电感啸叫问题,该怎么解决?
电感电容的啸叫问题,我们经常可以听到类似的话题,但是,当真正遇到了,我们该如何解决此类问题呢?今天就着这个话题分享一个实际遇到的案例,希望可以带给大家更多解决问题的思路。
1、什么是啸叫?
啸叫一般发生在MLCC电容、电感等元器件上。
MLCC电容器啸叫
MLCC电容器发生啸叫主要是由陶瓷的压电效应引起的,准确来说是陶瓷的逆压电效应。MLCC电容器由于其特殊的结构,当施加在两端的电场变换时,可以引起成比例的机械应力的变化,此为逆压电效应,当振动频率落入人耳听觉范围内时,就会产生噪音,即所谓的“啸叫”。
如上所示,MLCC两端加上大幅度变化电压后,陶瓷电容产生逆压电效应,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。
哪些场合MLCC电容啸叫明显?
较大的交变电压,频率在20Hz到20kHz之间,使用X7R/X5R类中高容量MLCC,会产生明显的啸叫,如开关电源、高频电源等场合。
科普:
正压电效应:当对压电材料施以物理压力时,材料体内之电偶极矩会因压缩而变短,此时压电材料为抵抗这变化会在材料相对的表面上产生等量正负电荷,以保持原状。这种由于形变而产生电极化的现象称为“正压电效应”。若欲持续产生电能,须使材料振动。正压电效应实质上是机械能转化为电能的过程。
逆压电效应:当在压电材料表面施加电场(电压),因电场作用时电偶极矩会被拉长,压电材料为抵抗变化,会沿电场方向伸长。这种通过电场作用而产生机械形变的过程称为“逆压电效应”。逆压电效应实质上是电能转化为机械能的过程。
电感啸叫
DC/DC开关电源的开关频率频率落在20~20kHz的音频范围,且周期性变化的电流经过电感线圈而产生交变磁场,使得该电感线圈在交变磁场作用下像“喇叭”一样在几乎固定的频率上产生机械振动而发出啸叫。
啸叫声音的大小与电感绕制的质量有一定关系,绕制较松,其产生的啸叫声将较大。
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