前段时间焊接了一块电源板,上电之后电容出现了啸叫现象,导致输出电压不正常,检查之后发现是因为电源的输出纹波过大导致的。因此,本文就简单介绍一下电源纹波与电容啸叫。
一、电源纹波
对于直流电源来说,理想情况下,其输出是一条平稳的直线,但是实际上,输出电压存在一定的波动,如下图所示,这个波动就是电源纹波。一般来说,电源纹波是百害而无一利的,因此,在电源电路的设计中,必须对电源纹波加以抑制。
二、电容啸叫
MLCC电容器发生啸叫的主要原因是陶瓷的逆压电效应,由于MLCC电容器的特殊结构,当在其两端施加一定的电压时,会引起成比例的机械应力的变化,使其发生一定程度的形变,此即逆压电效应。
将电源纹波与电容啸叫联系起来可以发现,电源纹波将导致施加在MLCC电容器两端的电压按照一定的频率不断变化,从而使施加在电容器两端的机械应力不断变化,导致电容产生一定频率的振动,当振动频率落入人耳可听的频率范围(20Hz-20000Hz)时,就会被人耳听到,此即电容啸叫现象。
三、实际测试
下图是电容啸叫情况下,电源芯片输出电压的纹波,可以看出,此时电源纹波的峰峰值为308.05mV,已经到了不可接受的程度了,而且其频率为2.59kHz,已经落入了人耳可听的频率范围,因此出现了电容啸叫现象。
为了解决由电源纹波引起的电容啸叫问题,在电路中加入了纹波抑制电容,再次测量电源纹波,如下图所示,此时纹波的峰峰值为13.526mV,对应频率为90.9kHz,因此,电容啸叫现象消失。
以上就是本次分享的全部内容,谢谢大家!
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