Hapus suara bising yang dihasilkan oleh buck converter

9

Saya berurusan dengan konverter buck menggunakan ISP452, induktor dan kapasitor untuk bertindak sebagai konverter buck didorong oleh sinyal PWM yang berasal dari mikrokontroler. Beberapa bagian dari rangkaian menghasilkan suara bising hogh-pitch yang terdengar saat diaktifkan, yang ingin saya singkirkan. Sirkuit ini mendorong beberapa penggemar 3-pin standar. Frekuensi pembawa sinyal PWM adalah 3,9 Khz. Saya mengukur output rangkaian dan memverifikasi pada osiloskop bahwa itu adalah tegangan linier yang stabil. Jadi suara itu tidak mungkin berasal dari para penggemar tetapi dari sirkuit itu sendiri! Tersangka pertama saya pergi ke induktor yang bertindak sebagai pengeras suara. Mungkinkah ini mungkin? Pertanyaannya adalah apa yang harus dilakukan untuk menghilangkan kebisingan? Saya tidak dapat benar-benar mengubah kapasitor dan induktor tetapi saya dapat mencoba menggunakan beberapa "senyawa" yang dapat menyerap kebisingan. Apakah ini pilihan yang baik? ISP452 membatasi frekuensi sinyal PWM driver hingga maksimal 4 kHz. Ada saran lain?

masukkan deskripsi gambar di sini

noise dc-dc-converter buck Francesco
sumber
2
Coba frekuensi yang tidak terdengar
PlasmaHH
"Tersangka pertamaku pergi ke induktor yang bertindak sebagai pengeras suara. Apakah ini mungkin?" Oh ya, memang sangat mungkin. Itu tergantung pada induktor seberapa baik di "menjadi pengeras suara". Induktor apa yang Anda gunakan?
Bimpelrekkie
@PlasmaHH Frekuensi maksimum adalah 4 kHz. Itu masih terdengar.
Mast
2
@Mast: jadi saran yang paling masuk akal adalah mengubah desain untuk menggunakan frekuensi yang lebih tinggi ...
PlasmaHH
1
Bagaimana dengan menggunakan frekuensi yang lebih rendah? Karena bebannya hanya kipas dengan inersia mekanis tinggi, bukankah 500Hz sudah cukup? Atau tinggalkan induktor, para penggemar tidak akan peduli tentang riak.
Michael

Jawaban:

8

ISP452 membatasi frekuensi sinyal PWM driver hingga maksimal 4 kHz. Ada saran lain?

Coba gunakan MOSFET saluran P dan beralih pada frekuensi yang tidak terdengar yaitu 50 kHz. Anda tidak hanya akan mendapatkan keuntungan dari silent running tetapi induktor Anda bisa jauh lebih kecil (dan lebih murah) untuk tegangan riak keluaran yang sama: -

masukkan deskripsi gambar di sini

Jika sinyal drive PWM Anda pada logika 5V maka satu transistor lebih lanjut akan diperlukan untuk melakukan pemindahan level seperti ini: -

masukkan deskripsi gambar di sini

Andy alias
sumber
Terima kasih. Saya tidak ingin mengubah desain saat ini karena saya sudah memiliki PCB. Apakah mungkin untuk menemukan penggantian drop out ISP452 dengan drive PWM yang lebih cepat?
Francesco
@Francesco firasat mengatakan kepada saya TIDAK tetapi mungkin layak melihat papan sirkuit piggy-back kecil yang duduk di mana ISP452 akan dipasang.
Andy alias
2
@ Francesco Anda menggunakan bagian yang pada dasarnya tidak tepat untuk pekerjaan itu, sehingga sirkuit Anda memiliki bug mendasar di dalamnya yang tidak pernah dapat diperbaiki kecuali dengan menggunakan komponen yang berbeda. Jika ini adalah desain hobi Anda sendiri, sedikit striped piggy-back mungkin OK. Jika ini untuk aplikasi komersial, saatnya untuk berputar lagi pada skema dan PCB.
Graham
4

Jika Anda tidak ingin meningkatkan frekuensi, Anda harus meningkatkan frekuensi resonansi induktor. Ada dua cara. Pada awalnya coba gunakan kawat yang lebih tebal, frekuensi alami berubah dengan diameter kawat ^ 2. Cara lain adalah dengan menggunakan perekat seperti karet silikon, untuk mengisi ruang antara kabel dan inti. Ini akan sangat mengurangi kebisingan.

hadoo
sumber
5
Saya pikir Anda perlu menggambar perbedaan antara frekuensi resonansi listrik dan mekanik.
Andy alias
4

IGBT yang lambat murah dan memiliki kerugian konduksi yang lebih rendah. Efeknya benar-benar menyenangkan bagi telinga dan lebih sederhana untuk dilakukan daripada skema pengurangan kerugian switching yang diperlukan untuk 20KHz. Jika Anda ingin menjaga hal-hal dasar maka pernis dapat dan mengurangi kebisingan akustik koil.

Autis
sumber
9
Sayangnya terlalu banyak sirkuit masih mengeluarkan suara di suatu tempat antara 20 dan 22kHz, yang saya, dan banyak lainnya, mendengar sebagai yang paling mengganggu, dan paling buruk suara menusuk yang menyakitkan. Harap rekomendasikan 50kHz atau tinggi serupa, sesuai jawaban @ Andyaka untuk mendapatkan ini jauh melampaui frekuensi yang dapat didengar.
Rory Alsop
1

Saya tidak tahu apakah saran Michael bekerja tetapi saya juga akan mencoba pergantian yang lebih lembut untuk mengurangi beberapa harmonisa. Mungkin itu membantu. Saya akan melakukannya dengan kapasitor pada pin 1 dan 4 dari ISP452 (katakanlah Ct) dan mungkin juga satu paralel ke dioda (katakanlah Cd). Namun, Anda harus memiliki waktu "on" dan "off" minimum yang ditentukan dengan baik untuk dapat mengisi penuh dan melepaskannya tepat waktu. Anda memerlukan minimum ini untuk menentukan batas (min "on" time = waktu untuk mengisi daya Ct dan min "off" time = waktu untuk mengisi daya Cd).

LeonidasT
sumber