Kapasitor Kecil Berlapis Seterus (MLCC) dalam Reka Bentuk Jam Pintar: Memastikan Keutuhan Kuasa dan Prestasi Isyarat

I. Latar Belakang Projek: Cabaran dalam Sistem Kuasa Jam Pintar

Jam tangan pintar, sebagai peranti berkala yang sangat bersepadu, mesti memberikan fungsi kompleks—seperti sambungan Bluetooth, paparan sentuh, pemantauan kadar jantung, dan penjejakan GPS—dalam faktor bentuk yang sangat kompak. Antara cabaran kejuruteraan yang paling mendesak adalah mengekalkan kestabilan kuasa dan memelihara integriti isyarat RF merentasi subsistem.

II. Peranan Pelbagai Fungsi MLCC dalam Jam Tangan Pintar

MLCC bertindak sebagai komponen serba guna pada papan litar jam tangan pintar:

• Sebagai penapis talian kuasa, mereka menekan bising dan voltan transien;
• Di dalam modul RF, mereka memastikan padanan galangan bagi penghantaran isyarat yang bersih;
• Pada peringkat output PMIC, mereka menyediakan penyahkoppalan untuk mengurangkan kesan overshoot dan silang bising.

Berkat saiznya yang kecil dan kebolehpercayaan tinggi, MLCC banyak digunakan sebagai komponen pasif dalam jam tangan pintar. Sebuah jam tangan pintar mungkin mengandungi lebih daripada 250 MLCC, kebanyakannya dalam saiz 0402, 0201, atau malah saiz ultra kecil 01005.

III. Analisis Kes: Menggunakan MLCC untuk Membina Senibina Kuasa Stabil

Dalam satu projek untuk mengoptimumkan senibina kuasa jenama jam tangan pintar popular di Eropah, rekabentuk awal mengalami masalah lonjakan bising pada output penukar DC-DC, menyebabkan ketidakstabilan berkala dalam komunikasi BLE. Pasukan kejuruteraan telah menggunakan strategi pengoptimuman MLCC berikut:

• Menambah rangkaian penyahkupel tiga-kapasitor (1μF, 100nF, 10nF) menggunakan MLCC X5R untuk merangkumi julat frekuensi yang luas;
• Memperkenalkan satu MLCC 1μF dengan dielektrik C0G ke dalam laluan kuasa BLE untuk meningkatkan tindak balas frekuensi tinggi;
• Mereka bentuk semula susun atur PCB bagi meletakkan MLCC lebih dekat dengan PMIC dan pin bekalan BLE, mengurangkan induktans parasitik.

Pengoptimuman ini mengurangkan kadar ralat komunikasi BLE daripada 8% kepada kurang daripada 0.5% dan menstabilkan penggunaan kuasa semasa mod tunggu.

IV. Peningkatan Integriti Isyarat: MLCC dalam Modul RF

Dalam laluan RF 2.4GHz, pemilihan MLCC adalah kritikal. Jenis dielektrik atau nilai kapasitans yang tidak sesuai boleh menyebabkan penyongsangan isyarat, VSWR tinggi, atau ketidaksuaian impedans.

Reka bentuk yang berjaya mengikuti peraturan ini:

• Gunakan MLCC C0G untuk frekuensi >1GHz bagi memastikan kestabilan terma;
• Gunakan simulasi parameter-S untuk menetapkan nilai padanan (contoh: 0.8pF, 1.2pF);
• Pilih pakej yang tidak lebih besar daripada 0402 untuk meminimumkan kesan parasitik.

V. Trend Masa Depan: MLCC Ultra Kecil dan Terbenam

Apabila faktor bentuk jam pintar semakin mengecil di bawah ketebalan 10mm, pembekal MLCC sedang berkembang dalam beberapa arah:

• MLCC berkapasiti tinggi dalam pakej 01005 dan malah 008004
• MLCC Bertindih untuk memberi kapasiti pukal dalam ruang terhad
• Teknologi MLCC Terbenam, mengintegrasikan kapasitor ke dalam modul atau pakej cip

Inovasi-inovasi ini akan meningkatkan secara ketara fleksibiliti rekabentuk dan integrasi sistem dalam peranti pakai berikutnya.

MLCC | Pengurusan Kuasa Pakai | Kapasitor Seramik Frekuensi Tinggi