隨着現代電子設備的普及和性能要求的不斷提高，DCDC電路作為電源管理系統的核心部分，其穩定性和效率變得尤為重要。為了優化電路性能，許多DCDC電路采用了展頻技藝，以減小電磁幹擾(EMI)並提高電路的整體效率。然而，這種技藝有時會引發電感發出可聞噪聲，即“電感啸叫”，這不僅影響了用戶的使用體驗，還可能對設備的整體品質产生負面影響。

一、電感啸叫的产生機製

電感啸叫，是指在DCDC電路中，電感在特定條件下發出的可聞聲音。這種聲音通常發生在人耳可聽頻率範圍內(大約20Hz至20kHz)，主要由以下幾個因素引起：

電感振動：當電流通過電感時，電感線圈产生的磁場會引起線圈位置移動。如果電感線圈沒有固定好，或者存在空腔結構，當電流變化時，電感線圈會因為磁場的作用而振動，從而产生聲音。

開關頻率與負載變化：DCDC電路中的開關頻率和負載變化會影響電感的工作狀態。在某些情況下，如采用PWM(脈沖寬度調製)或PFM(脈沖頻率調製)控製的DCDC轉換器，在輕載或間歇工作模式下，開關頻率可能會降低至人耳可聽範圍，從而引發電感啸叫。

磁致伸縮效應：電感中的磁性材料在磁場作用下會發生微小的形狀變化，即磁致伸縮效應。這種效應在交流磁場作用下尤為明顯，會導致電感內部产生應力，進而引發振動和噪聲。

寄生參數與諧振：DCDC電路中的寄生電容和電感會形成諧振電路，當開關頻率或其諧波頻率與諧振頻率相近時，會引發強烈的電磁振蕩，從而产生噪聲。

二、帶展頻技藝的DCDC電路中的特殊挑戰

展頻技藝通過改變DCDC電路的開關頻率，以減少在特定頻率下的電磁幹擾。然而，這種技藝也可能導致電感啸叫問題更加復雜：

頻率變化：展頻技藝使得開關頻率在一定範圍內變化，這可能導致電感在不同頻率下产生振動，增加了噪聲的多樣性和復雜性。

頻率重叠：在某些情況下，展頻後的頻率範圍可能與人耳可聽頻率範圍重叠，從而更容易引發電感啸叫。

諧振點移動：展頻技藝可能導致電路的諧振點發生變化，使得在某些頻率下電磁振蕩更加劇烈，進而产生更大的噪聲。

三、降低電感可聞噪聲的策略

針對帶展頻技藝的DCDC電路中的電感可聞噪聲問題，可以采取以下策略進行降低：

優化電感策劃：

選擇高品質、低噪聲的電感器。

優化電感器的結構，如增加固定措施、減少空腔結構，以降低振動和噪聲。

使用磁屏蔽技藝，減少磁性材料對周圍環境的幹擾。

調整開關頻率：

通過調整DCDC電路的開關頻率，避免其與人耳可聽頻率範圍重叠。

在可能的情況下，提高開關頻率，以減少對低頻噪聲的敏感性。

改進控製電路：

優化PWM或PFM控製策略，以減少在輕載或間歇工作模式下的頻率變化。

引入閉環控製，實時監測和調整開關頻率，以抑製電磁振蕩和噪聲。

使用濾波器：

在DCDC電路的輸入和輸出端添加濾波器，以抑製高頻噪聲和諧振。

選擇合適的濾波器類型和參數，以匹配電路的詳細需求和性能要求。

加強散熱與隔離：

確保DCDC電路具有良好的散熱性能，以減少因溫度變化引起的噪聲。

使用隔離技藝，如光耦隔離或變壓器隔離，以減少電路間的相互幹擾。

彙總測試與優化：

在产品策劃階段進行充分的測試和驗證，以確保在不同負載和工作環境下的噪聲水平滿足要求。

根據測試結果對電路進行優化和調整，以達到最佳的噪聲抑製效果。

四、結論

帶展頻技藝的DCDC電路中的電感可聞噪聲是一個復雜且重要的問題。通過優化電感策劃、調整開關頻率、改進控製電路、使用濾波器、加強散熱與隔離以及彙總測試與優化等策略，可以有效地降低電感啸叫問題。這些策略不僅提高了DCDC電路的穩定性和效率，還改善了用戶的使用體驗和設備的整體品質。未來，隨着電子技藝的不斷擴展，我們期待另外創新的解決方案能夠出現，以進一步降低DCDC電路中的電感可聞噪聲問題。