MLCC電容的嘯叫及其如何解決這個問題

MCLL電容嘯叫的產生

MLCC電容，也就是我們常常說的多層片式陶瓷電容，簡稱貼片電容。關于MLCC電容產生嘯叫的這個現象，我們經常在我們使用的電子設備中碰到，比如筆記本電腦，手機等設備中，人們常常因這個“嘯叫”問題而困擾。而讓這個電容"閉嘴"，是一個有趣的話題。

電容嘯叫主要是由陶瓷的壓電效應引起的，由于MLCC電容的特殊結構，當兩端施加的電場發生變化時，會引起對應比例的機械應變，此稱為逆壓電效應，當振動頻率落入人耳的聽覺范圍時，必然會對人們的生活帶來噪音。

無論哪種家用電子設備，對電源的要求都之后越來越高，通常在電源網絡上會并聯大量的MLCC電容，比如常見的BUCK,BOOST電路，當設計異常或者負載工作模式異常時，很容易產生“嘯叫“。人耳朵的聽覺范圍：20HZ~20kHZ,當電源的開關頻率落入這個范圍內時是很容易產生滋滋的聲音的。

如何解決這個問題呢？

1.通常Buck電源架構有PWM和PFM工作模式。PWM工作時紋波小，用在負載功耗大的場合時，為了避免Buck在PWM的模式下，給電容充電的開關頻率進入人耳的聽覺范圍引起嘯叫，有的電源的開關頻率特意避開20HZ~20KHZ這個開關頻率段。

2.當電源處于輕載模式下，會間歇性的工作，間歇性的輸出幾個脈沖，這個間歇性的脈沖也可能會被人耳聽到，所以也要從電源或者負載的角度去調整PFM的工作間歇時間間歇性脈沖的工作頻率，避免嘯叫。

3.另一個就是隱含的狀態，就是系統工作不穩定時，負載在正常或者低功耗的模式下來回切換，這個切換間隙也可能會引起嘯叫，需要軟件優化系統的穩定性。

4.Buck電感的飽和電流選取的不合適的話，有可能使輸出電流增加，會誤觸發電源進入過流保護狀態，電源在正常工作模式和過電流模式下來回切換，可能有打嗝效應產生，引出電感一定要選取合適的。

5.開關電源本身的紋波較大，多相開關電源具備紋波小，電流大的優點，通過交錯相位，可以有效的減小電源的紋波進而抑制嘯叫。

6.抑制嘯叫，還可以改進一些電容的設計方案，比如使用抗嘯叫電容，如村田的KRM系列和ZRB系列。

其特殊的架構可降低電容器的嘯叫，可吸收熱量和機械沖擊引起的應力，實現高可靠性能。相比Ta電容，抗嘯叫MLCC電壓變動比初期小7~22%。

當然還有其他各個方式可以減小這種嘯叫的現象，比如優化布局，電容彼此之間交錯排列，抑制振動等。

審核編輯：湯梓紅