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(內電極)的陶瓷介質膜片以錯位的方式疊合起來，經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發生周期性的膨脹收縮，產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，即20~20kHz，這種機械振動會產生人耳可以聽到的噪聲，這種現象被稱為電容嘯叫。
嘯叫主要發生在MLCC和感性器件，在一些包含音頻功能的產品如手機、運動相機中，嘯叫會嚴重干擾產品的音頻性能。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容的陶瓷電容。
關于陶瓷電容器的“嘯叫”現象，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可靠性問題。村田的產品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陶瓷產生逆壓電效應，MLCC形變振動并傳遞到PCB板上發生共振。當電壓信號的頻率在20Hz~20kHz人耳聽覺范圍內，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產品；
b. 設法改變電壓紋波頻率，例如背光驅動產生的電容嘯叫，可以調整驅動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，發生壓電效應時只在上部有電極的區域，底部無電極的陶瓷保護層可以緩沖帶動PCB振動產生的嘯叫；
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. 布局上同網絡的MLCC雙面對稱放置，或采用其他不規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振動產生的聲音。
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