電感嘯叫問題,該怎么解決?
電感電容的嘯叫問題,我們經(jīng)常可以聽到類似的話題,但是,當(dāng)真正遇到了,我們該如何解決此類問題呢?今天就著這個話題分享一個實際遇到的案例,希望可以帶給大家更多解決問題的思路。
1、什么是嘯叫?
嘯叫一般發(fā)生在MLCC電容、電感等元器件上。
MLCC電容器嘯叫
MLCC電容器發(fā)生嘯叫主要是由陶瓷的壓電效應(yīng)引起的,準(zhǔn)確來說是陶瓷的逆壓電效應(yīng)。MLCC電容器由于其特殊的結(jié)構(gòu),當(dāng)施加在兩端的電場變換時,可以引起成比例的機(jī)械應(yīng)力的變化,此為逆壓電效應(yīng),當(dāng)振動頻率落入人耳聽覺范圍內(nèi)時,就會產(chǎn)生噪音,即所謂的“嘯叫”。
如上所示,MLCC兩端加上大幅度變化電壓后,陶瓷電容產(chǎn)生逆壓電效應(yīng),MLCC形變振動并傳遞到PCB板上發(fā)生共振。當(dāng)電壓信號的頻率在20Hz~20kHz人耳聽覺范圍內(nèi),則能聽到電容在嘯叫。
哪些場合MLCC電容嘯叫明顯?
較大的交變電壓,頻率在20Hz到20kHz之間,使用X7R/X5R類中高容量MLCC,會產(chǎn)生明顯的嘯叫,如開關(guān)電源、高頻電源等場合。
科普:
正壓電效應(yīng):當(dāng)對壓電材料施以物理壓力時,材料體內(nèi)之電偶極矩會因壓縮而變短,此時壓電材料為抵抗這變化會在材料相對的表面上產(chǎn)生等量正負(fù)電荷,以保持原狀。這種由于形變而產(chǎn)生電極化的現(xiàn)象稱為“正壓電效應(yīng)”。若欲持續(xù)產(chǎn)生電能,須使材料振動。正壓電效應(yīng)實質(zhì)上是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程。
逆壓電效應(yīng):當(dāng)在壓電材料表面施加電場(電壓),因電場作用時電偶極矩會被拉長,壓電材料為抵抗變化,會沿電場方向伸長。這種通過電場作用而產(chǎn)生機(jī)械形變的過程稱為“逆壓電效應(yīng)”。逆壓電效應(yīng)實質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程。
電感嘯叫
DC/DC開關(guān)電源的開關(guān)頻率頻率落在20~20kHz的音頻范圍,且周期性變化的電流經(jīng)過電感線圈而產(chǎn)生交變磁場,使得該電感線圈在交變磁場作用下像“喇叭”一樣在幾乎固定的頻率上產(chǎn)生機(jī)械振動而發(fā)出嘯叫。
嘯叫聲音的大小與電感繞制的質(zhì)量有一定關(guān)系,繞制較松,其產(chǎn)生的嘯叫聲將較大。
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