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谱罗德电感应用——功率电感啸叫改善

2026-07-07 10:09:34阅读量:11

功率电感啸叫是开关电源系统中常见的声学问题,其本质是电磁激励引发的机械振动在可听频段内被放大并辐射为声波。谱罗德将从啸叫的物理机理出发,系统分析其发生因素,并结合谱罗德同客户端工程实践给出完整的排查流程与优化方法,为电源设计与问题定位提供改善方案。

 

一、电感啸叫机制

电感啸叫并不是“电子噪声”,而是一个典型的多物理场耦合问题:“电 → 磁 → 力 → 振动 → 声音”,具体过程如下:

当声音频率恰好在20Hz~20KHz时,人耳得以听见“兹~兹~兹”的叫声,这也是为什么“高频开关电源(MHz)通常不响”“但轻载/调光时反而会响”。

 

二、电感啸叫因素

电感啸叫的因素是多方位且复杂的,我们可以用一个简单的工程方式来理解:

振动原因主要分为:

1、磁芯伸缩:交流磁场作用|磁芯尺寸变化|周期性伸缩变化

2、磁性体磁芯磁化导致相互吸引:磁芯被磁化|磁芯间产生相互吸引力|间隙处振动

3、漏磁导致绕组振动:存在漏磁通|电流与漏磁相互作用|绕组受力振动

 

噪声放大的因素主要有:

1、元器件彼此接触:电感与周边元器件接触|振动传递与耦合|振动被放大产生啸叫

2、漏磁通对周边磁性体造成影响:漏磁通影响屏蔽罩等|周边磁性体被激励|产生二次振动

3、与组件整体固有振动数一致:激励频率接近固有频率|发生共振|振动幅值增大

 

日常应用中往往“电流越大越响”“频率越低越响”“PCB越薄越容易响”“啸叫往往是不带屏蔽或带屏蔽内部存在间隙的功率电感”,这是由于当电流越大则电磁力越强同时振动也会变大,自然啸叫的噪声越大;当PWM低频调光低于200Hz、PFM为轻载模式、负载周期变化时往往功率电感也会伴随啸叫噪声,其本质是由于电流中出现可听频率分量;当PCB越薄则越容易产生振动,也越容易“叫起来”;不带屏蔽的功率电感器绕组受漏磁力更容易啸叫,但即使带有屏蔽内部却存在间隙的功率电感器其磁芯与屏蔽罩磁化后相互吸引产生振动并啸叫。

 

三、电感啸叫排查与改善

电感啸叫排查与改善可直接参考下图的流程图:

改善中见效最快的方式则为直接将电感更改为一体成型电感,这是由于一体成型电感是一体结构,内部无间隙可避免绕组振动以及磁芯与屏蔽罩相互吸引产生的啸叫。

 

谱罗德自2005年投入研发一体成型电感以来,持续投入电感材料,生产设备,特殊规格的开发与量产,于2013年率先在行业开发出一体成型电感自动化生产设备,是国内唯一一家具备磁性材料开发、自动化设备开发、电感成品制造的全产业链企业。

自2016年成立PROD品牌以来,其产品被应用在亚马逊,西门子,正泰,施耐德,小米,OPPO Vivo,传音,通用,本田,长安汽车,德赛西威,雷利,吉利,立讯,歌尔,华星光电,富士康,长城,宇树,库卡,荣耀,奥比中光,等相关产品中,自1999年成立以来,累计开发了上万个电感规格,电感种类极其丰富,能够快速配合客户评估开发新规格,极高的配合度广受各大客户好评。

谱罗德一体成型电感规格覆盖1005(0402)~2213(22x22mm),规格系列极为完善,覆盖客户端绝大部分设计需求。

立创编码 谱罗德型号 封装系列 电感量 额定电流
C45385167 PSTMAA160808-100MB 0603 10uH 500mA
C45385174 PSTMAA201210-1R0MB 0805 1uH 4A
C45385192 PSTMAA201610-4R7MB 0806 4.7uH 1.8A
C45385210 PSTMAA252012-220MB 1008 22uH 1.2A
C45385221 PSTMAA322512-4R7MB 1210 4.7uH 2.5A
C54563401 PSTMAA4030-470MB 4x4x3mm 47uH 1.4A
C46956298 PSTMAA5030-R47MG 5x5x3mm 0.47uH 19A
C436512 PSPMAA0402-100M-ANP 4.5x4.1x2mm 10uH 2.2A
C778718 PSPMAA0518-4R7M-ANP 5.4x5.2x1.8mm 4.7uH 3A
C2886271 PSPMAA0503-150M-ANP 5.4x5.2x3mm 15uH 2A
C5273837 PSPMAA0624H-220M-ANP 7.1x6.6x2.4mm 22uH 2.5A
C2886270 PSPMAA0603H-470M-ANF 7.1x6.6x3mm 47uH 1.5A
C53190553 PSPMAA0604-220M-ANP 7.1x6.6x4mm 22uH 3.2A
C49308193 PSPMAA0605H-680M-ANP 7.1x6.6x5mm 68uH 2.3A
C3036141 PSPMAA0803H-100M-ANP 8.5x8x3mm 10uH 5A
C53190549 PSPMAA0804-470M-ANP 8.5x8x4mm 47uH 3A
C2962892 PSPMAA0805-101M-ANP 8.5x8x5mm 100uH 2.5A
C436575 PSPMAA1040H-330M-ANP 11x10x4mm 33uH 4A
C436577 PSPMAC1045H-101M-ANP 11x10x4.5mm `100uH 2A
C5273835 PSPMAA1050H-150M-ANP 11x10x5mm 15uH 6.7A
C47149121 PSPMAA1082T-220M-CGP 11x10x8.2mm 22uH 8A
C5273826 PSPMAA1265H-101M-ANF 13.2x12.8x6.5mm 100uH 4A
C5273828 PSPMAA1270H-221M-CBF 13.2x12.8x7mm 220uH 2A
C46682913 PSPMAA1770-680M-IGP 17.5x17x7mm 68uH 6A
C5119635 PDPMAA1712-470MP 17x17x12m 47uH 8A
C5273809 PDPMAA2212-470MP 22x22x12mm 47uH 11A

 

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