隨著近來的民用設備尺寸越來越小,越來越輕薄,電子設備內部的溫度變高,逐漸地開始使用疊層型電容器替代薄膜電容。特別是FPD當中,為了追求薄型化,電源電路板高度越來越低,元器件也開始進行低厚度化和表面貼裝化的研究設計。同時在中高壓領域,作為開關電源節省能耗的對策之一,使用疊層電容器能夠在待機時間降低電力消耗。但是,在電源初級中,待機狀態的基本頻率是在幾百至幾千赫茲,在一些較高級的靜音設計電視中,電容器會出現“嘯叫”的情況。此現象是2類陶瓷電容器的一個固有特征,當施加到電容器的電壓達到一定的值后,便會產生此問題。
具體的原理圖說明
片狀疊層陶瓷電容器的嘯叫原理
如果向高介電常數型的電容器(諸如溫度特性為:B,R,X5R,X7R,Y5V的電容器)施加交流電壓,由于電致伸縮效應,會造成多層電容器芯片伸縮注)。由于陶瓷的強介電性引起的壓電效應,疊層電容在施加交流電之后會向疊層的方向發生伸縮。這是因為介電體一般的泊松比(橫向變形系數)為0.3,如上圖中所示,與疊層方向垂直的方向,即與電路板平行的方向也會發生伸縮,結果導致電路板表面產生振動并能夠聽到聲音。通常情況下,因為這種振動頻率遠遠高于人耳可聽頻率范圍(20Hz~20kHz),所以即使向單體電容器施加人耳可聽頻率范圍的信號電壓,也不會形成人耳可聞程度的聲音(嘯叫)。但是,如果將電容器封裝于基板,那么該振動會傳導至基板,振動就會放大(諧振)。其結果是人耳可以感知到類似于“吱吱”的聲音。雖然芯片和基板的振幅僅為1pm~1nm左右,但其聲音卻大到人耳輕易識別的程度。
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