MLCC電容的嘯叫,怎么產(chǎn)生的，如何解決的？

MLCC電容的嘯叫及其如何解決這個(gè)問(wèn)題

MCLL電容嘯叫的產(chǎn)生

MLCC電容，也就是我們常常說(shuō)的多層片式陶瓷電容，簡(jiǎn)稱(chēng)貼片電容。關(guān)于MLCC電容產(chǎn)生嘯叫的這個(gè)現(xiàn)象，我們經(jīng)常在我們使用的電子設(shè)備中碰到，比如筆記本電腦，手機(jī)等設(shè)備中，人們常常因這個(gè)“嘯叫”問(wèn)題而困擾。而讓這個(gè)電容"閉嘴"，是一個(gè)有趣的話(huà)題。

電容嘯叫主要是由陶瓷的壓電效應(yīng)引起的，由于MLCC電容的特殊結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩端施加的電場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起對(duì)應(yīng)比例的機(jī)械應(yīng)變，此稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)，當(dāng)振動(dòng)頻率落入人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍時(shí)，必然會(huì)對(duì)人們的生活帶來(lái)噪音。

無(wú)論哪種家用電子設(shè)備，對(duì)電源的要求都之后越來(lái)越高，通常在電源網(wǎng)絡(luò)上會(huì)并聯(lián)大量的MLCC電容，比如常見(jiàn)的BUCK,BOOST電路，當(dāng)設(shè)計(jì)異常或者負(fù)載工作模式異常時(shí)，很容易產(chǎn)生“嘯叫“。人耳朵的聽(tīng)覺(jué)范圍：20HZ~20kHZ,當(dāng)電源的開(kāi)關(guān)頻率落入這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)是很容易產(chǎn)生滋滋的聲音的。

如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？

1.通常Buck電源架構(gòu)有PWM和PFM工作模式。PWM工作時(shí)紋波小，用在負(fù)載功耗大的場(chǎng)合時(shí)，為了避免Buck在PWM的模式下，給電容充電的開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)入人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍引起嘯叫，有的電源的開(kāi)關(guān)頻率特意避開(kāi)20HZ~20KHZ這個(gè)開(kāi)關(guān)頻率段。

2.當(dāng)電源處于輕載模式下，會(huì)間歇性的工作，間歇性的輸出幾個(gè)脈沖，這個(gè)間歇性的脈沖也可能會(huì)被人耳聽(tīng)到，所以也要從電源或者負(fù)載的角度去調(diào)整PFM的工作間歇時(shí)間間歇性脈沖的工作頻率，避免嘯叫。

3.另一個(gè)就是隱含的狀態(tài)，就是系統(tǒng)工作不穩(wěn)定時(shí)，負(fù)載在正?；蛘叩凸牡哪Ｊ较聛?lái)回切換，這個(gè)切換間隙也可能會(huì)引起嘯叫，需要軟件優(yōu)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.Buck電感的飽和電流選取的不合適的話(huà)，有可能使輸出電流增加，會(huì)誤觸發(fā)電源進(jìn)入過(guò)流保護(hù)狀態(tài)，電源在正常工作模式和過(guò)電流模式下來(lái)回切換，可能有打嗝效應(yīng)產(chǎn)生，引出電感一定要選取合適的。

5.開(kāi)關(guān)電源本身的紋波較大，多相開(kāi)關(guān)電源具備紋波小，電流大的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)交錯(cuò)相位，可以有效的減小電源的紋波進(jìn)而抑制嘯叫。

6.抑制嘯叫，還可以改進(jìn)一些電容的設(shè)計(jì)方案，比如使用抗嘯叫電容，如村田的KRM系列和ZRB系列。

其特殊的架構(gòu)可降低電容器的嘯叫，可吸收熱量和機(jī)械沖擊引起的應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)高可靠性能。相比Ta電容，抗嘯叫MLCC電壓變動(dòng)比初期小7~22%。

當(dāng)然還有其他各個(gè)方式可以減小這種嘯叫的現(xiàn)象，比如優(yōu)化布局，電容彼此之間交錯(cuò)排列，抑制振動(dòng)等。

審核編輯：湯梓紅