文章来源@@：硬件十万个为什么@@
一@@、啸叫的@@定义@@
啸叫其实是一@@种干扰现象@@，因@@其频率刚好在人的@@听觉范围@@之内而产生的@@一@@种较为尖锐的@@声音@@。有些电源@@在轻载场景下@@，往往会由@@PWM模式@@转换@@为@@PFM模式@@，此时@@电源@@的@@开关频率会下降@@。例如电脑的@@@@Vsb（standby电源@@）节能电源@@的@@空载啸叫一@@般是由@@Vsb部分产生的@@@@，一@@些小功率的@@电源@@适配器也存在此问题@@，其线路一@@般采用单端反激@@PWM电路设计@@。本文讨论的@@啸叫一@@般表现是@@：电源@@在完全空载的@@情况下@@，耳朵可以听到尖锐的@@啸叫@@，如果增加负载@@，啸叫声会随之消失@@，直到满载都不会出现啸叫@@。
二@@、人耳能听到的@@声音频率的@@范围@@@@
通常情况下@@，人耳能听到的@@声音的@@频率为@@20Hz～20KHz，其中最敏感的@@频率是@@2KHz～3KHz，受过专门训练的@@人可能超过@@20KHz。不同人的@@听觉是有差异的@@@@，同一@@个发出啸叫的@@电源@@@@，不同的@@人去听@@，其听到的@@结果一@@定是不同的@@@@，同一@@人的@@听觉也会随着年龄而衰退@@，老年人能听到的@@频率约为@@50Hz～12000Hz，所以有好多老年人听力差@@，甚至@@耳聋@@。
人们在听到啸叫时@@@@，往往第一@@感觉就是可怕@@，有一@@种恐惧心理@@，认为可能存在一@@种潜在危机@@，不知哪一@@天会爆发出来@@，造成不可弥补的@@损失甚至@@有对人身安全造成危害@@，其实节能电源@@的@@啸叫并没有这么可怕@@，如果了解到其产生的@@原因@@及实际使用中会不会有啸叫@@，就觉得并没有那么可怕@@。
三@@、开关电源@@电路啸叫的@@原因@@@@@@
稳压电源@@电路输出的@@开关电流的@@频率@@，或@@周期性脉冲群的@@周期频率@@，或@@毛刺的@@周期频率落入@@20~20kHz的@@音频范围@@@@，且周期性变化的@@电流经过电感线圈而产生交变磁场@@，使得该电感线圈在交变磁场作用下像@@“喇叭@@”一@@样在几乎固定的@@频率上产生机械振动而发出啸叫@@。
啸叫声音的@@大小与电感绕制的@@质量有一@@定关系@@，绕制较松@@，其产生的@@啸叫声将较大@@。
引起@@DC/DC电路电感啸叫的@@因@@素@@
1、负载电流过大@@。DC/DC芯片内部有一@@个限流保护电路@@，当负载超过@@IC内部的@@开关@@MOS管的@@最大电流时@@@@，限流电路检测电路就会调整芯片内部的@@占空比@@，或@@者停止工作@@，直到检测负载电流在标准范围@@内@@时@@@@，再重新启动正常的@@工作开关@@。
如果从停止开关@@到重启开关的@@时@@间周期正好是@@20~20kHz的@@频率范围@@内@@@@，就会导致电感的@@的@@震动频率被人听到@@。
2、负载电压过高@@。如果负载为空或@@轻负载@@，就会触发过压保护@@，停止开关@@，如果电压降下来@@，就会重启工作@@，从停止到重启的@@时@@间容易落在音频范围@@内@@@@。
3、电路产生自激@@。电源@@电路在设计时@@@@，稳定性不够@@，当负载产生变化时@@@@，容易自激@@，当自激的@@频率在音频范围@@内@@@@，将引起@@啸叫@@。
4、穿越频率落在@@20~20kHz的@@频率范围@@内@@@@。穿越频率通常为开关频率的@@@@1/5至@@1/20，设计时@@需要撇开音频的@@频率范围@@@@，否则@@，将无法解决啸叫问题@@。
5、开关切换@@过冲较大@@。DC/DC上管和@@下管切换@@的@@过程中@@，由于寄生电容@@、寄生电感的@@存在@@，将在上管开启的@@瞬间产生过冲@@，且幅度较大@@，导致在电感上施加周期性的@@过冲电压@@，从而引起@@啸叫声变大@@。
6、在我们使用一@@些具备@@轻载切换@@调制模式@@的@@开关电源@@控制的@@使用过程中@@，发现@@，以上的@@原因@@都不存在的@@情况下@@。还是会产生啸叫@@！
换@@N多电感都无济于事@@！
四@@、节能电源@@啸叫的@@原@@因@@
为了满足节能以及环保的@@需求@@，针对不同用途与不同的@@功耗范围@@@@，全球许多政府及能源机构的@@各种新的@@能耗标准纷纷出台@@，降低能耗成为了一@@项无法回避的@@重要议题@@，计算机生产企业对电源@@能耗也提出了更高的@@要求@@，对于开关式电源@@@@，降低待机能耗显得非常重要@@，因@@此许多电源@@生产企业采用了新的@@节能芯片代替原来的@@高能耗芯片@@。
节能芯片本身可以通过检测电路工作状态@@，在空载@@或@@轻载情况下自动调节@@开关频率@@，减少开关次数@@，从而降低能量的@@损耗而达到节能的@@效果@@，如下图@@(电源@@正常工作频率几十千赫到几百千赫@@)：
开关电源@@是工作在高频开关的@@状态@@，其频率范围@@一@@般在几十千赫到几百千赫@@，在高频开关中会产生一@@些干扰@@。没有任何声音的@@电源@@也一@@直存在这些干扰@@，只是频率不在人的@@听觉范围@@之内@@，人的@@耳朵是无法听到的@@@@。
但是@@，现在随着节能减排的@@要求@@、移动设备@@的@@极大丰富@@。为了实现节能的@@要求@@，保持在低负载情况下高转换@@效率@@，PWM芯片具备@@切换@@@@PFM的@@功能@@，在空载@@、轻载下其频率范围@@降低到了@@人的@@听觉范围@@之内@@，如果不采用其他抑制方法@@，人所能听到的@@啸叫问题是存在的@@@@。再者为了达到节能的@@目的@@@@，电路中往往不能焊接负载电阻@@（增加电阻之后@@，增加电源@@的@@输出功率@@），就更容易造成啸叫的@@问题@@。
五@@、实例@@
下图所示的@@@@DC/DC降压电路图@@为例@@，来说明如何解决电感的@@啸叫问题@@。
不同型号的@@@@DCDC电源@@芯片的@@开关频率不同@@。即使同样的@@外围电路@@，振荡频率也可能有差别@@，输出脉冲也有差异@@。如图所示是@@MP4420芯片的@@典型电路@@。R149和@@R150为反馈电阻@@，调节@@R149和@@R150的@@值@@，可以调整输出电压@@VO，VO=0.792*（1+R149/R150）。
L2为输出电感@@，L2电感量越大@@，则输出纹波越小@@@@@@，纹波的@@大小还会影响到输出电压调整的@@灵敏度@@。纹波越小@@@@，灵敏度越高@@，输出电压越稳定@@。L2电感量越小@@@@，纹波越大@@，输出灵敏度越低@@，输出电压稳定度降低@@。
C222为输出电容@@，C222的@@ESR越小@@，则允许流经电容的@@纹波电流越大@@，保证电容使用寿命的@@同时@@@@，纹波电压也越小@@@@。另外@@，电容的@@容量越大@@，纹波电压也越小@@@@。
（1）啸叫的@@原因@@@@。
当电感线圈@@L2的@@振动频率落入音频范围@@@@（20Hz~20kHz）时@@，就会产生啸叫@@。MP4220的@@输出稳压是以@@PWM方式实现的@@@@，当电路负载较小时@@@@，输出方波脉宽变窄@@，即占空比变小@@。当电路负载小于某个数值时@@@@，无法继续调整占空比@@。为了实现输出稳压@@，不同的@@芯片采用的@@方案不同@@：有的@@芯片通过降低开关频率来实现@@；有的@@芯片通过周期性的@@丢弃一@@些脉冲来实现@@。不管是降开关低频率还是周期性丢弃脉冲@@，如果调整后的@@开关电流的@@频率落入音频范围@@@@，就会产生啸叫@@。
（2）啸叫的@@解决方法@@。
解决啸叫问题的@@方法就是避免开关频率落在@@20Hz~20kHz范围@@内@@。方法有多种@@，具体如下@@。
①可以在@@EN管脚外接一@@个时@@钟源来控制使能@@，改变电源@@开关频率@@，避免开关电流频率落入音频范围@@@@，从而避免电感的@@啸叫@@。
②改善电感@@L2的@@工艺@@（如灌胶或@@增加浸漆工序等@@），减小振动@@。
③在纹波允许范围@@内@@@@，适当加大纹波幅度@@。如果需要@@，可以多加一@@级滤波@@。
3）实际测试开关电源@@电路波形@@。
实测电路图和@@波形如图所示@@
MP4220在低负载的@@场景下进入了@@“节能模式@@@@”，开关频率从@@410kHz降低到了@@138kHz。如果进一@@步降低负载@@，开关频率落入@@20Hz~20kHz范围@@，电感就会产生啸叫@@@@。
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