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抑制音频噪音之电源管理IC免费猫

发布时间:2020-02-17 13:50:11 阅读: 来源:汗布厂家

抑制音频噪音之电源管理IC

随着日新月异的科技产业成长,与不断创新的信息产业发展,其对于产品的声音质量要求也随之提高;对于消费者而言,其噪音的敏感度也逐渐被视为购物需求之一。一般常见之家用与3C产品,如LCD/LED电视、Monitor、计算机Adaptor与多功能事务机等,上述产品虽没有风扇,但也可能有噪音的产生,使其造成使用者的不悦耳。

究竟噪音的来源是什么?如表一所示,其1、2、3项皆因材料选择不当而造成,故只需更换组件材料,进而能降低噪音之影响。第4项,因铁芯的磁场不平衡而产生的磁力线拉扯噪音是最难改善的,如图一所示,当电流流经变压器时,铁芯与绕组因磁场关系产生互相吸斥作用,而造成机械式震荡,产生噪音。

若操作频率落在人耳最为敏感的音频范围内,震动噪音在加上音频,使人感到更不悦耳,其音频范围如图二所示,人耳最为敏感范围为1K~10KHz。由于音频与能量的传递有绝对的关系,故在音频范围内,其GATE的导通时间也必须被限制在1us以内。这样才能彻底的改善音频噪音。

一般为了解决变压器的机械式震荡噪音可藉由加强凡立水,加强点胶(epoxy),让线更扎实,减少震动;又或者是更换具较低漏感之变压器。但是,因音频而造成的噪音仅能从工作频率着手。以通用的PWM IC为例;为提高系统效率,其工作频率如图三所示。其中在轻载时,为降低切换损失,工作频率会降至25KHz (Burst Mode)。

工作模式如图四所示。IC利用Burst Mode模式来控制电压回授机制,来达到的省电效果,其中打打停停的GATE频率为Fg(Grouping freq.),而Fg的频率常常落在1K~10KHz(人耳音频敏感范围),音频的产生是与能量跟频率有关,故系统能决定之参数是跟ton大小也与Fg的快慢有大大的关系。

图五所示为Fg、ton与音频噪音的关系图,如为了改善因Burst Mode所产生的音频噪音,不仅须限制Fg频率,且Burst Mode下的Gate导通时间ton也需一并被限制,进而能得到较佳的音频噪音敏感度。

图六为通嘉科技所研制之具降低音频噪音功能IC LD5532,为SOT-26封装,其中最具特色的功能如表二所示。

为了改善音频噪音敏感度,LD5532在Burst Mode时将Fg的最大频率限制在800Hz(人耳敏感音频范围1K~10KHz),并且为了限制GATE的导通时间ton,将电流侦测电压固定在0.2V(VCS=0.2V),其工作模式如图七所示。

图八所示为市售具BNO功能的电源管理IC,当这一类IC在Vin=264Vac时、Output负载条件在5V/0.2A(Burst Mode)的工作模式下,因没有Fg限频和Burst Mode导通时限制的关系,使得音频噪音相当明显。平均音频噪音测试结果为38.3dB。

如图九所示为LD5532在Vin=264Vac、Output=5V/0.2A(Burst Mode)时的工作模式,Fg皆被限制在被限制在789.3Hz以下,且GATE的导通时间ton皆小于1us。平均噪音测试结果为27.1dB,优于未做Fg?限频与Burst Node导通时间限制的市售IC 11.2dB。比较结果如表三所示。

结论

本文所探讨的LD5532是一款具降低音频噪音敏感度IC,提供电源设计人员对于音频噪音一个解决方案,而不在仅仅只有对变压器加工而达到降噪效果。在Burst Mode(Vin=264Vac、Output=5V/0.2A)对于音频的表现上更是优于一般的PWM IC 11.2dB,使得在变压器设计上有更优渥的设计范围。

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