm thanh cao đến từ một mạch điều chỉnh chuyển đổi

Chúng tôi đã thiết kế một mạch điều chỉnh chuyển mạch bằng cách sử dụng 1,5Mhz, bộ chuyển mạch bên trong, bộ điều chỉnh chuyển mạch ( semtech.com/images/datasheet/sc185.pdf ). Vin là 5V, Vout là 3V3. Chúng ta có một tụ điện đầu vào (47uf), một tụ điện đầu ra (47uf) và một cuộn cảm (1uH). Vấn đề là ở chỗ, chúng ta nghe thấy một âm thanh cao phát ra - rõ ràng - từ cuộn cảm khi chúng ta bật hệ thống. Dường như âm thanh đáng chú ý hơn khi mạch đang hút một lượng rất nhỏ dòng điện. Khi nhu cầu hiện tại tăng lên, âm thanh thường trở nên không đáng chú ý, nhưng không phải lúc nào cũng vậy.

Bất kỳ ý tưởng những gì chúng ta có thể đã làm không chính xác? Có bất kỳ thông tin nào khác tôi có thể cung cấp để được cụ thể hơn? Tôi đã nhìn vào đầu ra của bộ điều chỉnh, ngay trước cuộn cảm và tôi thấy một số tiếng chuông, nhưng tôi không thể biết liệu tiếng chuông có bình thường hay không.

Những nơi thông thường âm thanh đến từ trong các mạch điện tử là cuộn cảm và tụ gốm.

Sản phẩm chéo của từ trường và từ trường là một lực. Các lực luôn luôn làm việc trên hai điều, trong trường hợp của một cuộn cảm là lõi và các đoạn dây riêng lẻ tạo nên cuộn dây. Ở tần số phù hợp, điều này có thể làm cho cuộn dây rung lên một chút, mà bạn nghe như âm thanh.

Tụ gốm thể hiện hiệu ứng áp điện ở các mức độ khác nhau. Các điện dung gốm khôn ngoan hiệu quả hơn cũng dễ bị điều này. Nếu tôi nhớ đúng, barium titanate đặc biệt tốt vì điều này nguyên tử titan trong mạng thay đổi giữa hai trạng thái năng lượng, điều này cũng khiến nó thay đổi kích thước rõ ràng. Vâng, gốm thực sự đang co lại và phát triển rất nhẹ như là một chức năng của điện áp.

Gần đây tôi có một vấn đề với nguyên mẫu của một sản phẩm mới. Một tụ điện cung cấp năng lượng đã bị gợn 5-10 kHz, khiến cho toàn bộ bo mạch phát ra âm thanh rên rỉ khó chịu. Tôi thử nghiệm năm mô hình khác nhau từ các nhà sản xuất khác nhau, nhưng tất cả những mô hình có đủ điện dung đều có vấn đề về tiếng ồn. Bây giờ tôi đã miễn cưỡng chuyển sang một chất điện phân nhôm cho phần đó.

Trong trường hợp của bạn, tần số chuyển đổi 1,5 MHz của bạn quá cao để có thể nghe được, do đó, nó không thể là tần số chuyển đổi trực tiếp. Nhiều khả năng nguồn cung cấp năng lượng của bạn là siêu ổn định và bạn đang nghe thấy các dao động điều khiển. Có thể không có nhiều gợn đầu ra ở tần số âm thanh, nhưng bạn có thể thấy một chút khác biệt trong chu kỳ nhiệm vụ ở tần số đó. Ở dòng điện rất thấp, vòng điều khiển có thể gây ra các xung với thời gian chết giữa các lần nổ, có thể có thành phần mạnh trong phạm vi âm thanh. Ở dòng điện cao hơn, hệ thống có thể đang chạy ở chế độ liên tục và được làm ẩm tự nhiên hơn, đó là lý do tại sao đáp ứng điều khiển trong phạm vi âm thanh giảm.

Cũng nhìn vào bản vẽ hiện tại của bất cứ thứ gì mà bộ nguồn đang lái. Đó có thể là trong phạm vi âm thanh, buộc đáp ứng điều khiển cung cấp điện vào phạm vi âm thanh quá.

Bộ điều chỉnh của bạn có thể đang chuyển sang chế độ tần số chuyển đổi thấp ở mức tải nhỏ để cải thiện hiệu quả. Điều này đặt rung động tụ trong phạm vi tần số nghe của chúng tôi. Lý do khác là ở tần số chuyển mạch thấp, điện áp gợn tụ cao hơn do đó làm tăng biên độ dao động. Thật khó để có được xung quanh các tụ gốm vì chúng cung cấp mật độ tốt với chi phí đủ thấp và ESR tốt, đặc tính tần số. Một cách tốt để tránh hiệu ứng này là đặt 2 trong số các tụ điện này ở hai phía đối diện của PCB. Nếu bạn cần điện dung 100uF, tất cả những gì bạn cần làm là đặt 47uF lên trên cùng và 47uF chính xác ở phía đối diện của PCB. Hiệu ứng của các tụ điện này bị phản tác dụng và PCB không tạo ra âm thanh nữa. Cách rẻ hơn so với sử dụng C0G hoặc một số tụ điện chuyên dụng khác.