同事查了三天都没查出来的车载显示屏电感啸叫问题！知道原因之后我绷不住了
电感电容的啸叫问题，我们经常可以听到类似的话题，但是，当真正遇到了，我们该如何解决此类问题呢？今天就着这个话题分享一个实际遇到的案例，希望可以带给大家更多解决问题的思路。
本文主要内容包括：
1、什么是啸叫？
主要有MLCC电容啸叫和电感啸叫两种，并对这两种啸叫做了详细的讲解。
2、实例分析：液晶屏产品啸叫问题
1、什么是啸叫？
啸叫一般发生在MLCC电容、电感等元器件上。
MLCC电容器啸叫
MLCC电容器发生啸叫主要是由陶瓷的压电效应引起的，准确来说是陶瓷的逆压电效应。MLCC电容器由于其特殊的结构，当施加在两端的电场变换时，可以引起成比例的机械应力的变化，此为逆压电效应，当振动频率落入人耳听觉范围内时，就会产生噪音，即所谓的“啸叫”。
如上所示，MLCC两端加上大幅度变化电压后，陶瓷电容产生逆压电效应，MLCC形变振动并传递到PCB板上发生共振。当电压信号的频率在20Hz~20kHz人耳听觉范围内，则能听到电容在啸叫。
哪些场合MLCC电容啸叫明显?
较大的交变电压，频率在20Hz到20kHz之间，使用X7R/X5R类中高容量MLCC，会产生明显的啸叫，如开关电源、高频电源等场合。
逆压电效应：当在压电材料表面施加电场（电压），因电场作用时电偶极矩会被拉长，压电材料为抵抗变化，会沿电场方向伸长。这种通过电场作用而产生机械形变的过程称为“逆压电效应”。逆压电效应实质上是电能转化为机械能的过程。
电感啸叫
DC/DC开关电源的开关频率频率落在20~20kHz的音频范围，且周期性变化的电流经过电感线圈而产生交变磁场，使得该电感线圈在交变磁场作用下像“喇叭”一样在几乎固定的频率上产生机械振动而发出啸叫。
啸叫声音的大小与电感绕制的质量有一定关系，绕制较松，其产生的啸叫声将较大。
引起DC/DC电路电感啸叫的原因
1、负载电压过高。如果负载为空或轻负载，就会触发过压保护，停止开关，如果电压降下来，就会重启工作，从停止到重启的时间容易落在音频范围内；
2、负载电流过大。DC/DC芯片内部有一个限流保护电路，当负载超过IC内部的开关MOS管的最大电流时，限流电路检测电路就会调整芯片内部的占空比，或者停止工作，直到检测负载电流在标准范围内时，再重新启动正常的工作开关。如果从停止开关到重启开关的时间周期正好是20~20kHz的频率范围内，就会导致电感的的震动频率被人听到；
3、电路产生自激。电源电路在设计时，稳定性不够，当负载产生变化时，容易自激，当自激的频率在音频范围内，将引起啸叫；
4、轻载模式下开关电源由于PWM模式转向PFM模式时，其开关频率范围降低，由此产生的噪音刚好落入人的听觉范围之内，由此产生啸叫；
2、实例分析：液晶屏产品啸叫问题
某车载大屏产品，客户反馈产品样机上电后，耳边可以听到有类似“耳鸣声”。样机拿回来后判断是板子上元器件啸叫的声音，不过尴尬的是设计这款产品的同事自己听不见，笑死了，查不到问题的原因竟然是耳朵听不见。。。而我隔着一米多远都能听见（ps：不是年纪太大听不见，我的同事经常戴耳机，估计听力有所损伤，过滤掉了那个频段的声音，提醒各位打工人，长期戴耳机有损听
失，而屏幕本身有400mA左右的功耗，接上发生啸叫，不应该是这种问题。
并且有实际测试屏幕相关的buck电路，boost电路的开关频率也不在人耳可听的频率范围内。因此考虑啸叫声可能不在板子上，有可能在屏幕上，因为屏幕上有个调光用的boost电路。难道屏幕驱动板上的boost电路开关频率只有十几kHz，这么小频率那电感得选多大才行，扒开一看，电感也不大，才10uH，好像也不对。
看来要查清这个问题，得把这块电路拿过来，分析下电路和这个boost芯片才行，跟供应商要到内部电路图，查到该芯片的有个调光引脚频率在100Hz~30kHz之间。如上图，PWM调光频率的信号是我们主板提供的，跟软件工程师沟通得知，目前用的频率正是在20~20kHz范围内，是11kHz，如下图所示是测量的芯片的PWM信号的频率以及boost内部的开关频率。
猜想听到的啸叫声就是这个11kHz，让软件将频率改成了25kHz，上电啸叫声消失，问题解决。点到为止，相信大家看下来应该大致已经明白了，那么，关于这块大家还有什么疑问，欢迎留言区评论。
