Artykuł ten na podstawie przypadków zastosowań w inteligentnych licznikach szczegółowo analizuje zastosowania oraz zalety kondensatorów MLCC firm Murata, Samsung, TDK i Taiyo Yuden w filtracji zasilania, dopasowaniu układów komunikacyjnych oraz modułach wyświetlania, a także przedstawia perspektywy rozwoju technologii MLCC.
Wraz ze wzrostem globalnego zapotrzebowania na inteligentne zarządzanie energią, liczniki inteligentne szybko zastępują tradycyjne liczniki mechaniczne. Aby osiągnąć dokładny pomiar, komunikację zdalną, tłumienie zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) oraz długoterminową niezawodność systemu, inżynierowie coraz częściej polegają na wielowarstwowych kondensatorach ceramicznych (MLCC).
Ich mała wielkość, wysoka niezawodność oraz doskonała odpowiedź częstotliwościowa czynią MLCC niezbędne w aplikacjach liczników inteligentnych.
W ścieżce zasilania pomiędzy głównym mikrokontrolerem licznika a modułem komunikacji bezprzewodowej, MLCC są głównie stosowane do odsprzęgania wysokich częstotliwości, filtrowania szumów oraz tłumienia przebiegów przejściowych.
Stosowane modele:
Murata GRM188R71C105KA12D – Nadaje się do odsprzęgania wysokich częstotliwości na szynach zasilających 16 V.
Samsung CL21B104KBFNNNE – Powszechnie stosowany do tłumienia szumów na płaszczyznach zasilających.
Te kondensatory pomagają utrzymać stabilność napięcia i tłumić zakłócenia o wysokiej częstotliwości, zapewniając niezawodną pracę MCU oraz stabilność komunikacji.
Dopasowanie i sprzęganie modułów komunikacji bezprzewodowej
W przypadku modułów komunikacji bezprzewodowej, takich jak LoRa, NB-IoT i Zigbee, MLCC mogą poprawić integralność sygnału RF.
Modele zastosowań:
Yuden Tayo UMK107B7103KAHT – Nadaje się do ścieżek sygnałów o wysokiej częstotliwości od 100 MHz do 500 MHz.
Tdk C1005X7R1H104K050BB – Kompaktowa konstrukcja, odpowiednia do dopasowania szybkich kanałów RF.
W transmisji RF kondensatory MLCC są wykorzystywane do dopasowania impedancji i sprzęgania sygnałów, znacząco poprawiając stosunek sygnału do szumu (SNR) oraz stabilność danych w warunkach zakłóceń.
Moduł wyświetlania licznika energii i interfejs użytkownika
MLCC zapewniają filtrowanie o niskim ESR i odporność na wyładowania elektrostatyczne w obwodach zasilania modułu wyświetlacza LCD i interfejsu przycisków dotykowych.
Rekomendowane modele:
Samsung CL10A106MP8NNNC – Projekt o wysokim CV (stosunku pojemności do objętości) spełnia wymagania filtracji urządzeń przenośnych.
Murata GRM033R61A104KE15D – Wielkość 0201, odpowiedni dla ultra-kompaktowych paneli sterowania.
Producent liczników inteligentnych z siedzibą w Niemczech wykorzystał ponad 120 kondensatorów MLCC na płytce w swoim trójfazowym module pomiarowym, wybierając głównie komponenty z serii Murata GRM, Samsung CL, TDK C oraz Taiyo Yuden UMK.
Dzięki zastosowaniu wysokoczęstotliwościowych kondensatorów MLCC typu X7R w obudowie 0402 udało się skutecznie zmniejszyć zakłócenia EMI w modułach Zigbee, co przekłada się na spadek awarii komunikacyjnych o 36%. Jednocześnie wykorzystanie kondensatorów MLCC o dużej pojemności w sekcji zasilania umożliwiło zoptymalizowanie miejsca na płytce oraz obniżenie kosztów BOM.
W miarę jak sieć inteligentna zmierza ku wyższej integracji i niezawodności, kondensatory MLCC ewoluują w kierunku:
Mniejszych rozmiarów (np. 01005) dla modułów o ograniczonej przestrzeni
Wyższe napięcia znamionowe (≥100 V) dla rozproszonych układów sterowania mocy
Komponenty zakwalifikowane zgodnie z AEC-Q200 do monitorowania energii w pojazdach
Przypadki zastosowań MLCC | Liczniki inteligentne | Kondensatory Murata | Kondensatory Samsung MLCC | Wielowarstwowe kondensatory ceramiczne TDK | Kondensatory Taiyo Yuden
EN
