开关电源轻载啸叫解决

开关电源轻载啸叫解决

开关电源是一种能将交流电转换为直流电的高频电力设备。在电力电子技术的发展和应用中，其被广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通信设备、工业控制和家用电器等。然而，开关电源在工作时会发出一种叫做“啸叫声”的高频噪声，影响了设备的正常使用和寿命。尤其当开关电源处于轻载状态时，噪声更加显著。本文将详细介绍开关电源轻载啸叫的原因以及如何解决轻载啸叫。

一、 轻载啸叫的原因

开关电源在工作时，其输出电压会随着负载大小的改变而发生变化。通常情况下，当负载电流处于满载状态时，输出电压较稳定。但是当负载电流处于轻载状态时，输出电压变得波动，产生高频噪声发生器。这是由于开关元件在轻载状态下不能完全开关，导致开关电源波形的谐波增多，从而产生较大的噪声。

二、 解决轻载啸叫的方法

（一）优化开关电源设计

优化开关电源的设计是降低轻载啸叫的有效方法之一。设计时应合理设置开关电源的输出电压范围、选择合适的谐振电容、增加一些阻尼或者滤波电路以防止谐波的产生或减少噪声的传播。

1.设置开关电源的输出电压范围

在设计开关电源时，应部署开关调节器和稳压器，合理设置输出电压的调节范围，这样能够显著地减少噪声的产生。通常情况下，增加调节器时需要注意防止负载质量不佳，负载电压浪费等问题。

2.选择合适的谐振电容

当开关转换器进行开关转换的时候，开关管需要瞬间充电和放电，这会在开关管的频谱上产生大量的高频信号。此时应使用合适的谐振电容进行高频滤波，从而避免因高频噪声产生灯光闪烁，布线杂音等问题。

3. 增加阻尼或滤波电路

在开关电源中增加阻尼或滤波电路可以有效地减少轻载啸叫的噪声。阻尼电路通常适用于正常的轻载操作，对于在轻载状态下使用的开关电源，滤波电路是一种更为合适的方法。滤波电路包括 LC 构成的低通电路，或者是采用 AC 电源电感联合使用的方法，以降低开关电源的噪声水平。

（二）优化电源布局

电源布局的优化也是解决轻载啸叫的重要手段。尽管在开关电源的设计和制造中可减少噪声，但仍然需要考虑其他因素来确保开关电源的正常运作和降低噪声水平。此时，电源布局的优化将至关重要。

1.减少敏感线路的长度

在布置电源线路时，应尽可能减少敏感线路的长度，防止外界电磁干扰（EMI）的影响。这些线路可能包括开关器件的控制线路，输出电压采样线路，电源电路和负载电路。

2.注意信号接地

对于一些特殊应用场景，一些信号传输和处理线路需要接地。为了最大限度地降低轻载啸叫的噪声水平，信号接地应该与电源接地分开，避免在传输线路的接地点产生互干扰。

（三）改进电源负载

改善电源负载是解决轻载啸叫问题的有效方法。可以使用大功率负载或合适的补偿电路来改善轻载工作状态下的电源负载。当负载电流处于最小或轻载状态时，使用大功率负载是一种有效的方法。因为在高负载电流下，电源负载的阻抗较低，对电源的调整和稳固性很好；而在轻载电流下，负载阻抗增加，电源的调整能力减弱，噪声水平增加。错位电路可以在轻载条件下减少电源负载的波动，改善负载情况，从而降低噪声水平。

结论

开关电源在轻载状态下会引起口哨声。在设计和使用开关电源时，要采取相应的措施，以最小化这些噪声的影响。该文涉及的方法包括优化开关电源的设计，电源布局的优化和改进电源负载，这些方法可以有效地降低开关电源的噪声水平。在实际应用中，应根据需要综合考虑，选取适合的解决方案。