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啊？你的贴片陶瓷电容还在啸叫呢？

2025-3-14 11:29:34 9391 电容啸叫

0 在调试板子过程中，大家经常遇到贴片陶瓷电容会发出吱吱的啸叫声音，十分刺耳，那么今天我们要讨论的问题有三个： 1.陶瓷电容为什么啸叫？ 2.所有陶瓷电容都会啸叫吗？ 3.如何解决陶瓷电容啸叫的问题呢？ PART 1 陶瓷电容为什么啸叫？首先我们先了解一个概念：电致伸缩。多晶材料中的分子集团会有极化现象且具有一定的方向，外加电场的作用下迫使其极化方向按照电场方向进行，从而导致了材料的形变---电致伸缩。剧烈的电致伸缩叫做（逆）压电效应。对电容来说，加在两端的交变电压产生的应力使电容内介质材料发生剧烈的形变，从而产生机械振动发出声音。当振动频率为20-20Khz时，就会被人耳听到，也就是我们讨厌的啸叫声。 PART 2 所有陶瓷电容都会啸叫吗？会发出啸叫的电容基本上是片式叠层陶瓷电容器(MLCC）其涂有粉状陶瓷材料的电介质以错位的方式叠合起来。陶瓷介质的种类分为顺电介质（Ⅰ类介质）和铁电介质（Ⅱ类介质）。顺电介质一般由SrZrO3、MgtiO3等组成，性能稳定，一般不易收到电致伸缩的影响，因此基本不会产生啸叫。铁电介质一般由BaTiO3、BaSrTiO3等材料构成，该类材料会受到强烈的电致伸缩影响，所以容易产生啸叫。 PART 3 如何解决陶瓷电容啸叫的问题我们常测的芯片在Power Save Mode时芯片对于反馈电压不会进行实时调整，只有当输出电压低于阈值时，才会打脉冲，保证输出电压不落到阈值以下。该状态下的频率比CCM的频率小得多，输出电容上的电压纹波的频率就很容易落到人耳可以听见的范围，并且该模式下的电压纹波会比CCM大。电容啸叫的危害： 1.使人烦躁 2.客户不满意 3.如使用铁电介质的电容，电场作用下强行逆转一些铁电畴的极化方向，导致铁电畴之间的摩擦增加，提高电容的失效率。（跟动力学有关，可自行搜索“铁电畴极性反转的动力学过程”）电容啸叫的解决办法： 1.在Design上进行必要的处理，进行一些设计优化，将交变电压频率移除人耳能听到的范围。 2.不使用MLCC MLCC的体积小，容值大，寿命长，可靠性高，适合表面安装等优点让人难以舍弃。 Ⅰ类介质MLCC: 优点：温度系数小、稳定性高、损耗低、耐压高缺点：容值小，最大仅有1nF，价格高 Ⅱ类介质MLCC：优点：容值大，体积小，价格低缺点：损耗和绝缘性较Ⅰ类低 3.选用高耐压的贴片陶瓷电容。一般高耐压陶瓷电容的底部较厚，电容在不同电压下变化较小，相对于耐压值小的电容振动会有所减少。 4.用金属支架把MLCC芯片架空。 5.在PCB板上进行开槽。 PART 4 总结总而言之，言而总之。电容啸叫是由于叠层电容的压电效应导致的，在选用MLCC时，我们需要在成本和实际效果中权衡，以选择最合适的、最佳的应用方案。 0 本主题由 liuyongwangzi 于 2025-3-14 11:36 审核通过
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