Dieser Artikel analysiert anhand von Anwendungsbeispielen in intelligenten Zählern detailliert die Einsatzmöglichkeiten und Vorteile von MLCCs namhafter Hersteller wie Murata, Samsung, TDK und Taiyo Yuden in den Bereichen Spannungsversorgungsfilterung, Kommunikationsanpassung und Displaymodule und gibt zudem einen Ausblick auf zukünftige MLCC-Technologietrends.
Mit dem steigenden globalen Bedarf an intelligentem Energiemanagement ersetzen intelligente Zähler zunehmend herkömmliche mechanische Zähler. Um eine genaue Messung, Fernkommunikation, Entstörung von elektromagnetischen Störungen (EMI) und langfristige Systemzuverlässigkeit zu gewährleisten, setzen Ingenieure verstärkt auf Vielschicht-Keramikkondensatoren (MLCCs).
Aufgrund ihrer kompakten Bauform, hohen Zuverlässigkeit und hervorragenden Frequenzgang sind MLCCs in Anwendungen mit intelligenten Zählern unverzichtbar.
Im Leistungsstrompfad zwischen der Haupt-MCU des Zählers und dem drahtlosen Kommunikationsmodul werden MLCCs hauptsächlich für Hochfrequenz-Entkopplung, Rauschfilterung und Unterdrückung von Überspannungen eingesetzt.
Verwendete Modelle:
Murata GRM188R71C105KA12D – Geeignet für die Hochfrequenz-Entkopplung von 16-Volt-Stromversorgungsleitungen.
Samsung CL21B104KBFNNNE – Weit verbreitet zur Unterdrückung von Rauschen auf Stromebenen.
Diese Kondensatoren helfen, die Spannungsstabilität aufrechtzuerhalten und hochfrequentes Rauschen zu unterdrücken, wodurch eine zuverlässige MCU-Leistung und Kommunikationsstabilität gewährleistet wird.
Anpassung und Kopplung von Funkkommunikationsmodulen
Für Funkkommunikationsmodule wie LoRa, NB-IoT und Zigbee können MLCCs die Integrität des HF-Signals verbessern.
Anwendungsmodelle:
Taiyo Yuden UMK107B7103KAHT – Geeignet für Hochfrequenzsignalpfade von 100 MHz bis 500 MHz.
Tdk C1005X7R1H104K050BB – Kompaktes Design, geeignet für die Anpassung von Hochgeschwindigkeits-HF-Kanälen.
In der HF-Übertragung werden MLCCs zur Impedanzanpassung und Signalkopplung verwendet, wodurch das SNR und die Datenstabilität in rauschintensiven Umgebungen signifikant verbessert werden.
Anzeige- und Benutzeroberflächenmodul für Stromzähler
MLCCs bieten eine niederohmige Filterung und elektrostatische Immunität in der Stromversorgungsschaltung des LCD-Display-Moduls und der Touch-Tasten-Schnittstelle.
Empfohlene Modelle:
Samsung CL10A106MP8NNNC – Hochwertiges CV-Design (Kapazitäts-Volumen-Verhältnis) erfüllt die Filteranforderungen tragbarer Geräte.
Murata GRM033R61A104KE15D – 0201 Größe, geeignet für ultrakompakte Bedienfelder.
Ein in Deutschland ansässiger Smart-Meter-OEM setzte über 120 MLCCs pro Platine in seiner Dreiphasen-Energiezähleinheit ein und wählte dabei hauptsächlich Bauteile aus den Serien Murata GRM, Samsung CL, TDK C sowie Taiyo Yuden UMK.
Durch den Einsatz von hochfrequenten X7R-MLCCs in 0402-Bauform gelang es, die elektromagnetischen Störungen (EMI) in Zigbee-Modulen zu reduzieren, was zu einem Rückgang der Kommunikationsfehler um 36 % führte. Gleichzeitig ermöglichte der Einsatz von MLCCs mit hoher Kapazität im Stromversorgungsbereich eine Optimierung des Leiterplattenplatzes und Kosteneinsparungen bei der BOM.
Während das intelligente Stromnetz eine höhere Integration und Zuverlässigkeit erreicht, entwickeln sich MLCCs hin zu:
Kleineren Baugrößen (z. B. 01005) für platzbeschränkte Module
Höheren Spannungsbereichen (≥100 V) für die verteilte Leistungssteuerung
AEC-Q200-qualifizierten Bauteilen für die fahrzeugintegrierte Energiemessung
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