开关电源中电感啸叫的原因

2019-04-13 20:35发布

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电感是一种储能元件，用在LC振荡电路、中低频的滤波电路，DC-DC能量转换等等，其应用频率范围很少超过50MHz。
从阻抗频率曲线图可知，工作频率低于谐振频率时，电感器件表现出电感性，阻抗随着频率的升高而增大:当工作频率高于谐振频率时，电感器件表现出电容性，阻抗随着频率的升高而减小。因此，在应用中，应选择谐振频率点高于工作频率的电感为电源滤波选用电感时，需要注意以下几点。
　　①电感与电容组成低通滤波器时，电感值是一个很关键的参数。电感器件资料标称的电感值，是工作频率低于谐振频率点的值，如果工作频率高于谐振频率，则电感值将会随着工作频率的升高而急剧减小，逐步呈现电容性。
　　②电感用于电源滤波时，需要考虑由于其直流电阻而引起的压降。
　　③用于电源滤波时，电感的工作电流必须小于额定电流。如果工作电流大于额定电流，电感未必会损坏，但是电感值可能低于标称值。
几个主要有关参数
　　①电感值范围:1-470uH
　　②直流电阻:有多种直流电阻可供选择，电感值越大，对应的直流电阻也越大。一般信号用电感，其直流电阻比高频信号用电感和电源用电感大一些，最小的直流电阻一般为几毫欧，大的几欧
　　③自谐振频率:几十兆赫兹到几百兆赫兹。电感值越大，其对应的自谐振频率越小。
　　④额定电流:几毫安到几十毫安。电感值越大，其对应的额定电流越小。
　　工作频率低于谐振频率时，电感值基本保持稳定:但工作频率超过谐振频率后，电感值将会先增大，达到一定频率后，将迅速减小。
　　从阻抗频率曲线图可知，工作频率低于谐振频率时，电感器件表现出电感性，阻抗随着频率的升高而增大:当工作频率高于谐振频率时，电感器件表现出电容性，阻抗随着频率的升高而减小。因此，在应用中，应选择谐振频率点高于工作频率的电感为电源滤波选用电感时，需要注意以下几点。
　　①电感与电容组成低通滤波器时，电感值是一个很关键的参数。电感器件资料标称的电感值，是工作频率低于谐振频率点的值，如果工作频率高于谐振频率，则电感值将会随着工作频率的升高而急剧减小，逐步呈现电容性。
　　②电感用于电源滤波时，需要考虑由于其直流电阻而引起的压降。
　　③用于电源滤波时，电感的工作电流必须小于额定电流。如果工作电流大于额定电流，电感未必会损坏，但是电感值可能低于标称值。
　　电感啸叫原因
　　如果耳朵能听到啸叫(吱吱声)，可以肯定电感两端存在一个20HZ-20KHZ(人耳范围)左右的开关电流。
　　例如DC-DC电路的电感啸叫，由于负载电流过大
　　DC内部有一个限流保护电路，当负载超过IC内部的开关(MOS)电流时，限流检测电路判断负载电流过大，会立即调整DAC内部开关占空比，或者立即停止开关工作，直到检测负载电流在标准范围内时，在重新启动正常的工作开关。从停止开关到重启开关的时间周期正好是几KHZ的频率，正因为这个周期的开关频率产生啸叫
　　改善对策：降低负载电流或更换功率稍大的DC-DC，更改输出电容等方法
　　负载电流或电压过大导致
　　电感引起的噪声问题：
　　电感--由于电流变化产生的感应电压引起传输线效应，突变，串扰，开关噪声，轨道塌陷，地弹和大大多数电磁干扰源(EMI)
　　例如：
　　数字电路具有噪声，饱和逻辑(例如TTL和CMOS)在开关过程中会短暂地从电源吸入大电流，从而在数字地上引起的噪声就会很大，但由于逻辑级的抗扰度可达数百毫伏以上(由于电感引起--电流变化产生的感应电压)
　　电感加入磁芯，主要目的是为了提高电感线圈的电感(或互感)量。
　　反动电势：
　　反电动势是指有反抗电流发生改变的趋势而产生电动势，其本质上属于感应电动势。
　　反动电势的由来：电流的变化引起磁场的变化。根据麦克斯韦的说法，变化磁场的周围会产生电场，电场对其中的电荷会有电场力，电场力是非静电力，产生电动势
　　当电流是从小增加到大时，产生的反向电动势的方向与原电压方向相同。当电流从大到小时，产生的反向电动势的方向与原电压方向相反。

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