電感嘯叫問(wèn)題，該怎么解決？

電感電容的嘯叫問(wèn)題，我們經(jīng)?？梢月?tīng)到類似的話題，但是，當(dāng)真正遇到了，我們?cè)撊绾谓鉀Q此類問(wèn)題呢？今天就著這個(gè)話題分享一個(gè)實(shí)際遇到的案例，希望可以帶給大家更多解決問(wèn)題的思路。

1、什么是嘯叫？

嘯叫一般發(fā)生在MLCC電容、電感等元器件上。

MLCC電容器嘯叫

MLCC電容器發(fā)生嘯叫主要是由陶瓷的壓電效應(yīng)引起的，準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是陶瓷的逆壓電效應(yīng)。MLCC電容器由于其特殊的結(jié)構(gòu)，當(dāng)施加在兩端的電場(chǎng)變換時(shí)，可以引起成比例的機(jī)械應(yīng)力的變化，此為逆壓電效應(yīng)，當(dāng)振動(dòng)頻率落入人耳聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生噪音，即所謂的“嘯叫”。

如上所示，MLCC兩端加上大幅度變化電壓后，陶瓷電容產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)，MLCC形變振動(dòng)并傳遞到PCB板上發(fā)生共振。當(dāng)電壓信號(hào)的頻率在20Hz~20kHz人耳聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)，則能聽(tīng)到電容在嘯叫。

哪些場(chǎng)合MLCC電容嘯叫明顯?

較大的交變電壓，頻率在20Hz到20kHz之間，使用X7R/X5R類中高容量MLCC，會(huì)產(chǎn)生明顯的嘯叫，如開(kāi)關(guān)電源、高頻電源等場(chǎng)合。

科普：

正壓電效應(yīng)：當(dāng)對(duì)壓電材料施以物理壓力時(shí)，材料體內(nèi)之電偶極矩會(huì)因壓縮而變短，此時(shí)壓電材料為抵抗這變化會(huì)在材料相對(duì)的表面上產(chǎn)生等量正負(fù)電荷，以保持原狀。這種由于形變而產(chǎn)生電極化的現(xiàn)象稱為“正壓電效應(yīng)”。若欲持續(xù)產(chǎn)生電能，須使材料振動(dòng)。正壓電效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。

逆壓電效應(yīng)：當(dāng)在壓電材料表面施加電場(chǎng)（電壓），因電場(chǎng)作用時(shí)電偶極矩會(huì)被拉長(zhǎng)，壓電材料為抵抗變化，會(huì)沿電場(chǎng)方向伸長(zhǎng)。這種通過(guò)電場(chǎng)作用而產(chǎn)生機(jī)械形變的過(guò)程稱為“逆壓電效應(yīng)”。逆壓電效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程。

電感嘯叫

DC/DC開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率頻率落在20~20kHz的音頻范圍，且周期性變化的電流經(jīng)過(guò)電感線圈而產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使得該電感線圈在交變磁場(chǎng)作用下像“喇叭”一樣在幾乎固定的頻率上產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)而發(fā)出嘯叫。

嘯叫聲音的大小與電感繞制的質(zhì)量有一定關(guān)系，繞制較松，其產(chǎn)生的嘯叫聲將較大。