開關(guān)電源輕載嘯叫解決

開關(guān)電源是一種能將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的高頻電力設(shè)備。在電力電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中，其被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，如計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、工業(yè)控制和家用電器等。然而，開關(guān)電源在工作時(shí)會(huì)發(fā)出一種叫做“嘯叫聲”的高頻噪聲，影響了設(shè)備的正常使用和壽命。尤其當(dāng)開關(guān)電源處于輕載狀態(tài)時(shí)，噪聲更加顯著。本文將詳細(xì)介紹開關(guān)電源輕載嘯叫的原因以及如何解決輕載嘯叫。

一、 輕載嘯叫的原因

開關(guān)電源在工作時(shí)，其輸出電壓會(huì)隨著負(fù)載大小的改變而發(fā)生變化。通常情況下，當(dāng)負(fù)載電流處于滿載狀態(tài)時(shí)，輸出電壓較穩(wěn)定。但是當(dāng)負(fù)載電流處于輕載狀態(tài)時(shí)，輸出電壓變得波動(dòng)，產(chǎn)生高頻噪聲發(fā)生器。這是由于開關(guān)元件在輕載狀態(tài)下不能完全開關(guān)，導(dǎo)致開關(guān)電源波形的諧波增多，從而產(chǎn)生較大的噪聲。

二、 解決輕載嘯叫的方法

（一）優(yōu)化開關(guān)電源設(shè)計(jì)

優(yōu)化開關(guān)電源的設(shè)計(jì)是降低輕載嘯叫的有效方法之一。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理設(shè)置開關(guān)電源的輸出電壓范圍、選擇合適的諧振電容、增加一些阻尼或者濾波電路以防止諧波的產(chǎn)生或減少噪聲的傳播。

1.設(shè)置開關(guān)電源的輸出電壓范圍

在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，應(yīng)部署開關(guān)調(diào)節(jié)器和穩(wěn)壓器，合理設(shè)置輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍，這樣能夠顯著地減少噪聲的產(chǎn)生。通常情況下，增加調(diào)節(jié)器時(shí)需要注意防止負(fù)載質(zhì)量不佳，負(fù)載電壓浪費(fèi)等問題。

2.選擇合適的諧振電容

當(dāng)開關(guān)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換的時(shí)候，開關(guān)管需要瞬間充電和放電，這會(huì)在開關(guān)管的頻譜上產(chǎn)生大量的高頻信號(hào)。此時(shí)應(yīng)使用合適的諧振電容進(jìn)行高頻濾波，從而避免因高頻噪聲產(chǎn)生燈光閃爍，布線雜音等問題。

3. 增加阻尼或?yàn)V波電路

在開關(guān)電源中增加阻尼或?yàn)V波電路可以有效地減少輕載嘯叫的噪聲。阻尼電路通常適用于正常的輕載操作，對(duì)于在輕載狀態(tài)下使用的開關(guān)電源，濾波電路是一種更為合適的方法。濾波電路包括 LC 構(gòu)成的低通電路，或者是采用 AC 電源電感聯(lián)合使用的方法，以降低開關(guān)電源的噪聲水平。

（二）優(yōu)化電源布局

電源布局的優(yōu)化也是解決輕載嘯叫的重要手段。盡管在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)和制造中可減少噪聲，但仍然需要考慮其他因素來確保開關(guān)電源的正常運(yùn)作和降低噪聲水平。此時(shí)，電源布局的優(yōu)化將至關(guān)重要。

1.減少敏感線路的長度

在布置電源線路時(shí)，應(yīng)盡可能減少敏感線路的長度，防止外界電磁干擾（EMI）的影響。這些線路可能包括開關(guān)器件的控制線路，輸出電壓采樣線路，電源電路和負(fù)載電路。

2.注意信號(hào)接地

對(duì)于一些特殊應(yīng)用場(chǎng)景，一些信號(hào)傳輸和處理線路需要接地。為了最大限度地降低輕載嘯叫的噪聲水平，信號(hào)接地應(yīng)該與電源接地分開，避免在傳輸線路的接地點(diǎn)產(chǎn)生互干擾。

（三）改進(jìn)電源負(fù)載

改善電源負(fù)載是解決輕載嘯叫問題的有效方法。可以使用大功率負(fù)載或合適的補(bǔ)償電路來改善輕載工作狀態(tài)下的電源負(fù)載。當(dāng)負(fù)載電流處于最小或輕載狀態(tài)時(shí)，使用大功率負(fù)載是一種有效的方法。因?yàn)樵诟哓?fù)載電流下，電源負(fù)載的阻抗較低，對(duì)電源的調(diào)整和穩(wěn)固性很好；而在輕載電流下，負(fù)載阻抗增加，電源的調(diào)整能力減弱，噪聲水平增加。錯(cuò)位電路可以在輕載條件下減少電源負(fù)載的波動(dòng)，改善負(fù)載情況，從而降低噪聲水平。

結(jié)論

開關(guān)電源在輕載狀態(tài)下會(huì)引起口哨聲。在設(shè)計(jì)和使用開關(guān)電源時(shí)，要采取相應(yīng)的措施，以最小化這些噪聲的影響。該文涉及的方法包括優(yōu)化開關(guān)電源的設(shè)計(jì)，電源布局的優(yōu)化和改進(jìn)電源負(fù)載，這些方法可以有效地降低開關(guān)電源的噪聲水平。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)需要綜合考慮，選取適合的解決方案。