این مقاله از طریق مطالعات موردی عملی، کاربردهای خازن‌های سرامیکی چندلایه (MLCC) در طراحی ساعت‌های هوشمند از جمله اتصال مدار باز، فیلتر کردن و تطبیق سیگنال را تحلیل می‌کند و همچنین انتخاب اندازه، انتخاب مواد و جهت‌گیری‌های آینده را پوشش می‌دهد.
I. زمینه پروژه: چالش‌های موجود در سیستم‌های قدرت سمارت‌واتچ
ساعت‌های هوشمند به عنوان دستگاه‌های پوشیدنی با ادغام بالا، باید عملکردهای پیچیده‌ای مانند اتصال بلوتوث، نمایشگرهای لمسی، مانیتورینگ ضربان قلب و ردیابی GPS را در یک فاکتور فرم بسیار کوچک فراهم کنند. یکی از چالش‌های مهندسی برجسته، حفظ ثبات قدرت و حفظ صحت سیگنال‌های RF در میان زیرسیستم‌هاست.
II. نقش چندکاره‌ی MLCCها در ساعت‌های هوشمند
MLCCها به عنوان اجزای چندکاره روی برد مدار چاپی (PCB) ساعت هوشمند عمل می‌کنند:
MLCCها به دلیل اشغال فضای کم و قابلیت اطمینان بالا، پرکاربردترین قطعات غیرفعال در ساعت‌های هوشمند هستند. یک ساعت هوشمند ممکن است دارای بیش از 250 عدد MLCC باشد که عمدتاً در ابعاد 0402، 0201 یا حتی ابعاد فوق‌العاده کوچک 01005 تعبیه شده‌اند.
III. تحلیل موردی: استفاده از MLCCها برای ایجاد معماری تغذیه پایدار
در یک پروژه بهینه‌سازی معماری تغذیه برای یک برنده محبوب ساعت هوشمند در اروپا، طراحی اولیه با مشکل نویزهای تپشی در خروجی مبدل DC-DC مواجه بود که باعث ناپایداری‌های دوره‌ای در ارتباط BLE می‌شد. تیم مهندسی استراتژی بهینه‌سازی MLCC زیر را اعمال کرد:
این بهینه‌سازی موجب کاهش نرخ خطا در ارتباطات BLE از ۸٪ به کمتر از ۰.۵٪ شد و مصرف توان در حالت استندبای به‌طور قابل‌توجهی را پایدار کرد.
چهارم. بهبود یکپارچگی سیگنال: خازن‌های MLCC در ماژول‌های RF
در مسیرهای RF با فرکانس ۲.۴ گیگاهرتز، انتخاب خازن MLCC بسیار حیاتی است. استفاده از انواع نامناسب دی‌الکتریک یا مقادیر ظرفیت نادرست می‌تواند منجر به اعوجاج سیگنال، VSWR بالا یا ناهمخوانی امپدانس شود.
طراحی‌های موفق دستورالعمل‌های زیر را رعایت می‌کنند:
پنجم. روندهای آینده: خازن‌های MLCC فوق‌العاده کوچک و تعبیه‌شده
با کاهش ضخامت ساعت‌های هوشمند به کمتر از ۱۰ میلی‌متر، تولیدکنندگان خازن MLCC در چند جهت پیشرفت می‌کنند:
این نوآوری‌ها به طور قابل توجهی انعطاف‌پذیری طراحی و یکپارچه‌سازی سیستم را در دستگاه‌های پوشیدنی نسل بعدی افزایش خواهند داد.
MLCC | مدیریت توان دستگاه‌های پوشیدنی | خازن‌های سرامیکی با فرکانس بالا
EN
