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电感啸叫消除，只需这三招儿
要知道这些电感啸叫如何产生，我们可以先了解电感的频率特性入手。
电感为什么会啸叫？
在低频时，电感一般能蓄能，也有滤高频的特性。在低频应用时, 电感工作频率低于谐振频率时，电感值基本上仍可以保持稳定。
但在高频时，它的阻抗特性表现很明显。 (请留意不同的电感的高频特性可能不一样。) 如图一的Wurth Electronics电感744029001，特别是工作频率超过谐振频率后，电感值将会先增大，达到一定频率后，突然迅速减小。如果耳朵能听到啸叫（吱吱声），可以肯定电感两端存在一个20Hz-20kHz左右（人耳可听范围内）的开关电流。
图1. Wurth Electronics电感744029001在工作频率时的阻抗特性表现
开关电源电路为了自身保护和开关电源的可靠性，大多都有“限流保护电路”，如图2降压转换器使用限流保护电路。当开关电源空载或过载的时候，限流保护电路会立即调整开关占空比，或者立即停止开关工作，直到检测负载电流在标准范围内时，才重新启动正常的工作开关。这从停止开关到重启开关的时间周期正好是几kHz的频率，导致工作频率改变，低于设计值。
图2. 降压转换器使用限流保护电路
第一招儿：改变开关电源频率
如果电感的谐振频率在20Hz-20KHz之间，而工作频率在这范围内的时候，电感就会啸叫，人耳就能听见了。一般情况下，如果开关电源工作在额定负载，其工作频率高于与设计值(高于可听范围)相同，人耳是听不到的。
如果听见电感啸叫，可以尝试改变开关频率，尝试调节高于可听范围（20Hz - 20kHz）的开关频率以降低噪声。另外，亦可尝试降低负载电流或更换功率稍微大些的DC-DC转换器，改善负载电流过大的问题。
图3. 在DigiKey 搜索器可以找到不同固定值电感的谐振频率 (频率-自谐振)
第二招儿：固定电路板上的电感
如果电感已经焊在电路板上，但是电感线圈没用固定好，是可动的，这样或会引起电感啸叫。要防止，可以利用液体清漆或RTV硅树脂，涂在电感线圈上。
图4， LOCTITE 5145 的RTV硅树脂
如果电路板上将会用许多电感，可以先将铁芯和绕组真空压力上漆，把整个铁芯和绕圈都在漆里面，再固定在电路板上，这样都可以降低噪声。
第三招儿：采用铁氧体磁芯
当电感线圈隙中存有磁能时，会产生振动并产生噪声。这种噪声将来自电感器的气隙材料和磁路几何形状。根据负载情况，频率和部件变化，可听噪声的数量会有所不同。
如果是这情况，可考虑改用铁氧体磁芯。铁氧体磁芯是主要由铁(Fe)、锰(Mn)和锌(Zn)三种金属元素组成，通常被称为锰锌铁氧体。环形铁氧体磁芯由于没有气隙，且截面积一致，因此磁效应很高。一般几百kHz的开关频率，铁氧体磁芯电感是没问题的。
图5. 在DigiKey 搜索器可以找到各款铁氧体磁芯
结论
在开关电源电路，发现电感无故啸叫，可以尝试用以下方法消除：
1. 在应用中，改变开关频率，调节高于可听范围（20Hz - 20kHz）的开关频率以降低噪声。
2. 如果电感已经焊接在电路板上，可以在线圈上涂上液态清漆或RTV硅树脂，把电感粘牢。如果电路板上将会有用许多电感，可以先将铁芯和绕组真空上漆，这样都可以降低噪声。
3. 可考虑用铁氧体磁芯电感，一般几百kHz的开关频率，铁氧体磁芯电感是可以应用。
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关于此作者
Barley Li是DigiKey在香港的应用工程师，负责分享解决方案和业内技术，以协助客户进行项目设计。他拥有超过10年的全球电子销售经验，并曾为半导体制造商准备过产品简介和应用说明。Barley毕业于香港城市大学的电子工程系，在空闲的时候，他喜欢和他的儿子一起建玩具模型和玩球类游戏。
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