Remova o ruído audível gerado pelo conversor buck

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Estou lidando com um conversor buck usando um ISP452, um indutor e um capacitor para atuar como um conversor buck acionado por um sinal PWM proveniente de um microcontrolador. Alguma parte do circuito está produzindo um ruído audível quando ligado, do qual eu gostaria de me livrar. O circuito está acionando algumas ventoinhas padrão de 3 pinos. A frequência portadora do sinal PWM é de 3,9 Khz. Eu medi a saída do circuito e verifiquei no osciloscópio que é uma tensão linear estável. Portanto, o ruído provavelmente não vem dos ventiladores, mas do próprio circuito! Meu primeiro suspeito vai para o indutor que está atuando como um alto-falante. Isso pode ser possível? A questão é o que fazer para remover o ruído? Eu realmente não posso mudar o capacitor e o indutor, mas poderia tentar usar algum "composto" que pudesse absorver o ruído. Essa seria uma boa escolha? O ISP452 está limitando a frequência do sinal PWM do driver para no máximo 4 kHz. Alguma outra sugestão?

noise dc-dc-converter buck

— Francesco
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Tente uma freqüência inaudível

— PlasmaHH

"Meu primeiro suspeito vai para o indutor que está atuando como um alto-falante. Isso pode ser possível?" Oh sim, muito possível mesmo. Depende do indutor o quão bom é "ser um alto-falante". Qual indutor você está usando?

— Bimpelrekkie

@PlasmaHH A frequência máxima é de 4 kHz. Isso ainda é audível.

— mastro

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@Mast: assim que o conselho mais razoável é a de mudar o projeto para usar uma freqüência mais alta ...

— PlasmaHH

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Que tal usar uma frequência mais baixa? Como a carga é apenas de ventiladores com alta inércia mecânica, nem 500Hz seriam suficientes? Ou deixe de fora os indutores, os fãs não se importarão com alguma ondulação.

— Michael Michael

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O ISP452 está limitando a frequência do sinal PWM do driver para no máximo 4 kHz. Alguma outra sugestão?

Tente usar um MOSFET do canal P e troque a uma frequência inaudível, ou seja, 50 kHz. Você não apenas obterá o benefício da corrida silenciosa, mas seu indutor pode ser muito menor (e mais barato) para a mesma tensão de ondulação de saída: -

Se o sinal do seu drive PWM estiver na lógica de 5V, será necessário mais um transistor para realizar a mudança de nível da seguinte forma: -

— Andy aka
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obrigado. Gostaria de não alterar o design atual, pois já tenho um PCB. Seria possível encontrar uma substituição de desistência do ISP452 por uma unidade PWM mais rápida?

— Francesco

O sentimento de intestino do @Francesco me diz NÃO, mas pode valer a pena olhar para uma pequena placa de circuito piggy-back que fica sobre onde o ISP452 seria instalado.

— Andy aka

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@Francesco Você está usando uma peça que fundamentalmente não é adequada para o trabalho, portanto seu circuito possui um bug fundamental que nunca pode ser corrigido, exceto com o uso de um componente diferente. Se esse for o seu próprio design amador, um pedaço de papelão pode ser bom. Se for para uma aplicação comercial, é hora de mais uma revisão sobre o esquema e o PCB.

— Graham

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Se você não deseja aumentar a frequência, deve aumentar a frequência de ressonância do indutor. Existem duas maneiras. Na primeira tentativa de usar um fio mais grosso, a frequência natural muda com o diâmetro do fio ^ 2. A outra maneira é usar um adesivo, como borracha de silicone, para preencher o espaço entre os fios e o núcleo. Reduzirá consideravelmente o ruído.

— hadoo
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Eu acho que você precisa fazer uma distinção entre frequência ressonante elétrica e mecânica.

— Andy aka

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Os IGBTs lentos eram baratos e tinham menores perdas de condução. O efeito foi acusticamente agradável ao ouvido e mais simples de fazer do que um esquema de redução de perda de comutação que seria necessário para 20KHz. Se você deseja manter as coisas básicas, o verniz pode e reduz o ruído acústico da bobina.

— Autista
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Infelizmente, muitos circuitos ainda emitem ruído entre 20 e 22kHz, que eu e muitos outros ouvimos como, na melhor das hipóteses, um aborrecimento e, na pior, um som penetrante e doloroso. Recomende 50kHz ou similarmente alto, de acordo com a resposta de @ Andyaka para obter isso muito além das frequências audíveis.

— Rory Alsop

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Não sei se a sugestão de Michael funcionou, mas eu também tentaria uma mudança mais suave para reduzir alguns harmônicos. Talvez ajude. Eu faria isso com um capacitor nos pinos 1 e 4 do ISP452 (digamos, Ct) e talvez também um paralelo ao diodo (digamos, Cd). No entanto, você precisa ter seus tempos mínimos de "ligado" e "desligado" bem determinados para poder carregá-los e descarregá-los completamente a tempo. Você precisa desses mínimos para determinar os limites (tempo mínimo "ligado" = tempo para cobrar Ct e tempo mínimo "desligado" = tempo para cobrar Cd).

— LeonidasT
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