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  • 电容啸叫解决,电路MLCC电容啸叫原因介绍
    • 发布时间:2025-07-24 19:24:13
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    电容啸叫解决,电路MLCC电容啸叫原因介绍
    一、MLCC 电容概述
    MLCC 即片式多层陶瓷电容器,它是通过将印有内电极的陶瓷介质膜片以错位方式叠合,经高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片两端封装金属层(外电极)而制成,因其结构类似独石,故也被称为独石电容器。
    电路MLCC电容啸叫
    二、陶瓷电容啸叫现象成因
    在电路滤波应用场景中,纹波噪声会在电容上引发压电效应,致使 MLCC 产生周期性膨胀收缩,进而引发特定频率的机械振动。这种振动会带动 PCB 板振动,若需滤除的纹波频率处于人耳可听声波范围(20Hz - 20kHz),便会形成人耳可闻的噪声,即电容啸叫。
    该现象主要出现在 MLCC 和感性器件中,在包含音频功能的产品,如手机、运动相机等,会对产品的音频性能造成严重干扰。通常,具备以下特征的电容和电路设计更易产生啸叫:大尺寸电容器、大静电容量、大的线电压与电压变动(电流变动)、同一线路上安装多个符合上述特征的陶瓷电容。
    不过,需注意的是,陶瓷电容器的 “啸叫” 振幅通常仅为 1pm - 1nm 左右,一般认为其对陶瓷电容器自身及相邻部件不会引发可靠性问题。村田的产品 FAQ 反馈也明确指出,啸叫不会对 MLCC 及其附近器件的可靠性造成影响。
    电路MLCC电容啸叫
    具体而言,以 X7R - MLCC 为例,当其两端施加大幅变化电压时,BaTiO3 陶瓷产生逆压电效应,MLCC 随之形变振动,并将振动传递至 PCB 板引发共振。一旦电压信号频率处于人耳听觉范围(20Hz - 20kHz),便能听到电容发出的啸叫声。
    电路MLCC电容啸叫
    三、陶瓷电容的啸叫解决方法
    更换电容材质 :可选用钽电容、聚合物电容、铝电解电容等替代品,也可尝试 Class 1 类材质的 MLCC 或其他改良压电效应的 MLCC。目前,各主流厂商均已推出各自的抗啸叫电容 MLCC 产品。
    改变电压纹波频率 :例如,在背光驱动产生的电容啸叫场景中,可通过调整驱动 PWM 频率,或把轻载 PFM/PSM 模式的 DCDC 改为强制 PWM 模式等方式,来改变电压纹波频率。
    改变电压纹波幅度 :比如,在 DCDC 电路中,将输出电感更换为更大值的电感,以此来改变电压纹波幅度。
    优化布局 :调整电容布局,使其远离音频电路和音频设备,以减少对音频性能的影响。
    采用物理隔音措施 :使用打胶或消音泡棉覆盖产生啸叫的电容,以此来降低噪声传播。
    选用特殊结构的 MLCC :采用带金属支架端子的 MLCC,或者引线管脚的 MLCC,部分抗啸叫 MLCC 的设计便是采用电极支架端子引出方式;或者采用带基板的 MLCC,其设计思路是将普通 MLCC 封装到环氧树脂玻璃基板上做缓冲,并引出电极;亦或是采用底部保护层加厚的 MLCC,该设计通过加厚底部无电极陶瓷层厚度,并控制焊锡高度,使压电效应引发的振动主要集中在上部有电极区域,底部无电极的陶瓷保护层则可缓冲带动 PCB 振动产生的啸叫。
    改进结构设计 :采用 LW(长度 - 宽度)逆转结构,通常 MLCC 电极间的长度大于宽度,通过缩短电极间的长度,可减轻电极间变形对 PCB 板振动的影响,进而减小啸叫。
    更换电容规格 :更换为封装更小、容量更小的 MLCC 电容,以降低啸叫振动幅度,从而减弱啸叫声音。
    优化布局排列 :在布局上,将同网络的 MLCC 双面对称放置,或采用其他不规则排列方式,避免整齐排列,以此互相抵消对 PCB 的振动影响,减少带动 PCB 振动产生的声音。
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