消除电感啸叫的三个方法

品慧电子讯在测试开关电源电路时，明明看到电路是工作正常，可是有时候电感总是会无故发出讨厌的滋滋声。通常这些电感啸叫很难追踪，不知道如何确定它来自哪里。要知道这些电感啸叫如何产生，我们可以先了解电感的频率特性入手。

电感为什么会啸叫？

在低频时，电感一般能蓄能，也有滤高频的特性。在低频应用时, 电感工作频率低于谐振频率时，电感值基本上仍可以保持稳定。

但在高频时，它的阻抗特性表现很明显。 (请留意不同的电感的高频特性可能不一样。) 如图一的Wurth Electronics电感744029001，特别是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，突然迅速减小。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左右（人耳可听范围内）的开关电流。

图1：Wurth Electronics电感744029001在工作频率时的阻抗特性表现

开关电源电路为了自身保护和开关电源的可靠性，大多都有 “限流保护电路”，如图2降压转换器使用限流保护电路。当开关电源空载或过载的时候，限流保护电路会立即调整开关占空比，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，才重新启动正常的工作开关。这从停止开关到重启开关的时间周期正好是几kHz的频率，导致工作频率改变，低于设计值。

图2：降压转换器使用限流保护电路

第一招儿：改变开关电源频率

如果电感的谐振频率在20Hz-20KHz之间，而工作频率在这范围内的时候，电感就会啸叫，人耳就能听见了。一般情况下，如果开关电源工作在额定负载，其工作频率高于与设计值(高于可听范围)相同，人耳是听不到的。

如果听见电感啸叫，可以尝试改变开关频率，尝试调节高于可听范围（20Hz - 20kHz）的开关频率以降低噪声。另外，亦可尝试降低负载电流或更换功率稍微大些的DC-DC转换器，改善负载电流过大的问题。

图3：在Digi-Key 搜索器可以找到不同固定值电感的谐振频率 (频率-自谐振)

第二招儿：固定电路板上的电感

如果电感已经焊在电路板上，但是电感线圈没用固定好，是可动的，这样或会引起电感啸叫。要防止，可以利用液体清漆或RTV硅树脂，涂在电感线圈上。

图4： LOCTITE 5145 的RTV硅树脂

如果电路板上将会用许多电感，可以先将铁芯和绕组真空压力上漆，把整个铁芯和绕圈都在漆里面，再固定在电路板上，这样都可以降低噪声。

第三招儿：采用铁氧体磁芯

当电感线圈隙中存有磁能时，会产生振动并产生噪声。这种噪声将来自电感器的气隙材料和磁路几何形状。根据负载情况，频率和部件变化，可听噪声的数量会有所不同。

如果是这情况，可考虑改用铁氧体磁芯。铁氧体磁芯是主要由铁(Fe)、锰(Mn)和锌(Zn)三种金属元素组成，通常被称为锰锌铁氧体。环形铁氧体磁芯由于没有气隙，且截面积一致，因此磁效应很高。一般几百kHz的开关频率，铁氧体磁芯电感是没问题的。

图5：在Digi-Key 搜索器可以找到不同铁氧体磁芯

结论

在开关电源电路，发现电感无故啸叫，可以尝试用以下方法消除：

1. 在应用中，改变开关频率，调节高于可听范围（20Hz - 20kHz）的开关频率以降低噪声。

2. 如果电感已经焊接在电路板上，可以在线圈上涂上液态清漆或RTV硅树脂，把电感粘牢。如果电路板上将会有用许多电感，可以先将铁芯和绕组真空上漆，这样都可以降低噪声。

3. 可考虑用铁氧体磁芯电感，一般几百kHz的开关频率，铁氧体磁芯电感是可以应用。

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作者：Barley Li