随着近来的民用设备尺寸越来越小,越来越轻薄,电子设备内部的温度变高,逐渐地开始使用叠层型电容器替代薄膜电容。特别是FPD当中,为了追求薄型化,电源电路板高度越来越低,元器件也开始进行低厚度化和表面贴装化的研究设计。同时在中高压领域,作为开关电源节省能耗的对策之一,使用叠层电容器能够在待机时间降低电力消耗。但是,在电源初级中,待机状态的基本频率是在几百至几千赫兹,在一些较高级的静音设计电视中,电容器会出现“啸叫”的情况。此现象是2类陶瓷电容器的一个固有特征,当施加到电容器的电压达到一定的值后,便会产生此问题。
具体的原理图说明
![电容啸叫原因](/uploads/allimg/171028/2405867-1G02Q01Jc29.png)
片状叠层陶瓷电容器的啸叫原理
![电容啸叫原因](/uploads/allimg/171028/2405867-1G02Q01P64F.png)
如果向高介电常数型的电容器(诸如温度特性为:B,R,X5R,X7R,Y5V的电容器)施加交流电压,由于电致伸缩效应,会造成多层电容器芯片伸缩注)。由于陶瓷的强介电性引起的压电效应,叠层电容在施加交流电之后会向叠层的方向发生伸缩。这是因为介电体一般的泊松比(横向变形系数)为0.3,如上图中所示,与叠层方向垂直的方向,即与电路板平行的方向也会发生伸缩,结果导致电路板表面产生振动并能够听到声音。通常情况下,因为这种振动频率远远高于人耳可听频率范围(20Hz~20kHz),所以即使向单体电容器施加人耳可听频率范围的信号电压,也不会形成人耳可闻程度的声音(啸叫)。但是,如果将电容器封装于基板,那么该振动会传导至基板,振动就会放大(谐振)。其结果是人耳可以感知到类似于“吱吱”的声音。虽然芯片和基板的振幅仅为1pm~1nm左右,但其声音却大到人耳轻易识别的程度。
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