Supprimer le bruit audible généré par le convertisseur abaisseur

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J'ai affaire à un convertisseur abaisseur utilisant un ISP452, une inductance et un condensateur pour agir comme un convertisseur abaisseur piloté par un signal PWM provenant d'un microcontrôleur. Une partie du circuit produit un bruit audible à hauteur de son lorsqu'il est alimenté, dont je voudrais me débarrasser. Le circuit pilote certains ventilateurs à 3 broches standard. La fréquence porteuse du signal PWM est de 3,9 kHz. J'ai mesuré la sortie du circuit et vérifié à l'oscilloscope qu'il s'agit d'une tension linéaire stable. Ainsi le bruit ne provient probablement pas des ventilateurs mais du circuit lui-même! Mon premier suspect va à l'inductance qui fait office de haut-parleur. Serait-ce possible? La question est de savoir quoi faire pour éliminer le bruit? Je ne peux pas vraiment changer le condensateur et l'inductance mais je pourrais essayer d'utiliser un "composé" qui pourrait absorber le bruit. Serait-ce un bon choix? L'ISP452 limite la fréquence du signal PWM du pilote à 4 kHz max. Une autre suggestion?

noise dc-dc-converter buck

— Francesco
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Essayez une fréquence inaudible

— PlasmaHH

"Mon premier suspect va à l'inductance qui fait office de haut-parleur. Est-ce que cela pourrait être possible?" Oh oui, très possible en effet. Cela dépend de l'inductance à quel point il est bon "d'être un haut-parleur". Quel inducteur utilisez-vous?

— Bimpelrekkie

@PlasmaHH La fréquence maximale est de 4 kHz. C'est toujours audible.

— mât

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@Mast: donc le conseil le plus raisonnable est de changer la conception pour utiliser une fréquence plus élevée ...

— PlasmaHH

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Et si vous utilisiez une fréquence plus basse? Puisque la charge n'est constituée que de ventilateurs à forte inertie mécanique, même 500 Hz ne suffiraient-ils pas? Ou laissez de côté les inducteurs, les fans ne se soucieront pas de quelque ondulation.

— Michael

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L'ISP452 limite la fréquence du signal PWM du pilote à 4 kHz max. Une autre suggestion?

Essayez d'utiliser un MOSFET de canal P et passez à une fréquence inaudible, c'est-à-dire 50 kHz. Non seulement vous bénéficierez d'un fonctionnement silencieux, mais votre inductance peut être beaucoup plus petite (et moins chère) pour la même tension d'ondulation de sortie: -

Si votre signal de commande PWM est à une logique de 5 V, un autre transistor sera nécessaire pour effectuer un décalage de niveau comme ceci: -

— Andy aka
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Merci. Je voudrais ne pas changer la conception actuelle car j'ai déjà un PCB. Serait-il possible de trouver un remplacement de décrochage de l'ISP452 avec un lecteur PWM plus rapide?

— Francesco

@Francesco gut feeling me dit NON, mais cela vaut peut-être la peine de regarder une petite carte de circuit imprimé qui se trouve là où l'ISP452 aurait été installé.

— Andy aka

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@Francesco Vous utilisez une pièce qui n'est fondamentalement pas adaptée au travail, donc votre circuit contient un bug fondamental qui ne peut jamais être corrigé sauf en utilisant un composant différent. S'il s'agit de votre propre conception d'amateur, un morceau de stripboard piggy-back peut être OK. S'il s'agit d'une application commerciale, il est temps de refaire le tour du schéma et du PCB.

— Graham

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Si vous ne souhaitez pas augmenter la fréquence, vous devez augmenter la fréquence de résonance de l'inductance. Il y a deux façons. Essayez d'abord d'utiliser un fil plus épais, la fréquence naturelle change avec le diamètre du fil ^ 2. L'autre façon consiste à utiliser un adhésif tel que du caoutchouc de silicone, pour remplir l'espace entre les fils et le noyau. Cela réduira considérablement le bruit.

— hadoo
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Je pense que vous devez faire une distinction entre la fréquence de résonance électrique et mécanique.

— Andy aka

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Les IGBT lents étaient bon marché et les pertes de conduction étaient plus faibles. L'effet était acoustiquement agréable à l'oreille et plus simple à faire qu'un schéma de réduction de la perte de commutation qui aurait été nécessaire pour 20 KHz.Si vous voulez garder les choses basiques, le vernis peut et réduit le bruit acoustique de la bobine.

— Autistique
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Malheureusement, trop de circuits font encore du bruit entre 20 et 22 kHz, ce que moi et beaucoup d'autres entendons comme au mieux un son ennuyeux et au pire un son perçant douloureux. Veuillez recommander 50 kHz ou une valeur similaire, conformément à la réponse de @ Andyaka pour obtenir cela bien au-delà des fréquences audibles.

— Rory Alsop

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Je ne sais pas si la suggestion de Michael a fonctionné mais j'essaierais également une commutation plus douce pour réduire certaines harmoniques. Peut-être que ça aide. Je le ferais avec un condensateur sur les broches 1 et 4 de l'ISP452 (disons Ct) et peut-être aussi un parallèle à la diode (disons Cd). Cependant, vous devez avoir vos temps minimum "marche" et "arrêt" bien déterminés pour pouvoir les charger et les décharger complètement à temps. Vous avez besoin de ces minimums pour déterminer les plafonds (min "on" time = temps pour charger Ct et min "off" time = temps pour charger Cd).

— LeonidasT
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