转载-工程师看海 ---EDA365电子论坛2021-09-19 20:30
MLCC电容器的咆哮主要是由陶瓷的压电效应引起的，MLCC由于其特殊的结构，当两端的电场发生变化时，电容器会引起成比例的机械应力变化，即逆压电效应。当振动频率落入人耳听觉范围时，会产生噪音，即所谓的咆哮。相反，正压电效应是受力产生电场的过程。
笔记本电脑和手机对电源的要求越来越高，通常在电源网络上并联大量MLCC电容，如BUCK、BOOST当设计异常或负载工作模式异常时，架构电源容易产生咆哮。
在笔记本电脑中，当电脑处于休眠状态或启动摄像头时，很容易产生咆哮。
手机中最典型的案例之一是GSM所用的PA该电源线的特点是功率波动大，波动频率典型217Hz，落入人耳听觉范围(20Hz~20Khz)，当GSM通话时，用专用听诊器听电源线上的电容，很容易听到滋滋吼声。
1. BUCK电源通常有PWM和PFM两种工作模式。PWM工作模式时纹波较小，用于负载功耗较高的条件下，为避免BUCK在PWM在工作模式下，给电容器充电的开关频率进入人耳，引起咆哮，部分电源的开关频率故意避免20hz~20Khz开关频率。
2. 当电源处于轻负荷模式时，它会间歇性地工作，间歇性地输出几个脉冲，这种间歇性脉冲的频率也可能被听到。因此，我们也应该从电源或负载的角度进行优化PFM工作时间歇性脉冲的工作频率，避免咆哮。
3. 另一种是隐藏的状态。在项目初期，系统往往不稳定，负载在正常和低功耗模式之间反复切换，电源容易PWM和PFM这两种模式之间的重复切换种切换间隙，也可能引起咆哮，需要软件优化系统的稳定性，避免负载工作模式异常切换，避免咆哮。
4. BUCK当电感饱和电流选择不当时，可能会增加输出电流，误触发电源进入过流保护。电源在正常工作模式和过流保护模式之间反复切换，称为打嗝模式，也有可能引起咆哮。电感选择必须合适。
5. 开关电源本身纹波就大，多相开关电源具有纹波小、电流大的优点，通过交错相位，可以有效减小电源的纹波进而抑制啸叫。
6. 除了修改上述软件、参数和架构外，一个典型的方案是使用抗啸叫电容器，如村田KRM系列和ZRB系列。
其特殊的结构可以减少电容器的咆哮，吸收热量和机械冲击引起的应力，实现高可靠性。Ta电容，抗啸叫MLCC电压变动⊿V比早期小7~22%。
7. 布局时，还可以优化布局，电容器交错排列，抑制振动。
8. 有些人甚至提出了在电容器旁边挖槽来缓解咆哮。
以上是电容咆哮的原理和避免建议。