电容啸叫解决,电路MLCC电容啸叫原因-KIA MOS管

MLCC电容

MLCC是(shi)片(pian)式多层陶(tao)(tao)瓷电(dian)容(rong)器(qi)，是(shi)由印好电(dian)极(内电(dian)极)的陶(tao)(tao)瓷介质膜片(pian)以错位的方式叠合起(qi)来(lai)，经过一次性高温(wen)烧结形(xing)成(cheng)陶(tao)(tao)瓷芯片(pian)，再(zai)在芯片(pian)的两端(duan)封上金属层(外(wai)电(dian)极)，从而形(xing)成(cheng)-个类似独石的结构体，故也(ye)叫独石电(dian)容(rong)器(qi)。

陶瓷电容啸叫的原因

电(dian)(dian)容应用最多的(de)场景就(jiu)是给电(dian)(dian)路滤波(bo)(bo)，纹波(bo)(bo)噪声(sheng)在电(dian)(dian)容上会通过压电(dian)(dian)效应导(dao)致MLCC发生(sheng)周期性的(de)膨胀收缩(suo)，产生(sheng)特定(ding)频(pin)率的(de)机(ji)械振动，带动PCB板振动，如果(guo)需要滤除的(de)纹波(bo)(bo)频(pin)率在人(ren)(ren)耳可以听到的(de)声(sheng)波(bo)(bo)范围内(nei)，即20~20kHz，这(zhei)种(zhong)机(ji)械振动会产生(sheng)人(ren)(ren)耳可以听到的(de)噪声(sheng)，这(zhei)种(zhong)现象被(bei)称(cheng)为电(dian)(dian)容啸叫。

啸(xiao)叫主要发生在MLCC和(he)感性(xing)器件，在一些包含音(yin)频功能的产品如手机、运动(dong)相机中，啸(xiao)叫会严重干扰(rao)产品的音(yin)频性(xing)能。一般而言，具备如下特征的电(dian)容(rong)(rong)和(he)电(dian)路设计更容(rong)(rong)易产生啸(xiao)叫：电(dian)容(rong)(rong)器尺寸大(da)、静电(dian)容(rong)(rong)量大(da)、线(xian)电(dian)压(ya)和(he)电(dian)压(ya)变动(dong)（电(dian)流变动(dong)）大(da)、同一条线(xian)上安装了多个符合上述内容(rong)(rong)的陶瓷电(dian)容(rong)(rong)。

关(guan)于陶(tao)瓷电容(rong)器(qi)的“啸叫(jiao)”现象，其(qi)振幅仅(jin)为1pm～1nm左(zuo)右(you)，一般认为其(qi)对陶(tao)瓷电容(rong)器(qi)本身及相邻部件(jian)的影(ying)响不会引发可(ke)靠(kao)性(xing)问题。村田的产(chan)品FAQ反(fan)馈(kui)也明(ming)确(que)说明(ming)，啸叫(jiao)对于MLCC自(zi)身和附(fu)近器(qi)件(jian)而言，啸叫(jiao)不会引发可(ke)靠(kao)性(xing)问题。

如下(xia)所示(shi)，X7R-MLCC两(liang)端(duan)加上大幅度变(bian)化电(dian)压后(hou)，BaTiO3陶瓷(ci)产生(sheng)(sheng)逆压电(dian)效应，MLCC形(xing)变(bian)振动并传(chuan)递到(dao)PCB板上发生(sheng)(sheng)共振。当电(dian)压信号的(de)频率在20Hz~20kHz人耳听觉(jue)范(fan)围内(nei)，则能(neng)听到(dao)电(dian)容在啸叫。

电容的啸叫解决方法包括：

a. 换其(qi)(qi)他材质的(de)(de)电(dian)容(rong)，钽电(dian)容(rong)、聚合物电(dian)容(rong)、铝(lv)电(dian)解电(dian)容(rong)等，也可(ke)以尝试Class 1类(lei)材质的(de)(de)MLCC或其(qi)(qi)他改良压电(dian)效应的(de)(de)MLCC，各(ge)主流厂家都(dou)推(tui)出(chu)了自己(ji)的(de)(de)抗啸叫电(dian)容(rong)MLCC产品；

b. 设法改(gai)变电压纹波频(pin)率，例如背光驱(qu)(qu)动产生的(de)电容啸(xiao)叫(jiao)，可以(yi)调(diao)整驱(qu)(qu)动PWM频(pin)率，轻载(zai)PFM/PSM模式的(de)DCDC改(gai)为强制(zhi)PWM模式等；

c. 设法(fa)改(gai)变电压纹波幅度，例(li)如DCDC中输出电感换更(geng)大的值。

d. 调整布局，让电容(rong)远离音(yin)频(pin)电路和(he)音(yin)频(pin)设备；

e. 打胶(jiao)或消音泡棉覆盖(gai)产(chan)生啸叫的电容；

f. 采用带金属支架端(duan)子的MLCC，或者采用引线管(guan)脚的MLCC，部分抗啸(xiao)叫(jiao)MLCC的设计(ji)就(jiu)是电极用支架端(duan)子引出；

g. 采用带基(ji)板(ban)(ban)的MLCC，这种扛(kang)啸叫MLCC的设计(ji)思路是将普(pu)通MLCC封装到一个环(huan)氧树脂玻璃(li)基(ji)板(ban)(ban)上(shang)做缓(huan)冲，并引(yin)出电极；

h. 采用底部(bu)保护层(ceng)加厚(hou)(hou)的(de)MLCC，这种(zhong)扛啸(xiao)叫MLCC的(de)设计思路是加厚(hou)(hou)底部(bu)没有电极的(de)陶瓷层(ceng)厚(hou)(hou)度，并控(kong)制焊锡高(gao)度，发生(sheng)压电效应时只在上部(bu)有电极的(de)区(qu)域，底部(bu)无电极的(de)陶瓷保护层(ceng)可以缓冲带动PCB振动产生(sheng)的(de)啸(xiao)叫；

i. 通过结(jie)构进行改(gai)善：LW（长度-宽度）逆(ni)转结(jie)构

MLCC的(de)电(dian)极(ji)(ji)间的(de)长度通常大(da)于宽(kuan)度。通过(guo)缩短电(dian)极(ji)(ji)间的(de)长度，可减(jian)轻导致PCB板振动的(de)电(dian)极(ji)(ji)间的(de)变形。

j. 更换(huan)为封(feng)装更小、容量更小的MLCC电容，减(jian)小啸叫振动(dong)的幅度，减(jian)弱啸叫声音；

k. 布局上同网络的(de)MLCC双面对(dui)称放置，或采用(yong)其他不规(gui)则排列(lie)方式避免整齐(qi)排列(lie)，以便互相抵消(xiao)对(dui)PCB的(de)振(zhen)动(dong)影响，减少带动(dong)PCB振(zhen)动(dong)产生的(de)声音。

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