當在音頻范圍內的頻率下工作時(shí),某些表面貼裝電容器會(huì )表現出噪聲。最近的設計使用10μF,35V X5R 1206陶瓷電容器,該電容器會(huì )產(chǎn)生明顯的聲音噪聲。要使這樣的板靜音,可以使用Murata和Kemet等制造商的聲學(xué)靜音電容器。不幸的是,它們往往比標準零件成本更高。另一種選擇是使用具有更高額定電壓的電容器,這可以降低噪聲。這些零件也可能比標準電容器貴。第三種方法是對PCB(印刷電路板)進(jìn)行物理更改。
施加電壓時(shí),陶瓷電容器會(huì )膨脹,而降低電壓時(shí),陶瓷電容器會(huì )收縮。隨著(zhù)電容器尺寸的改變,PCB會(huì )彎曲,這是因為電容器的端部通過(guò)焊料機械地耦合到PCB上(參考文獻1)。
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圖1a顯示了沒(méi)有施加電壓的電容器,圖1b當您向電容器施加電壓時(shí),顯示了PCB彎曲的夸大情況。施加電壓會(huì )使PCB像揚聲器一樣工作。牢記這一事實(shí),請考慮兩種改善情況的方法。第一種技術(shù)相對簡(jiǎn)單:如果您的電路使用一個(gè)電容器,則用兩個(gè)并聯(lián)電容器替換,每個(gè)電容器的容量為噪聲電容器的一半。這種方法使您可以在板的頂部放置一個(gè)電容器,而在板的底部放置另一個(gè)電容器。電容器彼此直接位于上方,并且它們的方向相同。當上部電容器試圖使電路板向下彎曲時(shí),下部電容器試圖使電路板向上彎曲。這兩個(gè)應力趨于相互抵消,PCB產(chǎn)生的聲音很小。

圖1 施加電壓(a)時(shí),陶瓷電容器會(huì )膨脹;降低電壓(b)時(shí),陶瓷電容器會(huì )收縮。
添加第二個(gè)電容器會(huì )增加成本,但不及將噪聲電容器替換為可能不會(huì )產(chǎn)生噪聲的電容器要多。Digi-Key的陶瓷電容器售價(jià)約為27美分(1000)。Kemet的KPS系列靜音部件的價(jià)格約為1.50美元。第二種方法涉及在PCB的電容器兩端附近制作一個(gè)插槽(圖2)。當電容器膨脹和收縮時(shí),它僅使PCB的一小部分彎曲,這將減少噪聲。

圖2 添加第二個(gè)電容器會(huì )增加成本,但不及將噪聲電容器替換為可能不會(huì )產(chǎn)生噪聲的電容器要多。
五個(gè)并聯(lián)的10μF,25V陶瓷電容器的測試表明,在PCB的頂部放置三個(gè)電容器,在底部放置兩個(gè)電容器可以將噪聲降低14 dBA(聲學(xué)分貝)。在五個(gè)電容器的兩側布線(xiàn)一個(gè)槽可以將噪聲降低15 dBA。兩者都大大降低了噪音。Murata JG8系列電容器可將噪聲降低9.5 dBA。結合這些技術(shù)應進(jìn)一步降低噪聲。 |