电源管理IC如何抑制音频噪音

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，因铁心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，铁心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。

表一：噪音来源

图一：电路上的噪音来源

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1μs以内。这样才能彻底的改善音频噪音。

图二：人耳最敏感之音频范围

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)。

图三：PWM IC升频曲线

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。

图四：Burst Mode工作模式

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。

图五：Fg、ton vs.音频噪音