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功率电感啸叫的原因

时间：2019-08-22 阅读量：2627

功率电感啸叫的原因
在电子设备等运行时，有时会听到"叽"的声音。这种声音被称之为"啸叫"，导致这种现象出现的原因极可能是由于电容器、电感器，等被动元器件。电感器与电容器的发生啸叫的原理截然不同，特别是电感器的啸叫，原因多种多样，十分复杂。下文就DC-DC转换器等电源电路的主要元器件——功率电感器的啸叫原因以及有效对策进行说明。
功率电感啸叫可能的原因有几个：
1、频率可变模式DC-DC转换器导致的啸叫
2、负荷导致的啸叫
为了节省电池电量和电池使用寿命，电子移动设备中应用各种省电技术，因此极有可能会导致电感器发生啸叫。例如，出于兼顾低耗电量以及处理能力的目的，移动电子设备CPU中带有周期性变更消耗电流的模式，当周期处于20~20kHz频率范围时，功率电感器可能会因为这种影响而产生啸叫。
DC-DC转换器中功率电感器的作用
电感器可使直流电流顺利流过，而对于交流电流等发生变化的电流，则通过自感应作用，朝阻止发生变化的方向产生电动势，发挥电阻的作用。此时，电感器将电能转换为磁能，将其积攒起来，并在转换成电能后将其放出。该能量的大小与电感器电感值成正比。
功率电感器也被称为功率线圈、功率扼流圈，是用于DC-DC转换器等开关方式电源电路中的主要元件，通过与电容器进行协调，使开关器件ON/OFF所产生的高频脉冲更为平滑化。
由于电源电路的功率电感器中会流过大电流，因此绕组型为主流产品。这是因为，通过将高导磁率的磁性体(铁氧体或软磁性金属)用于磁芯中，以较少巻数实现高电感值，从而可使产品更为小型化。
功率电感器主体发生的振动会引起啸叫。其振动原因以及噪音原因有以下几种可能。
功率电感器振动原因：
1、磁性体磁芯磁致伸缩(磁应变)作用
2、磁性体磁芯磁化导致相互吸引
3、漏磁通导致绕组振动
4、噪音放大原因
5、与其他元件接触
通常情况下，用于电感器等产品中的小型磁性体磁芯单体，其磁致伸缩导致的空气振动基本不会被识别为啸叫。但电感器由多个部件组合而成，且贴装于基板上时，将会产生多个人耳可听频率的固有振动数，该振动放大后便会形成啸叫。同时，若与组件整体的多个固有振动数相一致时，在安装至组件中之后有可能会发生啸叫。
以下就DC-DC转换器的功率电感器啸叫对策重点进行了总结。
1：避免流过人耳可听频率电流
2：周围不放置磁性体
3：错开固有振动数
4：置换为金属一体成型型
针对此类功率电感器啸叫问题，置换为金属一体成型型是最有效的解决方案。这是通过在软磁性金属磁粉中嵌入空心线圈后进行一体成型的功率电感器。由于没有间隙，因此磁芯之间不会相互吸引，同时，由于固定线圈时使其与磁性体形成一体化，因此还可避免因磁通造成绕组振动的问题。
ELLON的金属一体成型型功率电感器可有效应对啸叫，与此同时，漏磁通极少，因此适合放置在信号线附近等位置。

功率电感啸叫的原因

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