村田 开发超小尺寸、超低功耗Type 2GQ GNSS模块 以匠心品质助力实现万物互联时代

Release time:2025-05-15
author:AMEYA360
source:村田
reading:965

  物联网强劲的技术革新力量,正在深刻地改变着我们的世界。它通过连接多种设备和系统,实现了数据的无缝流动和智能决策,从而推动了各行各业的转型和升级。从制造业到安全作业保障,从交通物流到智慧城市,物联网的应用十分普遍。这种无缝连接的能力创造出更加智能和效率更高的生活方式。在这一过程中,全球导航卫星系统(GNSS)发挥了至关重要的作用,作为室外定位导航中最成熟的技术之一,无论是智能可穿戴中的实时追踪,还是电动自行车上的准确定位,都能提供准确的位置信息,确保了多种 应用的顺利进行。

  市场与技术的双重驱动:持续升级的GNSS模块

  在几年前,定位系统充斥于生活方方面面的情节还仅见于各式的科幻影片,而今具备这一功能的产品已经以多种 形态步入了大众的生活,从智能可穿戴设备追踪定位,到为保障作业环境人员安全提供保障,再到对多种资产移动路径的准确把控,定位技术已经成为现代社会不可或缺的一部分。根据《GNSS Market Report》,2019年全球卫星导航产业市场规模为1507亿欧元,预计2029年市场规模将达到3244亿欧元。一方面,随着市场规模的持续扩大,为行业上下游带来了更多的商业机遇。无论是智能手机、汽车导航系统,还是畜牧业放牧追踪、电动自行车 移动定位,GNSS技术的应用场景越来越多样,市场需求不断增长。

  另一方面,随着技术的进步和智慧城市的升级,对GNSS模块的性能要求也随之提升。中国作为电动自行车生产、消费大国,2023 年全国规模以上累计生产电动自行车 4228 万辆,且预计至 2028 年,市场规模将由 172 亿美元增长至 242 亿美元。为提升电动自行车主动安全性能,中华人民共和国工业和信息化部于2024年发布了修订版《电动自行车安全技术规范》,进一步明确了为电动自行车增加北斗定位的必要性。

  因此,消费者和企业不仅需要更高的定位精度和更快的响应速度,还要求设备具有更低的功耗、更小的尺寸和更高的可靠性。这促使终端设备厂商需要在确保性能的基础上,采用更为灵活的设计方案来优化 GNSS 定位模块的硬件设计,提升能效比,以满足市场日益多样化的需求。

  “匠心品质+创新技术”,村田助力行业迈入互联未来

  作为“电子行业的创新者”,村田凭借深厚的行业经验和专有的技术工艺一直致力于电子元器件的技术革新,以匠心的设计理念为社会提供更优的产品。通过洞察市场发展的需求,村田开发了新型Type 2GQ GNSS定位模块,助力加速打造万物互联的时代。

村田 开发超小尺寸、超低功耗Type 2GQ GNSS模块 以匠心品质助力实现万物互联时代

  村田GNSS定位模块Type 2GQ

  从产品设计的视角来看,Type 2GQ GNSS模块(以下简称Type 2GQ)搭载了强悍的ARM Cortex-M33双核处理器,凭借其强劲的多任务处理能力,客户不需要再外接SoC/MCU,从而帮助节省终端产品的BOM。当Type 2GQ一个核心专注于卫星定位的同时,另一个独立核心能够灵活运行用户自定义程序,从而确保系统的高运行效率与稳定性。

  2GQ作为系统的核心控制器,保障了程序运行的流畅性,其模组封装更通过金属溅射树脂封装工艺,实现了镀层的均匀性,进一步提升了产品的可靠性。此外,内置的村田自产SAW滤波器有超低插损和超高的带外抑制作用,有效提升了信号接受质量以及模组的抗干扰能力,使其在复杂环境中仍能保持出色良好的稳定性。成熟模组化设计不仅可以帮助客户简化设计组装流程,更大大提升了使用的便利性。

  相较于市场上同类产品,Type 2GQ GNSS模块具有超小尺寸、高可靠性及超低功耗的杰出特性。它能够接收全球五大主卫星信号源——Beidou、Galileo、GLONASS、GPS及QZSS,从而实现全球范围内的准确定位。值得一提的是,该模块与中国本土芯片厂商紧密合作,提供了丰富的开放接口,包括UART、SPI、I2C、PPS、GPIOs以及ADC等。

  村田的Type 2GQ GNSS模块除了在性能稳定性、耐久性和安全性等方面表现突出,其在实际应用中的表现同样出众。在基于baseline的严格验证测试中,Type 2GQ模块能实现持续稳定的运行,即使在复杂遮挡的路段,依旧能保持较高的定位精度,优于多款其他测试产品,能满足客户在不同应用场景下的准确定位需求。

  

村田 开发超小尺寸、超低功耗Type 2GQ GNSS模块 以匠心品质助力实现万物互联时代


  村田Type 2GQ GNSS模块产品的多种应用领域

  目前,Type 2GQ模块产品已成功在多个领域实现应用,获得多个客户的满意反馈,其中尤以“可穿戴”、“定位”和“追踪”三大方向尤为突出。

  可穿戴: 该领域的应用更多的是健康监测与定位的结合,通过为作业人员配备具有Type 2GQ模块的可穿戴设备,能为工厂、空旷作业等环境下人员安全提供进一步的保障,监测其所在位置是否处于安全范围内,还可以配置传感器产品监测其生命体征。同时,还可为老弱人群的日常监护提供助力,帮助阿兹海默症以及幼小儿童减少走失几率。

  定位: 目前,该产品已成功协助中国知名厂商推出电动自行车出行方案,具有低功耗和小尺寸模块的集成解决方案,支持GNSS和GPS技术,新一代LTE模组采用强悍的ALT1350芯片组,在小尺寸、功能丰富的解决方案中功耗非常低 ,适用于包括iSIM/NTN在内的物联网应用,可用于支持高精度迅速启动卫星定位导航。

  追踪: 用于对个人资产的移动监测,包括畜牧业、物流、生产设备等领域,用以保障资产安全。以赛鸽赛事的应用为例,通过为其配备定位产品,可以帮助监测赛鸽的行动轨迹,判断定向能力、跨越地表障碍等情况,掌握飞行规律,为判定优劣提供依据,还可了解迟归和丢失原因,同时预防作弊。这也要求定位产品需要具备更低功耗、更高准确度、更小尺寸的性能,而村田的Type 2GQ模块能充分满足这一需求。

  村田匠心之道:高效 支持助力互联未来

  在当今竞争激烈的市场环境中,产品的可靠性和支持服务已然成为企业赢得客户信赖的核心要素。村田产品的优势不仅体现在出众的性能和质量上,还在于其全面而高效的后续服务支持以及对行业需求的深刻理解和准确把握上。

  为切实助力客户降本增效,村田从前期实验入手,构建完善的配套服务流程,不仅能够根据客户需求为其同步提供测试、评估工具EVK,帮助节省项目时间,还建立了完善的售后服务体系,为客户提供及时、专业的售后支持。客户遇到多种问题,村田的专业技术团队都能迅速响应,提供迅速有效的解决方案。

  随着物联网技术的迅猛进步,物联网的大范围应用不仅将改变传统行业的运作模式,还将催生出新 的商业模式和市场机会。作为电子行业的领军创新者,村田深知,物联网的发展将依赖于高效、稳定和安全的电子元器件及解决方案。未来,村田将继续发挥其在电子元件和模块领域的优势,推动技术创新和产品升级,以适应市场的迅速变化,为未来的物联网世界提供更加 稳定和安全的解决方案,从而推动整个行业的持续发展。

  关于村田制作所

  村田制作所是一家全球性的综合电子元器件制造商,主要从事以陶瓷为基础的电子元器件的开发、生产和销售业务。致力于通过自身开发积累的材料开发、工艺开发、商品设计、生产技术以及对它们提供支持的软件和分析评估等技术基础,创造独特产品,为电子社会的发展做出贡献。


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村田丨数字孪生:在数字空间中再现现实空间的“双胞胎”
  近些年来,“数字孪生”一词在IT新闻等当中出现得越来越多。“数字孪生”是指利用现实空间(物理空间)的信息,在数字空间(网络空间)中再现虚拟现实的方法。人们期望通过在数字空间中创建现实空间的双胞胎,产生以前无法获得的价值。您一定很好奇,数字孪生有什么应用场景,需要哪些支撑技术吧?  数字孪生:在数字空间再现现实空间的“双胞胎”  数字孪生,不再是科幻!  “数字孪生”一词的热度近年来已经仅次于人工智能。  据了解,日本国家和东京都在努力实施城市的数字孪生。日本数字厅提出了与日本经济产业省、日本国土交通省等合作实现“构建数字孪生”的目标。为了在数字空间中再现虚拟城市,从而达到未来无人驾驶汽车等自动移动工具的运行目的,正在力争利用3D地理空间信息、气象状况、交通状况等构建数字孪生。  作为其中的一项尝试,静冈县正在致力于构建“VIRTUAL SHIZUOKA(虚拟静冈)”,以1:1的比例在虚拟空间中将静冈县作为点的集合再现。东京都也正在实施“数字孪生实现项目”,期待将其应用于防灾、城市建设、移动、环境和旅游等行业。  数字孪生已经不仅限于上述智慧城市类的应用。在民间,抢先利用数字技术的公司也越来越多地引入数字孪生。数字孪生正在“实现持续运转工厂”、为技术人员提供远程支持以及新领域技术开发等方面发挥积极作用。  数字双胞胎与物理信息系统的关系  数字孪生中的“孪生”就是双胞胎的意思。数字孪生就是在数字世界中创建的现实世界双胞胎。利用传感器和摄像头等将现实世界中的物体的状态作为数据获取,然后在数字世界中再现。  如果能够以高精度在数字世界中再现现实世界的物体,就能在数字世界中确认与现实世界相同的行为。例如,考虑创建工厂的数字孪生。如果尝试长期连续运行该数字工厂,就能掌握未来的问题和修理时间。这使我们能够在不损坏现实世界的设备的情况下验证未来的状况。  与数字孪生类似的术语是“信息物理系统(CPS)”。信息物理系统也是获取现实世界的数据并在网络空间即数字空间中进行分析。在此基础上,在信息物理系统中会反馈分析结果以改进现实世界的状态。  可以看出,数字孪生和信息物理系统是相似的概念,因为它们的目的都是通过同步现实世界和数字空间的状态来创造新的价值。如果我们仔细研究这些概念,就会发现数字孪生的主要目的是在数字空间中再现现实世界并利用分析结果,而信息物理系统的不同之处在于,它的目的是构建一个通过向现实世界反馈来进行改进的循环。也就是说,可以将数字孪生视为信息物理系统的一个要素。  03  数字再现,需要哪些基础科技?  实现数字孪生需要哪些系统构成要素?这些要素需要通过哪些技术手段才能获取?  数字孪生的主要构成要素有以下4个:  数据获取  数据收集  分析与解析  反馈  为了在数字空间中掌握现实世界的当前状态,需要实时获取数据。为了对传感器等获取的数据进行分析和解析,需要在数字空间中进行数据收集。此外,还需要一个能够对收集的数据进行高度分析和解析的平台。为了将这些结果反馈到现实世界并能够充分利用,还需要前沿技术。  这里要考虑的一件事是获取的数据的质量。无论数据收集机制和分析平台有多好,如果数据本身的质量很差,就很难从中产生价值。要知道,为了利用数字孪生创造价值,仅仅获取数据是不够的,数据获取的频度、所需数据的种类以及将数据数字化时的精度等也是通过数字孪生创造价值时需要讨论的基本项目。  可以看出,实现数字孪生,需要很多前沿的技术来支撑。  数字孪生是通过结合多种技术而实现的。获取数据时使用了多种传感器技术。如果创建工厂的数字孪生,现有生产设备生成的日志数据非常重要,如果使用数字孪生再现飞机或汽车等,则需要发动机、电机等多种控制数据。在创建城市和社会基础设施的数字孪生时,可能需要温度、湿度、建筑物和道路的3D数据、行人和车辆的实时位置信息等。来自摄像头的图像和视频、来自麦克风等的声音等数据也可用于构建数字孪生,可以认为是广义的传感器。  然而,仅仅收集这些数据并不能带来数字孪生的好处。为了实时收集来自传感器、测量仪器等的信息,无线通信通常能发挥作用。有时还因使用高清图像而需要进行大容量通信,或者需要低延迟性和高可靠性。  人们对低廉成本、可长时间驱动的电池设备的需求也很高。为了满足这些条件,需要有效利用能够实现高性能的无线通信方式,例如前沿的5G网络和目前已经开始标准化的6G等。如果位于工厂等有限的区域内,也可以考虑使用Wi-Fi和本地5G等。显然,在数字孪生中,从数据获取到数据收集的部分与实现物联网(IoT)所需的基础设施有很多重叠的部分。  接下来,分析收集到的数据需要很强的计算能力,因此使用配备高性能计算机的数据中心和云服务。在从未知数据之间的关系进行推断时,使用AI(人工智能)也是一个重要因素。通过数字孪生在数字空间中能在多大程度上再现现实世界的状况取决于这些分析和解析的能力。  此外,还需要一种机制将数字空间中获得的知识反馈到现实世界。数字孪生分析的结果不仅可以通过机械的方式反馈给控制设备,还可以使用AR(增强现实)、VR(虚拟现实)等数字空间可视化方法,通过人反馈到现实世界。  数字孪生,有哪些应用?  构建数字孪生可以带来在现实世界中是不可能实现的多种效果。如果构建监控工厂设备的数字孪生,则可以通过在数字空间中监视状态来检测故障迹象。如果能够事先进行检查和维护,将有助于预防故障造成的问题和停机,为业务创造积极的价值。  同样,使用数字孪生可以模拟现实世界的系统。通过在工厂和农场使用数字孪生进行模拟,可以讨论多种有效的运营模式,并将其应用于实际运营中。通过AR或VR反馈模拟结果,可以提供虚拟培训,还可以让经验丰富的作业人员远程指导现场的年轻作业人员。  数字孪生可以模拟现实空间的事件并监控、分析和监视现实世界,以及进行现实世界中难以进行的测试  数字孪生的另一个有用的地方是用于开发和未来预估。  例如,在开发无人驾驶汽车时,使用实际的汽车和行人来验证防撞效果是不现实的。在为调查生产设备耐久性而进行的破坏性测试等当中,如果将实际的设备一直使用到损坏,就会导致生产线停止。现实世界中无法实施的条件在数字孪生的数字空间中是有可能实施的。利用数字孪生,可以实现诸多目标,例如通过反复避免碰撞来改进无人驾驶汽车的软件,或者验证生产设备在发生超出想象的海啸或地震时的表现。如果构建地理信息的数字孪生,还有可能帮助进行灾害预估、尽早掌握受灾损失、预防次生灾害等。  除此之外,正如在与信息物理系统相关内容中介绍的那样,还可能涉及向现实社会进行反馈。预计数字孪生有望用于实时决策和系统控制等。
2026-04-28 09:56 reading:310
OFC2026,村田展示了哪些光通信相关产品与技术?
  近年来,以生成式AI的普及以及云服务的持续扩展,数据通信量正在迅速增长。伴随这一趋势,以AI数据中心为代表的数据基础设施对高速处理能力以及大容量数据传输能力提出了更高要求。与此同时,在全球电力需求增加的背景下,数据基础设施也需要兼顾高效率与低功耗运行。  在这一趋势下,能够将电信号转换为光信号,并通过光纤实现高速、大容量、低功耗数据传输的光通信技术,正变得愈发重要。  基于此,村田制作所正将以往在电子元器件开发与制造过程中积累的材料、设计、工艺以及量产等基础技术应用于光通信相关产品,致力于提供兼顾小型化、高性能与低成本的解决方案。  特别是在当前持续扩张的AI数据中心场景中,能够在电信号与光信号之间相互转换、并通过光纤进行数据收发的光收发器及共封装光学元件(CPO)作为系统核心部件得到大量应用。这些设备由众多部件构成,例如光IC、电子IC及其封装基板、用于优化光输入与输出的光纤阵列等,是村田公司技术能力可以充分发挥作用的重要领域。  为此,村田制作所于2026年3月17日至3月19日出展美国洛杉矶举办的光通信技术展览会“OFC2026”,展示了有助于提升下一代网络性能的自主研发电子元器件与解决方案,并首次公开展示了村田光通信相关产品与技术。  参展产品亮点  在“OFC2026”上,村田重点介绍能有助于发挥光收发器和共封装光学元件性能的开发产品,例如利用高频设计技术、LiNbO3的高频滤波器相关知识与量产经验所开发、支持3.2Tbps(Terabits per second)以上高速传输的光调制器等。LiNbO3(铌酸锂)是在光学、电子工程以及声学领域被广泛应用的一种多功能单晶材料,作为下一代光通信技术和高性能设备用材料而备受关注;Tbps表示数据传输速度的单位,1Tbps表示每秒可进行约1万亿比特的收发。具体来说,村田主要展示的四款光通信相关产品系列是:  TFLN EO Modulator  村田展示的TFLN EO Modulator是面向光收发器及共封装光学元件、具有超过100GHz的EO带宽的光调制器。支持400Gbps/ch PAM4,支持1.6Tbps通信及今后的3.2Tbps高速通信。  TFLN(Thin Film Lithium Niobate),即薄膜化的铌酸锂。作为适用于以高速、低功耗方式对光信号进行调制的下一代光通信技术材料而备受期待;EO带宽表示在将电信号调制为光信号时,能够进行调制操作的频率范围的指标。PAM4使用4种不同信号电平来传输信息的调制方式。  LTCC Substrate  LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)低温共烧陶瓷的、面向超过1.6Tbps光收发器及共封装光学元件的基板。具备优良的高频特性,通过抑制高温环境下的变形,在温度变化时也能实现稳定的光通信质量。LTCC相比一般陶瓷,可在较低温度下烧结,具有优良的高频特性和可靠性。  Optical Sub-assembly  在LTCC基板上设置光波导、微透镜及镜子,实现高度自由的器件布局,并在光输入输出部分抑制因光纤与光子集成电路位置偏移而产生的耦合损耗的概念产品。  Organic Electrical & Optical Substrate  村田自主研发的薄型且可设计任意形状电路的LCP基板上叠加光波导层,形成可传输光与电两种信号的概念产品。  除本次展出的产品系列之外,本公司还将陆续推出面向传感及光量子计算等领域的系列产品,充分发挥公司长期积累的技术与经验,为Society 5.0的实现提供支持。今后,本公司也将继续与各利益相关方保持沟通,进一步提升产品制造与研发能力,持续推动对光通信市场的贡献。
2026-04-28 09:21 reading:278
村田丨UWB智能门锁落地,谁是背后的重要推手?
  在智能家居领域,智能门锁无疑是非常成功的单品之一。市场的驱动下,在过去短短的几年中,智能门锁方案已经进行了多次的迭代。而随着UWB(Ultra-Wideband,超宽带)技术的兴起,UWB智能门锁凭借特别的优势,有望成为智能门锁市场中一股极具潜力的“新势力”。  而每一个希望能够享用UWB智能门锁市场盛宴的玩家,都免不了工程化设计的挑战,即从基础性的芯片开发起步,到一个商用产品最终迅速、顺利地落地。  在UWB领域,村田制作所(Murata)就正在扮演着这样一个“工程化加速器”的角色。  通过与芯片供应商的深度合作,利用其陶瓷材料、高密度封装(SiP)和射频调试能力,村田基于SiP 模组化技术与系统集成策略,将UWB 芯片、滤波器、晶振、电感等射频外围组件全部整合在一个很小的模组内,为智能门锁厂商提供了一个“开箱即用”的模组化解决方案。相比于传统的“板载芯片(CoB)”设计,村田模组可减少约75% 的安装面积,门锁设计师可以在有限的正面面板空间内便利地多根 UWB 天线,且不影响门锁的工业设计。  图1:点击图片查看村田Type 2AB UWB模组详细介绍(图源:Murata)  Type 2AB模组是村田在智能门锁市场的高性能主干方案。该模组在仅有10.5 x 8.3 x 1.44 mm 的SiP 封装内,集成了Qorvo QM33120W 芯片、Nordic nRF52840 蓝牙SoC、ST 三轴加速度计以及相关的时钟和滤波组件。  这种模组化方案对智能门锁设计企业而言,其意义体现在四个方面:  1.减小射频设计难度  UWB 工作在6.5 GHz 以上的高频段,射频(RF )走线和阻抗控制对普通硬件团队很有挑战。村田在模组内部已经完成了复杂的射频匹配,开发者只需要专注于从模组引脚到天线的50Ω 走线,大幅降低了由于射频经验不足导致的信号衰减风险。  2.原生支持多天线降低设计门槛  在天线设计方面,村田的UWB 模组不仅仅是提供一个射频接口,而是通过高度集成的封装技术、先端材料以及配套的软硬件方案,大幅降低了开发者在智能门锁这种复杂金属环境下的设计门槛。对于智能门锁而言,只有测距是不够的,还需要知道用户是在“门外”还是“路过”。村田UWB模组引出了3 个天线端口(1 个BLE,2 个UWB),支持到达相位差(PDoA)技术,通过两根UWB 天线,设备不仅能测量与目标的距离(精度±10cm),还能计算出目标相对于自己的角度(AoA),从而实现切实的3D 空间定位。  3.高集成度加快产品落地  村田Type 2AB 是一个All-in-One 设计的UWB 模组,它集成了UWB芯片、BLE SoC以及三轴加速度计。采用UWB(通道5和9)和BLE 5.2射频技术,低电流消耗,封装尺寸很小。其中的nRF52840 BLE SoC拥有的高处理性能(1MB Flash / 256KB RAM),足以直接运行门锁的业务逻辑、加密协议和蓝牙通信协议栈。此外,模组本身已经完成FCC/IC/MIC(Japan) 无线电认证,终端产品中可以相应地省去无线认证时间,加快最终产品落地。  4.出众的功耗管理能力实现低功耗  Type 2AB模组集成的低功耗蓝牙芯片Nordic nRF52840可用于唤醒UWB和更新固件(FW )。当设备处于静止状态时,高功耗的UWB 保持休眠。当门锁与手机的蓝牙链接以后,UWB功能被唤醒,并进行开锁关锁的判断。  基于已有的UWB模组,村田推出的智能门锁方案已在CES 2026展台上进行了展示。如果您正在寻找一个既能处理蓝牙连接,又能进行高精度UWB 测距,还能直接运行应用程序,且对功耗和尺寸有严格要求的全能型方案,村田Type 2AB UWB模组将是您的不二之选。  图2:基于村田Type-2AB UWB模组的智能门锁方案框图(图源:Murata)  总结:生态赋能,未来可期  全球智能门锁市场正处于从传统电子锁向“全连接”智能锁转型的黄金五年。Future Market Insights预估,全球智能锁市场预计将从2025年的28亿美元增长到2035年的约84亿美元,在预估期内绝对增长56亿美元。这意味着总增长率为200.0%,预计2025年至2035年市场将以11.6%的复合年增长率(CAGR)扩张。  UWB 技术的市场渗透率亦将呈现出类似于当年蓝牙耳机(TWS)的发展曲线。目前,UWB 系统(芯片 + 模组 + 授权费)的成本仍是制约其进入千元以下低端市场的障碍。然而,UWB芯片厂商正通过规模效应不断降低芯片单价,村田等厂商通过先端的SiP 封装减少了组件和测试成本。预计到2027 年,UWB 模组的综合成本将降至目前蓝牙模组的1.2-1.5 倍左右,这将引发一轮存量市场的更换潮,特别是针对公寓、长租房和智慧化办公楼。  展望未来,UWB 在智能门锁中的角色将不再局限于“身份验证器”,Qorvo 和村田已经在参考设计中加入了雷达感知功能,用于跌倒检测与微动感知,安装在门口的智能门锁可以利用UWB 雷达原理监测玄关区域。如果独居老人跌倒,或者有陌生人在门外长时间徘徊,门锁不需要摄像头即可通过分析无线信号的信道特征变化即可识别出这些行为,并在后台发出警报。  UWB 技术以出色的安全性、很高的定位精度和日益完善的生态建设,正在迅速切入到智能门锁市场。Qorvo 作为芯片创新的源头,提供了从硬件加密到多天线相位处理的底层算力;村田作为系统工程的纽带,通过SiP 模组化策略填补了芯片厂商与成品厂家之间的工程沟壑。  经过多年的努力,Aliro协议终于在今年2月落地,智能门锁将告别“单打独斗”的时代,进入实际意义上的“无感准入”和“空间智能”阶段。对于门锁制造商而言,深度参与到UWB生态系统建设,将是获取未来十年智能家居安全市场领导地位的关键路径。
2026-03-31 13:01 reading:585
应用示例 | MURATA村田IoT(UWB)应用中的村田聚合物铝电解电容器
  随着数字化转型及云服务的扩大,作为通信方式之一的UWB无线通信(Ultra Wide Band,超宽带无线通信)等IoT (Internet of Things,即物联网)设备开始普及。这种UWB无线通信被配备在以预防丢失为目的的智能标签和智能钥匙等高功能小型设备上。UWB无线通信具有先进的位置检测性能和高安全性,今后有望在多个领域得到普及。  UWB市场趋势&技术课题  但是,由于超宽带无线通信在接收和传输数据时会增加通信负荷,因此需要在有限的空间内提供充足电力的电源。因此使用UWB通信时所面临的问题是“缺少一款适合通信负荷峰值输出的蓄电设备(电池)”。  此外,由于接收和传输数据时需要峰值输出,如果按照峰值输出来设计设备的电源,就会出现“电源尺寸过大”、“成本过高”等问题。  比如,如果按照峰值输出设计,电源尺寸就会变大;而如果优先考虑电源尺寸的小型化,纽扣电池等小型电池也难以达到峰值输出(下图)。  作为上述问题的解决方案,可以考虑将村田聚合物电解电容器ECAS系列与电池一起使用,使其成为辅助设备。  什么是聚合物铝电解电容器?  村田的聚合物铝电解电容器(ECAS系列)阳极采用层叠结构的铝箔,阴极采用聚合物,具有低矮、低ESR、大容量的特点。可以瞬间汲取大量电流。  此外,由于没有静电电容的DC偏压特性,亦具备稳定的温度特性,因此具有良好的纹波吸收、平滑滤波、过渡响应性能。因此,可用于多种电源电路输入输出级的平滑滤波及对CPU周边负载变动的备用。由此为削减部件数量及缩小电路板面积做贡献。  使用电路示例  为解决上述UWB在IoT应用中的课题,可考虑ECAS系列用于如下所示的电路。此时,电源尺寸不变,瞬间辅助峰值输出。  使用ECAS的优点  首先,使用ECAS可以实现IoT设备中电池的长寿命化。  我们对使用纽扣电池(CR2032)时的电池寿命进行评估(下图)。使用评估板对UWB通信(最大峰值电流130mA、发送4次+接收2次)时的电池压力进行了评估。电压下降到1.4V以下时通信动作停止。  此外,通过将 ECAS 与纽扣电池组合,辅助纽扣电池的峰值输出。通过 ECAS 的辅助抑制纽扣电池在通信时的峰值电流,可以减小电压降,实现稳定的通信运行。  通过与ECAS组合可抑制通信时的峰值电流,减少电压降低。电池+ECAS_100uF方案下,可减少通信时的电压下降,在电池利用率(DOD)60%⇒80%范围内通信,将电池耐久性提高1.3倍。
2026-03-09 17:07 reading:973
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