1、什么场景?什么电容会产生电容声或者说是电容啸叫?
2、电容声和电流声究竟有什么差别?
1、电容啸叫的原理
2、电容啸叫的评估方法
3、啸叫的应对策略为什么会产生电容啸叫
一旦交流电场被施加在高介电常数材料的电容器上,电容器变形振动,使基板振荡,该振荡周期成为可听领域的频带(20Hz~20kHz)时,电容器产生的啸叫就成为“刺耳的声音”。
上面所描述的就是所谓的压电效应,压电效应包括正压电效应和逆压电效应,正压电效应就是某些材料在外力作用下产生电荷,逆压电效应就是物体在外加电压下会产生形变。
因为压电效应和逆压电效应,才会导致MLCC电容产生了电容啸叫。对多层陶瓷电容(MLCC)来说,电容器上使用的铁电体必须具有压电性,在存在电场时,发生失真,由于芯片膨胀和收缩,产生了啸叫,具体总结如下表。
如何评估电容啸叫
上述讲了电容啸叫产生的原因,现在我们讨论一下怎么去评估电容啸叫。
(1)声压级测试——通过测量声压级,量化啸叫
在电波暗箱中使得测量物体处于工作状态,通过话筒,用声压计测量,同时可以使用FET分析频率特性来评估和分析应对策略。
(2)基板的位移测量
通过测量基本的位移量,可确认电容器使得基板振荡。
使得测量物体处于工作的状态下,激光照在基板上,检测出基板的位移量。
那么怎么通过位移量判断啸叫原因呢?如下图所示,当电容啸叫时,基板的位移量和声压级是一起升高的,从而可以判断得出。
(3)电容电压变动测量
通过测量电容器两端的电压变动,可以判断该电容是否是产生啸叫的原因。
判断的方法主要是当测量物体处于工作状态下时,根据电容电压的波形判断是否有可听领域(20-20000Hz)的频率的纹波电压施加到电容上。
可以同位移量判断方法一样,进一步确认是否是由该电容产生电容声,电容器两端的电压变动频谱和声压级频谱一样,从而确认啸叫原因。
//哪个模块容易产生电容啸叫//
一般来说,在PC或者手机平台电源DC-DC的一次侧是最容易产生电容啸叫的,在此模块电容多,PC上电路的电压也高,使用的电容介电常数也高,电压更容易变动,介电体受到电场时的膨胀收缩也较大,综上会更容易产生电容啸叫。
应对策略
在解决电容啸叫问题时,如上图所示,有四点:
1、使用难以将振动传播到基板的原件,控制圆角;
2、使用不易产生啸叫的电容材料;
3、控制基板的谐振频率,用基板形状、螺丝等改变基板的谐振;
4、更改安装方向,消除共振。
2、电容声和电流声究竟有什么差别?
1、电容啸叫的原理
2、电容啸叫的评估方法
3、啸叫的应对策略为什么会产生电容啸叫
一旦交流电场被施加在高介电常数材料的电容器上,电容器变形振动,使基板振荡,该振荡周期成为可听领域的频带(20Hz~20kHz)时,电容器产生的啸叫就成为“刺耳的声音”。
上面所描述的就是所谓的压电效应,压电效应包括正压电效应和逆压电效应,正压电效应就是某些材料在外力作用下产生电荷,逆压电效应就是物体在外加电压下会产生形变。
因为压电效应和逆压电效应,才会导致MLCC电容产生了电容啸叫。对多层陶瓷电容(MLCC)来说,电容器上使用的铁电体必须具有压电性,在存在电场时,发生失真,由于芯片膨胀和收缩,产生了啸叫,具体总结如下表。
如何评估电容啸叫
上述讲了电容啸叫产生的原因,现在我们讨论一下怎么去评估电容啸叫。
(1)声压级测试——通过测量声压级,量化啸叫
在电波暗箱中使得测量物体处于工作状态,通过话筒,用声压计测量,同时可以使用FET分析频率特性来评估和分析应对策略。
(2)基板的位移测量
通过测量基本的位移量,可确认电容器使得基板振荡。
使得测量物体处于工作的状态下,激光照在基板上,检测出基板的位移量。
那么怎么通过位移量判断啸叫原因呢?如下图所示,当电容啸叫时,基板的位移量和声压级是一起升高的,从而可以判断得出。
(3)电容电压变动测量
通过测量电容器两端的电压变动,可以判断该电容是否是产生啸叫的原因。
判断的方法主要是当测量物体处于工作状态下时,根据电容电压的波形判断是否有可听领域(20-20000Hz)的频率的纹波电压施加到电容上。
可以同位移量判断方法一样,进一步确认是否是由该电容产生电容声,电容器两端的电压变动频谱和声压级频谱一样,从而确认啸叫原因。
//哪个模块容易产生电容啸叫//
一般来说,在PC或者手机平台电源DC-DC的一次侧是最容易产生电容啸叫的,在此模块电容多,PC上电路的电压也高,使用的电容介电常数也高,电压更容易变动,介电体受到电场时的膨胀收缩也较大,综上会更容易产生电容啸叫。
应对策略
在解决电容啸叫问题时,如上图所示,有四点:
1、使用难以将振动传播到基板的原件,控制圆角;
2、使用不易产生啸叫的电容材料;
3、控制基板的谐振频率,用基板形状、螺丝等改变基板的谐振;
4、更改安装方向,消除共振。
资料来源于网络学习分享,如有侵权联系删除,谢谢