Apa yang mungkin menjadi penyebab suara nada tinggi berasal dari rangkaian regulator switching

Kami merancang rangkaian regulator switching menggunakan 1.5Mhz, internal-switch, switching regulator ( semtech.com/images/datasheet/sc185.pdf ). Vin 5V, Vout 3V3. Kami memiliki kapasitor input (47 uF), kapasitor keluaran (47 uF) dan induktor (1 uH). Masalahnya adalah, kita mendengar suara nada tinggi datang - mungkin - dari induktor ketika kita menyalakan sistem. Tampaknya suara lebih terlihat ketika sirkuit sedang menarik arus yang sangat kecil. Dengan meningkatnya permintaan saat ini, suara biasanya menjadi tidak terlalu mencolok, tetapi tidak selalu.

Adakah ide yang mungkin kita lakukan salah? Apakah ada informasi lain yang dapat saya berikan untuk menjadi lebih spesifik? Saya telah melihat output regulator, tepat sebelum induktor, dan saya melihat beberapa dering, tapi saya tidak tahu apakah deringnya normal atau tidak.

Suara tempat biasa berasal dari sirkuit elektronik adalah induktor dan kapasitor keramik.

Produk silang dari arus dan medan magnet adalah suatu kekuatan. Pasukan selalu bekerja pada dua hal, yang dalam kasus induktor adalah inti dan segmen individu dari kawat yang membentuk gulungan. Pada frekuensi yang tepat, ini dapat membuat belitan bergetar sedikit, yang Anda dengar sebagai suara.

Kapasitor keramik menunjukkan efek piezo-listrik dengan derajat yang bervariasi. Keramik kapasitansi yang lebih efisien juga lebih rentan terhadap hal ini. Jika saya ingat benar, barium titanate sangat bagus dalam hal ini karena atom titanium dalam kisi berubah antara dua keadaan energi, yang juga menyebabkannya mengubah ukuran semula. Ya, keramik sebenarnya menyusut dan tumbuh sedikit sebagai fungsi dari tegangan.

Saya baru-baru ini punya masalah dengan ini dalam prototipe produk baru. Kapasitor catu daya mengalami riak 5-10 kHz, yang menyebabkan seluruh papan mengeluarkan suara rengekan yang mengganggu. Saya menguji lima model yang berbeda dari produsen yang berbeda, tetapi semua yang memiliki kapasitansi yang cukup memiliki masalah kebisingan. Saya sekarang dengan enggan beralih ke aluminium elektrolit untuk bagian itu.

Dalam kasus Anda, frekuensi switching Anda 1,5 MHz terlalu tinggi untuk dapat didengar, sehingga frekuensi switching tidak dapat secara langsung. Kemungkinan besar catu daya Anda adalah meta-stabil dan Anda mendengar fluktuasi kontrol. Mungkin tidak ada banyak riak keluaran pada frekuensi yang dapat didengar, tetapi Anda mungkin dapat melihat sedikit perbedaan dalam siklus tugas pada frekuensi itu. Pada arus yang sangat rendah, loop kontrol dapat menyebabkan semburan pulsa dengan waktu mati antara semburan, yang dapat memiliki komponen yang kuat dalam rentang suara. Pada arus yang lebih tinggi, sistem mungkin berjalan dalam mode kontinu dan lebih teredam secara alami, itulah sebabnya respons kontrol dalam rentang suara berkurang.

Juga lihat gambar saat ini dari apa pun catu daya mengemudi. Itu mungkin berada dalam jangkauan suara, memaksa respons kontrol catu daya ke dalam rentang suara juga.

Regulator Anda mungkin menggunakan mode frekuensi switching rendah pada beban kecil untuk meningkatkan efisiensi. Ini menempatkan getaran kapasitor dalam rentang frekuensi pendengaran kami. Alasan lainnya adalah bahwa pada frekuensi switching yang rendah, tegangan riak kapasitor lebih tinggi sehingga meningkatkan amplitudo getaran. Sulit untuk menyiasati kapasitor keramik karena memberikan kepadatan yang baik dengan biaya yang cukup rendah dan karakteristik frekuensi ESR yang baik. Cara yang baik untuk menghindari efek ini adalah memiliki 2 kapasitor ini ditempatkan pada sisi yang berlawanan dari PCB. Jika Anda membutuhkan kapasitansi 100uF, yang perlu Anda lakukan adalah menempatkan 47uF di atas dan 47uF tepat di sisi berlawanan dari PCB. Efek dari kapasitor ini akan dinetralkan dan PCB tidak membuat suara lagi. Jauh lebih murah daripada menggunakan C0G atau kapasitor khusus lainnya.