电容啸叫解决,电路MLCC电容啸叫原因-KIA MOS管
信息来源：本站 日期：2025-05-19
MLCC是片式多层陶瓷电容器，是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层(外电极)，从而形成-个类似独石的结构体，故也叫独石电容器。
电容应用最多的场景就是给电路滤波，纹波噪声在电容上会通过压电效应导致MLCC发生周期性的膨胀收缩，产生特定频率的机械振动，带动PCB板振动，如果需要滤除的纹波频率在人耳可以听到的声波范围内，即20~20kHz，这种机械振动会产生人耳可以听到的噪声，这种现象被称为电容啸叫。
啸叫主要发生在MLCC和感性器件，在一些包含音频功能的产品如手机、运动相机中，啸叫会严重干扰产品的音频性能。一般而言，具备如下特征的电容和电路设计更容易产生啸叫：电容器尺寸大、静电容量大、线电压和电压变动（电流变动）大、同一条线上安装了多个符合上述内容的陶瓷电容。
关于陶瓷电容器的“啸叫”现象，其振幅仅为1pm～1nm左右，一般认为其对陶瓷电容器本身及相邻部件的影响不会引发可靠性问题。村田的产品FAQ反馈也明确说明，啸叫对于MLCC自身和附近器件而言，啸叫不会引发可靠性问题。
如下所示，X7R-MLCC两端加上大幅度变化电压后，BaTiO3陶瓷产生逆压电效应，MLCC形变振动并传递到PCB板上发生共振。当电压信号的频率在20Hz~20kHz人耳听觉范围内，则能听到电容在啸叫。
电容的啸叫解决方法包括：
a. 换其他材质的电容，钽电容、聚合物电容、铝电解电容等，也可以尝试Class 1类材质的MLCC或其他改良压电效应的MLCC，各主流厂家都推出了自己的抗啸叫电容MLCC产品；
b. 设法改变电压纹波频率，例如背光驱动产生的电容啸叫，可以调整驱动PWM频率，轻载PFM/PSM模式的DCDC改为强制PWM模式等；
c. 设法改变电压纹波幅度，例如DCDC中输出电感换更大的值。
d. 调整布局，让电容远离音频电路和音频设备；
e. 打胶或消音泡棉覆盖产生啸叫的电容；
f. 采用带金属支架端子的MLCC，或者采用引线管脚的MLCC，部分抗啸叫MLCC的设计就是电极用支架端子引出；
g. 采用带基板的MLCC，这种扛啸叫MLCC的设计思路是将普通MLCC封装到一个环氧树脂玻璃基板上做缓冲，并引出电极；
h. 采用底部保护层加厚的MLCC，这种扛啸叫MLCC的设计思路是加厚底部没有电极的陶瓷层厚度，并控制焊锡高度，发生压电效应时只在上部有电极的区域，底部无电极的陶瓷保护层可以缓冲带动PCB振动产生的啸叫；
i. 通过结构进行改善：LW（长度-宽度）逆转结构
MLCC的电极间的长度通常大于宽度。通过缩短电极间的长度，可减轻导致PCB板振动的电极间的变形。
j. 更换为封装更小、容量更小的MLCC电容，减小啸叫振动的幅度，减弱啸叫声音；
k. 布局上同网络的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，以便互相抵消对PCB的振动影响，减少带动PCB振动产生的声音。
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