引言
傳統(tǒng)電子設(shè)備中使用了很多鉭電容器和鋁電解電容器，但近年來由于產(chǎn)品小型化和可靠性等問題，已逐步被陶瓷電容器替換。
隨著電子設(shè)備的多功能化和靜音化的發(fā)展，在筆記本電腦、智能手機(jī)（手機(jī)）、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、無線充電等的電源電路中，以前不起眼的陶瓷電容器產(chǎn)生的"嘯叫（聲音）"已成為設(shè)計(jì)方面的一個(gè)大問題。
在筆記本電腦中，由電源線上使用的陶瓷電容器產(chǎn)生的"嘯叫（聲音）"有時(shí)會(huì)成為問題。
如果將工作模式改為睡眠狀態(tài)/待機(jī)畫面等，筆記本電腦的內(nèi)部動(dòng)作將發(fā)生變化，因此"嘯叫（聲音）"的音量會(huì)根據(jù)工作模式而改變，聽到的感受也會(huì)有所不同。
本文對(duì)筆記本電腦電源線中的電容器產(chǎn)生的"嘯叫（聲音）"的對(duì)策、評(píng)估方法以及產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行介紹。
筆記本電腦中易于發(fā)生"嘯叫（聲音）"的工作模式
睡眠模式（降壓轉(zhuǎn)換器 : PFM模式）
液晶背光（升壓轉(zhuǎn)換器 : PWM調(diào)光）
攝像頭模式/重負(fù)載模式（間歇工作）
2筆記本電腦中易于發(fā)出"嘯叫（聲音）"的電容器
筆記本電腦中的電源線（DC-DC converter的一次側(cè)）多使用電容器。
若在該電源線上使用陶瓷電容器時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生嘯叫。
筆記本電腦電源線的簡圖（示意圖）
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筆記本電腦的電路圖（簡圖）
一般來說，容易產(chǎn)生"嘯叫（聲音）"的電容器
電容器尺寸大
靜電容量大
線電壓和電壓變動(dòng)（電流變動(dòng)）大。
同一條線上安裝了多個(gè)符合上述內(nèi)容的陶瓷電容器。
筆記本電腦電源線上的電容器容易產(chǎn)生"嘯叫"的原因
電源線電壓為10～20V，比較高。
為了給CPU、攝像頭、RF模塊等各電路供電，電壓容易發(fā)生變動(dòng)。
如果元件尺寸/靜電容量較大，由于施加電壓而導(dǎo)致的介電質(zhì)膨脹/收縮也會(huì)變大。
3嘯叫對(duì)策效果示例
與筆記本電腦中易于發(fā)生嘯叫的工作模式/具有高聲壓級(jí)的工作模式——睡眠狀態(tài)/待機(jī)畫面相關(guān)的嘯叫對(duì)策效果示例。
如果在電源線中使用陶瓷電容器時(shí)產(chǎn)生嘯叫
可以通過對(duì)產(chǎn)生嘯叫的電容器采取嘯叫對(duì)策來降低聲壓級(jí)！
4嘯叫的產(chǎn)生機(jī)制
為什么陶瓷電容器會(huì)產(chǎn)生"嘯叫（聲音）"？
下面對(duì)嘯叫產(chǎn)生機(jī)制和村田公司進(jìn)行的和嘯叫評(píng)估方法進(jìn)行說明。
多層陶瓷電容器上使用的鐵電體必須有壓電性。
存在電場時(shí)，發(fā)生失真，由于芯片膨脹、收縮，產(chǎn)生"嘯叫（聲音）"。
5嘯叫的評(píng)估方法
聲壓級(jí)測量
既然"聲音"就是問題所在，那么"聲壓級(jí)"就是主要的測量對(duì)象。
電波暗箱中使測量物體處在工作狀態(tài)，通過話筒，用聲級(jí)計(jì)測量聲壓級(jí)。
此外，為了評(píng)估和對(duì)策，用FFT分析儀確認(rèn)聲壓級(jí)的頻率特性。
電壓變動(dòng)測量
為了調(diào)查產(chǎn)生嘯叫的電容器，我們對(duì)"電壓變動(dòng)"進(jìn)行測量。
在被測物處于工作狀態(tài)時(shí)，確認(rèn)查電容器上是否施加了可聽頻率范圍（20Hz～20kHz）內(nèi)的紋波電壓。
關(guān)于聲壓級(jí)和電壓變動(dòng)關(guān)系
如果施加在電容器上的電壓變動(dòng)的頻譜在與聲壓級(jí)的頻率特性相同的頻率時(shí)變高（紅色虛線框內(nèi)），則可以確定該電容器是產(chǎn)生嘯叫的原因。
6筆記本電腦的嘯叫對(duì)策替換事例—電源線—
操作模式不同，聲壓級(jí)也不同
將筆記本電腦的工作模式改變?yōu)樗吣Ｊ?待機(jī)畫面后，筆記本電腦內(nèi)部的動(dòng)作會(huì)發(fā)生變化，因此聲壓級(jí)/電壓變動(dòng)也會(huì)發(fā)生變化。
所以，有必要對(duì)正在發(fā)生嘯叫的工作模式和容易發(fā)生嘯叫的工作模式分別進(jìn)行評(píng)估。
電源線中作為嘯叫對(duì)策對(duì)象的電容器（簡化電路圖）
粉色框表示電源線中容易產(chǎn)生嘯叫的電容，是采取嘯叫對(duì)策的對(duì)象。
在通過DC-DC轉(zhuǎn)換器分支到各電路之前，它們在同一條電源線上，電壓變動(dòng)幾乎相同。
因此，有必要針對(duì)該電源線上的所有電容器采取防止嘯叫的對(duì)策。
電源線的嘯叫對(duì)策不是替換部分電容器，而是將電容器全部替換為防嘯叫產(chǎn)品，從而可以將聲壓級(jí)進(jìn)一步降低。
按照電路［A-C］的順序，將普通電容器替換為防嘯叫產(chǎn)品。
通過增加替換為防嘯叫產(chǎn)品的電容器數(shù)量，逐漸降低聲壓級(jí)。
替換評(píng)估數(shù)據(jù)
本次評(píng)估使用的電容器產(chǎn)品
＜對(duì)策前＞
普通MLCC GRM31MR61E106KA01
↓
＜對(duì)策后＞
防嘯叫產(chǎn)品 KRM31FR61E106KH01
睡眠狀態(tài)
待機(jī)畫面
7防嘯叫產(chǎn)品介紹
嘯叫的原因及對(duì)策
在村田公司，如果因陶瓷電容器的影響而產(chǎn)生了嘯叫問題，會(huì)根據(jù)影響嘯叫的原因提出使用防嘯叫產(chǎn)品和元件配置等方面的建議，以應(yīng)對(duì)改善嘯叫問題。
來源：村田
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