スイッチングレギュレータ回路から発生する高音の原因は何ですか

1.5Mhzの内部スイッチスイッチングレギュレーター（semtech.com/images/datasheet/sc185.pdf）を使用してスイッチングレギュレーター回路を設計しました。Vinは5V、Voutは3V3です。入力コンデンサ（47uf）、出力コンデンサ（47uf）、およびインダクタ（1uH）があります。問題は、システムの電源を入れると、おそらくはインダクターから高音が聞こえることです。回路に流れる電流が非常に少ない場合、音はより顕著に見えるようです。現在の需要が増加するにつれて、音は通常目立たなくなりますが、常にではありません。

私たちが間違ってしたかもしれないアイデアはありますか？より具体的にするために提供できる他の情報はありますか？インダクタの直前でレギュレータの出力を見たところ、リンギングが見られますが、リンギングが正常かどうかはわかりません。

電子回路で音が発生する通常の場所は、インダクタとセラミックコンデンサです。

電流と磁場の外積は力です。力は常に2つのことに作用します。インダクタの場合、それは巻線を構成するコアとワイヤの個々のセグメントです。適切な周波数で、これにより巻線が少し振動し、音として聞こえます。

セラミックコンデンサは、さまざまな程度で圧電効果を示します。静電容量的に効率の良いセラミックもこの影響を受けやすくなります。私の記憶が正しければ、格子内のチタン原子は2つのエネルギー状態間で変化し、見かけのサイズも変化するため、チタン酸バリウムは特に優れています。はい、セラミックは実際には電圧の関数として非常にわずかに収縮および成長しています。

私は最近、新製品のプロトタイプでこれに問題がありました。電源コンデンサには5〜10 kHzのリップルが発生し、ボード全体で不快なうなり音が発生しました。さまざまなメーカーの5つの異なるモデルをテストしましたが、十分な静電容量を持つすべてのモデルにノイズの問題がありました。私は今、しぶしぶその部分のアルミニウム電解に切り替えました。

あなたの場合、1.5 MHzのスイッチング周波数は高すぎて聞こえないため、直接スイッチング周波数にすることはできません。ほとんどの場合、電源は準安定状態であり、制御の変動が聞こえます。可聴周波数では出力リップルはそれほど多くないかもしれませんが、おそらくその周波数でのデューティサイクルにわずかな違いが見られるでしょう。非常に低い電流では、制御ループにより、バースト間にある程度のデッドタイムを伴うパルスのバーストが発生している可能性があり、可聴範囲に強い成分がある可能性があります。より高い電流では、システムはおそらく連続モードで動作し、より自然に減衰します。そのため、可聴範囲の制御応答が低下します。

また、電源が駆動しているものの消費電流も調べてください。それは可聴範囲内にある可能性があり、電源制御応答も可聴範囲内に強制されます。

レギュレータは、おそらく効率を改善するために、小さな負荷で低スイッチング周波数モードに移行します。これにより、コンデンサの振動が聴覚周波数範囲内に収まります。もう1つの理由は、スイッチング周波数が低いと、コンデンサのリップル電圧が高くなり、振動の振幅が大きくなるためです。セラミックコンデンサは、十分な低コストで優れた密度と、優れたESR周波数特性を提供するため、回避するのは困難です。この影響を回避する良い方法は、これらのコンデンサのうち2つをPCBの反対側に配置することです。100uFの静電容量が必要な場合は、47uFをPCBの上部に、47uFをPCBの反対側に正確に配置するだけです。これらのコンデンサの効果は相殺され、PCBは音を出しません。C0Gまたは他の特殊なコンデンサを使用するよりもずっと安い。