村田电子：顺应时代需求的新型电容器为何能在全球得到广泛应用

发布时间：2024-05-17 13:06
作者：AMEYA360
来源：村田电子
阅读量：693

　　随着汽车电动化和电子控制化的进展，车载计算机和电气部件也在逐渐向大功率化的方向发展。而构成这些车载设备电源电路的电子元器件也必须随之进行技术革新。太阳诱电集团携手全资子公司ELNA，开发并供应新型电容器“导电性高分子混合铝电解电容器”，从而推动实现大功率电源的高效化和小型化，为汽车行业的发展做出一份贡献。

村田电子：顺应时代需求的新型电容器为何能在全球得到广泛应用

　　汽车电子化不断发展，电源元器件也要跟进

　　从雨刷和电动车窗,再到行驶、转弯、停车等基本功能,一台现代化的汽车,各类机械装置都是由高精车载计算机进行精密控制的。而且近年来,越来越多的汽车开始装载运用高精信息处理技术的先进驾驶辅助系统 (ADAS),预计在不久的将来,还将出现进化版的软件定义汽车(software defined vehicles.SDv),即通过软件实现自动驾驶和高附加值车载功能的汽车。

　　今天的汽车就已经被称为“行驶的电脑”,而随着电动化和电子控制化的不断发展,今后的汽车还会继续进化成为“行驶的数据中心”。在此过程中,就必然需要装载更高性能的车载计算机和网络设备,以及需要更高功率的马达才能驱动的电气部件。一般情况下,这些车载设备的功能越向高精化发展,就越倾向于消耗更多的电力。为此就需要能更高效且稳定供给电力的电源电路。然而构成现有电源电路的电子元器件却并不能充分满足下一代汽车所需的技术条件。随着汽车的不断进化,车载电源电路中所装载的电子元器件也需要进行技术革新。

　　太阳诱电集团ELNA株式会社 电容器事业部技术开发部 部长 中村忠浩“我们扩充了新型电容器“导电性高分子混合铝电解电容器(以下简称混合型电容器)’的产品阵容,这将有助于车载设备大功率化所需的电源电路更进一步实现高可靠性、长寿命化、高效化和小型化。”太阳诱电子公司ELNA的中村忠浩如是说。

村田电子：顺应时代需求的新型电容器为何能在全球得到广泛应用

　　电容器等构成车载电源电路的电子元器件，必须选择高可靠性、长寿命、高效率的产品。而且随着车载设备性能的提升，对于这些电子元器件的技术要求也越来越严格。

    中村说：“车载电源电路的电容器大多采用多层陶瓷电容器(MLCC)以及更加符合耐高压化和大容量化需求的‘铝电解电容器’。但是铝电解电容器的技术已经充分成熟，在结构层面上已没有提高性能的余地，这就很难实现符合车载设备高性能化要求的特性”。

    开关电源也用于车载电源电路中，出现了通过提高开关频率来推动实现高效化和小型化的趋势。能在100kHz以上的环境下运行的电源电路已经投入使用，在运用新一代材料氮化镓(GaN)的功率半导体电路中，也开始应用1MHz驱动。而现有的铝电解电容器都还不能胜任这些用途。

     中村又说道：“混合型电容器的电解质同时采用传统的电解液和低电阻导电性高分子。因此与铝电解电容器相比，混合型电容器可以在更宽的频带和温度范围内降低等效串联电阻(ESR)。ESR是用于表示电容器的电气特性和可靠性性能的指标之一，ESR值越低，电容器在电源电路中的平滑特性和瞬态响应特性就越良好，可以获得稳定的输出功率。并且，混合型电容器具有能在高频率下吸收噪音等卓越特性，所以能满足车载电源电路的要求。”

村田电子：顺应时代需求的新型电容器为何能在全球得到广泛应用

　　可实现的特性因电容器的材料和结构而存在较大差异。混合型电容器可以在高开关频率下运转，并且适合处理电压电力较高的电源电路。这符合新一代车载电源的要求。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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　　株式会社村田制作所扩充了移动设备专用与车载专用的0603M尺寸(0.6×0.3×0.3mm)过热检测用PTC热敏电阻的系列产品，追加了标称电阻1kΩ系列，感知温度105℃、115℃的产品。本产品预定从10月起开始批量生产。　　PTC热敏电阻是Positive Temperature Coefficient Thermistor的缩写，PTC阻值在温度超过一定温度后剧烈上升，因此可在电路中起到过热保护的功能。　　随着智能手机和平板终端等移动设备的高功能化和小型化，电子部件的安装数量也不断增加。此外，在通信速度得到飞跃性提高的5G环境下，每个部件需要在单位时间内处理的信息量显著增加，部件的高负载带来发热量的激增，因此对过热检测部件的需求越来越高。　　此外，在符合AEC-Q200标准的车载用途中，随着LED插座的小型化需求增加，其内部用于过热检测的部件也有小型化趋势。　　鉴于此，村田通过改进陶瓷原料的成分和烧制技术，成功研发了标称电阻1kΩ系列的超小型0603M尺寸(0.6×0.3×0.3mm)产品。与旧型号PRF15系列(1005M尺寸)相比体积缩小约80%，贴装面积缩小了约70%。　　此外，这是村田PRF系列中首款使用无铅原料的无Pb产品，因此也有助于减少环境负荷。　　主要特点　　1.作为移动设备专用标称电阻1kΩ系列，实现超小型0603M尺寸，为高密度贴装和节省电路板空间做贡献;　　2. PTC热敏电阻体积小，可高速响应;　　3. 使用无铅原料的无Pb产品;　　4. 无触点，不会发生开启/关闭时的干扰;　　5. 使用无铅原料的无Pb产品;　　6. 不需要复杂的电路结构，可削减部件数量;　　7. 检测发热后，如果恢复正常温度便会自动返回原来的电阻值，可反复使用;　　8. 室温(25℃)的电阻值1kΩ、感知温度105℃、115℃的电阻值10kΩ.　　对于确保电子元件的最佳性能和防止电子元件因受热而损坏，热管理是一项十分重要的技术。有关村田PTC热敏电阻的应用说明和推荐IC，可参考：东芝的Thermoflagger™过温检测IC与PTC热敏电阻结合使用，提供过温保护解决方案的案例。　　今后，村田将继续扩充温度传感产品系列，以满足市场对高密度贴装和小型化的需求，并为此做出贡献。
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