陶瓷电容器的啸叫对策
随着人们对电子设备的需求趋于平静，在笔记本电脑、手机、数码相机 (DSC) 等各种应用设备的电源电路方面，以前未引起重视的由电容器振动所产生的“啸叫”问题已成为设计方面的课题。 (如图1所示部位)
图1 笔记本电脑电源电路的啸叫示例部位
本演示内容使用传统的陶瓷电容器 (GRM系列) 、比传统的陶瓷材料拥有更低介电常数的材料并可降低电容器失真的类型 (GJ8系列) 、以及在电路板的端子板等部位翘起安装陶瓷电容器并对电路板振动传递进行抑制且装有金属端子的类型 (KRM系列) 这3种电容器，通过人耳确认啸叫 (声音) 程度，来进行演示。在演示组件内产生12V的矩形波，并通过开关输入到各电容器中。在0Hz～12.75kHz的频率范围 (50HzStep) 内，通过使用电脑中的软件将矩形波的频率调整到电容器和电路板的共振频率上，从而产生啸叫现象。
啸叫原理
1、片状独石电容器由于强介电常数的陶瓷的压电特性，在施加交流电压的情况下，像如图2所示进行收缩。
图2 施加电压时由压电现象造成的芯片变形
2、结果如图3所示，电路板将朝平面方向振动。 (芯片及电路板的振幅仅为1pm～1nm左右)
图3 因压电现象造成的电路板变形
3、该电路板的振幅周期在达到人们能够听到的频率带 (20Hz～20kHz) 时，声音可通过人耳识别。
啸叫解决方案产品介绍 (GJ8系列)
图4 比较GRM与GJ8系列的声压
图5 比较GRM与GJ8系列的DC偏压特性
GJ8系列产品可以帮助您实现这些目标
图6 KRM系列的结构1
图7 KRM系列的结构2
KRM系列产品可以帮助您实现这些目标
演示专用电路板、软件的功能
演示专用操作电路 (图8)
图8 SysCube演示组件
以下对本演示专用操作电路 (原理) 进行说明。
在演示组件 (SysCube) 的FPGA中，使用通过软件设置的频率 (周期) 制作矩形波 (3.3V振幅) 。通过解决啸叫现象的元件的主板上安装的FET，将该矩形波放大至12V，然后通过开关输入到对象电容器中。这正是电容器产生压电特性并产生啸叫现象的原理。通过使用软件修改矩形波的频率 (周期) ，可改变啸叫的音量。
演示专用对象元件 (图9)
图9 低啸叫电容器评价演示的主电路板
(1) 普通产品※※: GRM31MR71E105KA01L (1206尺寸,1μF)
(2) 材料修改产品: GJ831CC81E105KA01L (1206尺寸,1μF)
(3) 金属端子产品: KRM31KR72A105KH01L (1206尺寸,1μF)
软件功能 (图10)
图10 共振频率调整专用软件的操作画面
频率调整功能: 可在0Hz～12.75kHz (50HzStep) 频率范围内任意调整频率。
内存功能: 修改频率，最多可将啸叫音量较大的频率保存到3处内存中，并可以调用。
自动滚动功能: 可在0Hz～12.75kHz频率之间自动扫描频率。 (重复)
编辑：admin 最后修改时间：2017-12-13
