抑制音頻噪音之電源管理IC

隨著日新月異的科技產(chǎn)業(yè)成長，與不斷創(chuàng)新的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其對于產(chǎn)品的聲音質(zhì)量要求也隨之提高;對于消費者而言，其噪音的敏感度也逐漸被視為購物需求之一。一般常見之家用與3C產(chǎn)品，如LCD/LED電視、Monitor、計算機(jī)Adaptor與多功能事務(wù)機(jī)等，上述產(chǎn)品雖沒有風(fēng)扇，但也可能有噪音的產(chǎn)生，使其造成使用者的不悅耳。

究竟噪音的來源是什么?如表一所示，其1、2、3項皆因材料選擇不當(dāng)而造成，故只需更換組件材料，進(jìn)而能降低噪音之影響。第4項，因鐵芯的磁場不平衡而產(chǎn)生的磁力線拉扯噪音是最難改善的，如圖一所示，當(dāng)電流流經(jīng)變壓器時，鐵芯與繞組因磁場關(guān)系產(chǎn)生互相吸斥作用，而造成機(jī)械式震蕩，產(chǎn)生噪音。

若操作頻率落在人耳最為敏感的音頻范圍內(nèi)，震動噪音在加上音頻，使人感到更不悅耳，其音頻范圍如圖二所示，人耳最為敏感范圍為1K~10KHz。由于音頻與能量的傳遞有絕對的關(guān)系，故在音頻范圍內(nèi)，其GATE的導(dǎo)通時間也必須被限制在1us以內(nèi)。這樣才能徹底的改善音頻噪音。

一般為了解決變壓器的機(jī)械式震蕩噪音可藉由加強(qiáng)凡立水，加強(qiáng)點膠(epoxy)，讓線更扎實，減少震動;又或者是更換具較低漏感之變壓器。但是，因音頻而造成的噪音僅能從工作頻率著手。以通用的PWM IC為例;為提高系統(tǒng)效率，其工作頻率如圖三所示。其中在輕載時，為降低切換損失，工作頻率會降至25KHz (Burst Mode)。

工作模式如圖四所示。IC利用Burst Mode模式來控制電壓回授機(jī)制，來達(dá)到的省電效果，其中打打停停的Gate頻率為Fg(Grouping freq.)，而Fg的頻率常常落在1K~10KHz(人耳音頻敏感范圍)，音頻的產(chǎn)生是與能量跟頻率有關(guān)，故系統(tǒng)能決定之參數(shù)是跟ton大小也與Fg的快慢有大大的關(guān)系。

圖五所示為Fg、ton與音頻噪音的關(guān)系圖，如為了改善因Burst Mode所產(chǎn)生的音頻噪音，不僅須限制Fg頻率，且Burst Mode下的Gate導(dǎo)通時間ton也需一并被限制，進(jìn)而能得到較佳的音頻噪音敏感度。

圖六為通嘉科技所研制之具降低音頻噪音功能IC LD5532，為SOT-26封裝，其中最具特色的功能如表二所示。