隨著現(xiàn)代電子設備的普及和性能要求的不斷提高，DCDC電路作為電源管理系統(tǒng)的核心部分，其穩(wěn)定性和效率變得尤為重要。為了優(yōu)化電路性能，許多DCDC電路采用了展頻技術，以減小電磁干擾(EMI)并提高電路的整體效率。然而，這種技術有時會引發(fā)電感發(fā)出可聞噪聲，即“電感嘯叫”，這不僅影響了用戶的使用體驗，還可能對設備的整體質量產(chǎn)生負面影響。

一、電感嘯叫的產(chǎn)生機制

電感嘯叫，是指在DCDC電路中，電感在特定條件下發(fā)出的可聞聲音。這種聲音通常發(fā)生在人耳可聽頻率范圍內(nèi)(大約20Hz至20kHz)，主要由以下幾個因素引起：

電感振動：當電流通過電感時，電感線圈產(chǎn)生的磁場會引起線圈位置移動。如果電感線圈沒有固定好，或者存在空腔結構，當電流變化時，電感線圈會因為磁場的作用而振動，從而產(chǎn)生聲音。

開關頻率與負載變化：DCDC電路中的開關頻率和負載變化會影響電感的工作狀態(tài)。在某些情況下，如采用PWM(脈沖寬度調(diào)制)或PFM(脈沖頻率調(diào)制)控制的DCDC轉換器，在輕載或間歇工作模式下，開關頻率可能會降低至人耳可聽范圍，從而引發(fā)電感嘯叫。

磁致伸縮效應：電感中的磁性材料在磁場作用下會發(fā)生微小的形狀變化，即磁致伸縮效應。這種效應在交流磁場作用下尤為明顯，會導致電感內(nèi)部產(chǎn)生應力，進而引發(fā)振動和噪聲。

寄生參數(shù)與諧振：DCDC電路中的寄生電容和電感會形成諧振電路，當開關頻率或其諧波頻率與諧振頻率相近時，會引發(fā)強烈的電磁振蕩，從而產(chǎn)生噪聲。

二、帶展頻技術的DCDC電路中的特殊挑戰(zhàn)

展頻技術通過改變DCDC電路的開關頻率，以減少在特定頻率下的電磁干擾。然而，這種技術也可能導致電感嘯叫問題更加復雜：

頻率變化：展頻技術使得開關頻率在一定范圍內(nèi)變化，這可能導致電感在不同頻率下產(chǎn)生振動，增加了噪聲的多樣性和復雜性。

頻率重疊：在某些情況下，展頻后的頻率范圍可能與人耳可聽頻率范圍重疊，從而更容易引發(fā)電感嘯叫。

諧振點移動：展頻技術可能導致電路的諧振點發(fā)生變化，使得在某些頻率下電磁振蕩更加劇烈，進而產(chǎn)生更大的噪聲。

三、降低電感可聞噪聲的策略

針對帶展頻技術的DCDC電路中的電感可聞噪聲問題，可以采取以下策略進行降低：

優(yōu)化電感設計：

選擇高質量、低噪聲的電感器。

優(yōu)化電感器的結構，如增加固定措施、減少空腔結構，以降低振動和噪聲。

使用磁屏蔽技術，減少磁性材料對周圍環(huán)境的干擾。

調(diào)整開關頻率：

通過調(diào)整DCDC電路的開關頻率，避免其與人耳可聽頻率范圍重疊。

在可能的情況下，提高開關頻率，以減少對低頻噪聲的敏感性。

改進控制電路：

優(yōu)化PWM或PFM控制策略，以減少在輕載或間歇工作模式下的頻率變化。

引入閉環(huán)控制，實時監(jiān)測和調(diào)整開關頻率，以抑制電磁振蕩和噪聲。

使用濾波器：

在DCDC電路的輸入和輸出端添加濾波器，以抑制高頻噪聲和諧振。

選擇合適的濾波器類型和參數(shù)，以匹配電路的具體需求和性能要求。

加強散熱與隔離：

確保DCDC電路具有良好的散熱性能，以減少因溫度變化引起的噪聲。

使用隔離技術，如光耦隔離或變壓器隔離，以減少電路間的相互干擾。

綜合測試與優(yōu)化：

在產(chǎn)品設計階段進行充分的測試和驗證，以確保在不同負載和工作環(huán)境下的噪聲水平滿足要求。

根據(jù)測試結果對電路進行優(yōu)化和調(diào)整，以達到最佳的噪聲抑制效果。

四、結論

帶展頻技術的DCDC電路中的電感可聞噪聲是一個復雜且重要的問題。通過優(yōu)化電感設計、調(diào)整開關頻率、改進控制電路、使用濾波器、加強散熱與隔離以及綜合測試與優(yōu)化等策略，可以有效地降低電感嘯叫問題。這些策略不僅提高了DCDC電路的穩(wěn)定性和效率，還改善了用戶的使用體驗和設備的整體質量。未來，隨著電子技術的不斷發(fā)展，我們期待更多創(chuàng)新的解決方案能夠出現(xiàn)，以進一步降低DCDC電路中的電感可聞噪聲問題。