開關電源輕載嘯叫解決

開關電源是一種能將交流電轉換為直流電的高頻電力設備。在電力電子技術的發展和應用中，其被廣泛應用于各種電子設備中，如計算機、通信設備、工業控制和家用電器等。然而，開關電源在工作時會發出一種叫做“嘯叫聲”的高頻噪聲，影響了設備的正常使用和壽命。尤其當開關電源處于輕載狀態時，噪聲更加顯著。本文將詳細介紹開關電源輕載嘯叫的原因以及如何解決輕載嘯叫。

一、 輕載嘯叫的原因

開關電源在工作時，其輸出電壓會隨著負載大小的改變而發生變化。通常情況下，當負載電流處于滿載狀態時，輸出電壓較穩定。但是當負載電流處于輕載狀態時，輸出電壓變得波動，產生高頻噪聲發生器。這是由于開關元件在輕載狀態下不能完全開關，導致開關電源波形的諧波增多，從而產生較大的噪聲。

二、 解決輕載嘯叫的方法

（一）優化開關電源設計

優化開關電源的設計是降低輕載嘯叫的有效方法之一。設計時應合理設置開關電源的輸出電壓范圍、選擇合適的諧振電容、增加一些阻尼或者濾波電路以防止諧波的產生或減少噪聲的傳播。

1.設置開關電源的輸出電壓范圍

在設計開關電源時，應部署開關調節器和穩壓器，合理設置輸出電壓的調節范圍，這樣能夠顯著地減少噪聲的產生。通常情況下，增加調節器時需要注意防止負載質量不佳，負載電壓浪費等問題。

2.選擇合適的諧振電容

當開關轉換器進行開關轉換的時候，開關管需要瞬間充電和放電，這會在開關管的頻譜上產生大量的高頻信號。此時應使用合適的諧振電容進行高頻濾波，從而避免因高頻噪聲產生燈光閃爍，布線雜音等問題。

3. 增加阻尼或濾波電路

在開關電源中增加阻尼或濾波電路可以有效地減少輕載嘯叫的噪聲。阻尼電路通常適用于正常的輕載操作，對于在輕載狀態下使用的開關電源，濾波電路是一種更為合適的方法。濾波電路包括 LC 構成的低通電路，或者是采用 AC 電源電感聯合使用的方法，以降低開關電源的噪聲水平。

（二）優化電源布局

電源布局的優化也是解決輕載嘯叫的重要手段。盡管在開關電源的設計和制造中可減少噪聲，但仍然需要考慮其他因素來確保開關電源的正常運作和降低噪聲水平。此時，電源布局的優化將至關重要。

1.減少敏感線路的長度

在布置電源線路時，應盡可能減少敏感線路的長度，防止外界電磁干擾（EMI）的影響。這些線路可能包括開關器件的控制線路，輸出電壓采樣線路，電源電路和負載電路。

2.注意信號接地

對于一些特殊應用場景，一些信號傳輸和處理線路需要接地。為了最大限度地降低輕載嘯叫的噪聲水平，信號接地應該與電源接地分開，避免在傳輸線路的接地點產生互干擾。

（三）改進電源負載

改善電源負載是解決輕載嘯叫問題的有效方法。可以使用大功率負載或合適的補償電路來改善輕載工作狀態下的電源負載。當負載電流處于最小或輕載狀態時，使用大功率負載是一種有效的方法。因為在高負載電流下，電源負載的阻抗較低，對電源的調整和穩固性很好；而在輕載電流下，負載阻抗增加，電源的調整能力減弱，噪聲水平增加。錯位電路可以在輕載條件下減少電源負載的波動，改善負載情況，從而降低噪聲水平。

結論

開關電源在輕載狀態下會引起口哨聲。在設計和使用開關電源時，要采取相應的措施，以最小化這些噪聲的影響。該文涉及的方法包括優化開關電源的設計，電源布局的優化和改進電源負載，這些方法可以有效地降低開關電源的噪聲水平。在實際應用中，應根據需要綜合考慮，選取適合的解決方案。