Eliminar el ruido audible generado por el convertidor reductor

9

Estoy tratando con un convertidor reductor utilizando un ISP452, un inductor y un condensador para actuar como un convertidor reductor impulsado por una señal PWM proveniente de un microcontrolador. Una parte del circuito está produciendo un ruido audible de tono hogh cuando está encendido, del que me gustaría deshacerme. El circuito está manejando algunos ventiladores estándar de 3 pines. La frecuencia portadora de la señal PWM es de 3.9 Khz. Medí la salida del circuito y verifiqué en el osciloscopio que es un voltaje lineal estable. Por lo tanto, es probable que el ruido no provenga de los fanáticos sino del circuito mismo. Mi primer sospechoso va al inductor que está actuando como un altavoz. ¿Podría ser esto posible? La pregunta es qué hacer para eliminar el ruido. Realmente no puedo cambiar el condensador y el inductor, pero podría intentar usar algún "compuesto" que pueda absorber el ruido. ¿Sería esta una buena opción? El ISP452 está limitando la frecuencia de la señal PWM del controlador a un máximo de 4 kHz. ¿Alguna otra sugerencia?

noise dc-dc-converter buck

— Francesco
fuente

2

Pruebe una frecuencia inaudible

— PlasmaHH

"Mi primer sospechoso va al inductor que está actuando como un altavoz. ¿Podría ser esto posible?" Oh sí, muy posible de hecho. Depende del inductor lo bueno que es "ser un altavoz". ¿Qué inductor estás usando?

— Bimpelrekkie 01 de

@PlasmaHH La frecuencia máxima es de 4 kHz. Eso todavía es audible.

— Mástil

2

@Mast: así que el consejo más razonable es cambiar el diseño para usar una frecuencia más alta ...

— PlasmaHH

1

¿Qué pasa con el uso de una frecuencia más baja? Dado que la carga es solo ventiladores con una alta inercia mecánica, ¿no serían suficientes incluso 500Hz? O deja de lado los inductores, a los fanáticos no les importará alguna onda.

— Michael

8

El ISP452 está limitando la frecuencia de la señal PWM del controlador a un máximo de 4 kHz. ¿Alguna otra sugerencia?

Intente usar un MOSFET de canal P y cambie a una frecuencia inaudible, es decir, 50 kHz. No solo obtendrá el beneficio del funcionamiento silencioso, sino que su inductor puede ser mucho más pequeño (y más barato) para el mismo voltaje de ondulación de salida:

Si la señal de su unidad PWM tiene una lógica de 5 V, se necesitará un transistor adicional para realizar cambios de nivel como este:

— Andy alias
fuente

gracias. Me gustaría no cambiar el diseño actual ya que ya tengo una PCB. ¿Sería posible encontrar un reemplazo de abandono del ISP452 con una unidad PWM más rápida?

— Francesco

El instinto de @Francesco me dice NO, pero podría valer la pena mirar una pequeña placa de circuito superpuesta que se ubica sobre donde se habría instalado el ISP452.

— Andy alias

2

@Francesco Estás utilizando una parte que fundamentalmente no es la adecuada para el trabajo, por lo que tu circuito tiene un error fundamental que nunca se puede solucionar, excepto mediante el uso de un componente diferente. Si este es su propio diseño de aficionado, puede estar bien un poco de stripboard. Si esto es para una aplicación comercial, es hora de otra ronda sobre el esquema y la PCB.

— Graham

4

Si no desea aumentar la frecuencia, debe aumentar la frecuencia de resonancia del inductor. Hay dos maneras. Al principio, intente utilizar un cable más grueso, la frecuencia natural cambia con el diámetro del cable ^ 2. La otra forma es usar un adhesivo como el caucho de silicona para llenar el espacio entre los cables y el núcleo. Reducirá el ruido considerablemente.

— hadoo
fuente

55

Creo que necesita hacer una distinción entre frecuencia resonante eléctrica y mecánica.

— Andy alias

4

Los IGBT lentos eran baratos y tenían menores pérdidas de conducción. El efecto era acústicamente agradable para el oído y más simple de hacer que un esquema de reducción de pérdida de conmutación que habría sido necesario para 20KHz. Si desea mantener las cosas básicas, el barniz puede y reduce el ruido acústico de la bobina.

— Autista
fuente

99

Desafortunadamente, demasiados circuitos todavía hacen ruido en algún lugar entre 20 y 22 kHz, que yo, y muchos otros, escuchamos como mucho un molesto y, en el peor de los casos, un sonido penetrante y doloroso. Recomiende 50 kHz o similar, según la respuesta de @ Andyaka para obtener esto más allá de las frecuencias audibles.

— Rory Alsop

1

No sé si la sugerencia de Michael funcionó, pero también probaría un cambio más suave para reducir algunos armónicos. Quizás ayude. Lo haría con un condensador en los pines 1 y 4 del ISP452 (digamos Ct) y quizás también uno paralelo al diodo (digamos Cd). Sin embargo, debe tener sus tiempos mínimos de "encendido" y "apagado" bien determinados para poder cargarlos y descargarlos completamente a tiempo. Necesita estos mínimos para determinar los límites (tiempo mínimo "encendido" = tiempo para cargar Ct y tiempo mínimo "apagado" = tiempo para cargar Cd).

— LeonidasT
fuente