Rimuovi il rumore udibile generato dal convertitore buck

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Ho a che fare con un convertitore buck che utilizza un ISP452, un induttore e un condensatore per agire come convertitore buck guidato da un segnale PWM proveniente da un microcontrollore. Una parte del circuito sta producendo un rumore udibile di tono hogh quando è alimentato, di cui vorrei liberarmi. Il circuito sta guidando alcuni fan standard a 3 pin. La frequenza portante del segnale PWM è 3,9 Khz. Ho misurato l'uscita del circuito e verificato all'oscilloscopio che si tratta di una tensione lineare stabile. Quindi il rumore non proviene probabilmente dai fan ma dal circuito stesso! Il mio primo sospetto va all'induttore che funge da altoparlante. Potrebbe essere possibile? La domanda è: cosa fare per rimuovere il rumore? Non riesco davvero a cambiare il condensatore e l'induttore, ma potrei provare a usare qualche "composto" che potrebbe assorbire il rumore. Sarebbe una buona scelta? L'ISP452 sta limitando la frequenza del segnale PWM del driver a max 4 kHz. Qualche altro suggerimento?

noise dc-dc-converter buck

— Francesco
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Prova una frequenza impercettibile

— PlasmaHH,

"Il mio primo sospetto va all'induttore che agisce da altoparlante. Potrebbe essere possibile?" Oh sì, davvero possibile. Dipende dall'induttore quanto è bravo a "essere un altoparlante". Quale induttore stai usando?

— Bimpelrekkie,

@PlasmaHH La frequenza massima è di 4 kHz. È ancora udibile.

— Albero

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@Mast: quindi il consiglio più ragionevole è quello di cambiare il design per utilizzare una frequenza più alta ...

— PlasmaHH,

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Che ne dici di usare una frequenza più bassa? Dato che il carico è solo ventole con un'inerzia meccanica elevata, non sarebbero sufficienti anche i 500Hz? O tralasciando gli induttori, i fan non si preoccuperanno dell'ondulazione.

— Michael,

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L'ISP452 sta limitando la frequenza del segnale PWM del driver a max 4 kHz. Qualche altro suggerimento?

Prova a utilizzare un MOSFET a canale P e passa a una frequenza impercettibile, ad esempio 50 kHz. Non solo otterrai il vantaggio della corsa silenziosa, ma il tuo induttore può essere molto più piccolo (ed economico) per la stessa tensione di ripple in uscita: -

Se il segnale dell'unità PWM è alla logica 5 V, sarà necessario un ulteriore transistor per eseguire il cambio di livello in questo modo: -

— Andy aka
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grazie. Vorrei non cambiare il design attuale poiché ho già un PCB. Sarebbe possibile trovare un dropout sostitutivo dell'ISP452 con un drive PWM più veloce?

— Francesco,

@Francesco gut feeling mi dice NO ma potrebbe valere la pena guardare un piccolo circuito stampato che si trova sopra il punto in cui sarebbe stato installato l'ISP452.

— Andy alias il

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@Francesco Stai usando una parte che fondamentalmente non è adatta al lavoro, quindi il tuo circuito ha un bug fondamentale che non può mai essere risolto se non usando un altro componente. Se questo è il tuo progetto di hobbista, un pezzo di stripboard di spalle potrebbe essere OK. Se questo è per un'applicazione commerciale, è tempo di fare un altro giro sullo schema e sul PCB.

— Graham,

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Se non si desidera aumentare la frequenza, è necessario aumentare la frequenza di risonanza dell'induttore. Ci sono due modi. Inizialmente prova a utilizzare un filo più spesso, la frequenza naturale cambia con il diametro del filo ^ 2. L'altro modo è utilizzare un adesivo come la gomma siliconica, per riempire lo spazio tra fili e nucleo. Ridurrà considerevolmente il rumore.

— hadoo
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Penso che devi fare una distinzione tra frequenza di risonanza elettrica e meccanica.

— Andy alias il

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Gli IGBT lenti erano economici e presentavano minori perdite di conduzione. L'effetto è stato acusticamente piacevole per l'orecchio e più semplice da fare rispetto a uno schema di riduzione della perdita di commutazione che sarebbe stato necessario per 20 KHz. Se si desidera mantenere le cose di base, la vernice può e riduce il rumore acustico della bobina.

— Autistico
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Sfortunatamente troppi circuiti fanno ancora rumore da qualche parte tra 20 e 22kHz, che io, e molti altri, sento come nella migliore delle ipotesi un suono fastidioso, e nella peggiore dei casi doloroso. Si prega di raccomandare 50kHz o similmente alto, secondo la risposta di @ Andyaka per andare ben oltre le frequenze udibili.

— Rory Alsop,

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Non so se il suggerimento di Michael abbia funzionato, ma proverei anche un passaggio più morbido per ridurre alcune armoniche. Forse aiuta. Lo farei con un condensatore sui pin 1 e 4 dell'ISP452 (diciamo Ct) e forse anche uno parallelo al diodo (diciamo Cd). Tuttavia, è necessario che i tempi minimi "on" e "off" siano ben determinati per essere in grado di caricarli completamente e scaricarli in tempo. Sono necessari questi minimi per determinare i limiti (tempo "on" minimo = tempo per caricare Ct e tempo "off" minimo = tempo per caricare Cd).

— LeonidasT
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