電容嘯叫解決,電路MLCC電容嘯叫原因-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-05-19
MLCC是片式多層陶瓷電容器，是由印好電極(內(nèi)電極)的陶瓷介質(zhì)膜片以錯位的方式疊合起來，經(jīng)過一次性高溫燒結形成陶瓷芯片，再在芯片的兩端封上金屬層(外電極)，從而形成-個類似獨石的結構體，故也叫獨石電容器。
電容應用最多的場景就是給電路濾波，紋波噪聲在電容上會通過壓電效應導致MLCC發(fā)生周期性的膨脹收縮，產(chǎn)生特定頻率的機械振動，帶動PCB板振動，如果需要濾除的紋波頻率在人耳可以聽到的聲波范圍內(nèi)，即20~20kHz，這種機械振動會產(chǎn)生人耳可以聽到的噪聲，這種現(xiàn)象被稱為電容嘯叫。
嘯叫主要發(fā)生在MLCC和感性器件，在一些包含音頻功能的產(chǎn)品如手機、運動相機中，嘯叫會嚴重干擾產(chǎn)品的音頻性能。一般而言，具備如下特征的電容和電路設計更容易產(chǎn)生嘯叫：電容器尺寸大、靜電容量大、線電壓和電壓變動（電流變動）大、同一條線上安裝了多個符合上述內(nèi)容的陶瓷電容。
關于陶瓷電容器的“嘯叫”現(xiàn)象，其振幅僅為1pm～1nm左右，一般認為其對陶瓷電容器本身及相鄰部件的影響不會引發(fā)可靠性問題。村田的產(chǎn)品FAQ反饋也明確說明，嘯叫對于MLCC自身和附近器件而言，嘯叫不會引發(fā)可靠性問題。
如下所示，X7R-MLCC兩端加上大幅度變化電壓后，BaTiO3陶瓷產(chǎn)生逆壓電效應，MLCC形變振動并傳遞到PCB板上發(fā)生共振。當電壓信號的頻率在20Hz~20kHz人耳聽覺范圍內(nèi)，則能聽到電容在嘯叫。
電容的嘯叫解決方法包括：
a. 換其他材質(zhì)的電容，鉭電容、聚合物電容、鋁電解電容等，也可以嘗試Class 1類材質(zhì)的MLCC或其他改良壓電效應的MLCC，各主流廠家都推出了自己的抗嘯叫電容MLCC產(chǎn)品；
b. 設法改變電壓紋波頻率，例如背光驅動產(chǎn)生的電容嘯叫，可以調(diào)整驅動PWM頻率，輕載PFM/PSM模式的DCDC改為強制PWM模式等；
c. 設法改變電壓紋波幅度，例如DCDC中輸出電感換更大的值。
d. 調(diào)整布局，讓電容遠離音頻電路和音頻設備；
e. 打膠或消音泡棉覆蓋產(chǎn)生嘯叫的電容；
f. 采用帶金屬支架端子的MLCC，或者采用引線管腳的MLCC，部分抗嘯叫MLCC的設計就是電極用支架端子引出；
g. 采用帶基板的MLCC，這種扛嘯叫MLCC的設計思路是將普通MLCC封裝到一個環(huán)氧樹脂玻璃基板上做緩沖，并引出電極；
h. 采用底部保護層加厚的MLCC，這種扛嘯叫MLCC的設計思路是加厚底部沒有電極的陶瓷層厚度，并控制焊錫高度，發(fā)生壓電效應時只在上部有電極的區(qū)域，底部無電極的陶瓷保護層可以緩沖帶動PCB振動產(chǎn)生的嘯叫；
i. 通過結構進行改善：LW（長度-寬度）逆轉結構
MLCC的電極間的長度通常大于寬度。通過縮短電極間的長度，可減輕導致PCB板振動的電極間的變形。
j. 更換為封裝更小、容量更小的MLCC電容，減小嘯叫振動的幅度，減弱嘯叫聲音；
k. 布局上同網(wǎng)絡的MLCC雙面對稱放置，或采用其他不規(guī)則排列方式避免整齊排列，以便互相抵消對PCB的振動影響，減少帶動PCB振動產(chǎn)生的聲音。
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