村田方案 | 用大容量MLCC代替聚合物电容器，有哪些优点？

Release time：2025-10-29
author：AMEYA360
source：村田
reading：222

　　在服务器和基站设备中的CPU和存储器的电源需要处理大电流因而需要使用大容量电容器，尤其是聚合物电容器用作DC-DC转换器的平滑电容器。另一方面，电子设备对多功能化、轻薄、体积小及节省能源的要求越来越高，因此，对陶瓷电容器的小型大容量化、低ESR化、高可靠性等方面寄予了更高的期待。通过将电解电容器互换成独石陶瓷电容器，可大幅改良特性，并实现低高度化。

　　近来，MLCC在增加容量方面取得了进展，现在，村田可以提供超过100uF的MLCC，例如220uF或330uF。在这里，我们将展示一个用大容量MLCC代替聚合物电容的例子，这些MLCC有助于缩小尺寸、提高可靠性和减少噪音。本内容以DC-DC转换器测试板为例，介绍了将输出电容器从聚合物电容器替换为大容量MLCC的好处。

村田方案 | 用大容量MLCC代替聚合物电容器，有哪些优点？

　　1. MLCC替换聚合物电容的优点

　　用MLCC来替换聚合物电容器，有如下三个主要优势。

　　首先，纹波和尖峰噪声显著降低。与聚合物电容器相比，MLCC具有更低的ESR和ESL，大大降低了输出噪声。

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　　(a)阻抗，ESR与频率的关系。图中的Polymer Ta是聚合物钽电容器，SWF指开关频率。

村田方案 | 用大容量MLCC代替聚合物电容器，有哪些优点？

　　(b)S21曲线：可以看出S21低于聚合物电容器，纹波和尖峰噪声可以进一步降低。

图 阻抗曲线和插入损耗

　　其次，MLCC来替换聚合物电容器，可以提高可靠性高，产品的使用寿命更长。这是由于MLCC的ESR较小，因此纹波电流产生的热量很小，比聚合物电容器寿命更长。

　　第三，MLCC来替换聚合物电容器，有助于缩小设备尺寸。因为，MLCC的尺寸比聚合物电容器小，因此使得设备可以做得更小。

　　2. DC-DC转换器的替换评估

　　更换并评估电路的如下。作为替代品进行评估的DC-DC转换器测试板的电路如图所示，输出侧的聚合物电容C1和C2将被替换。该DC-DC转换器规格如下：

　　C1，C2 : 聚合物钽电容器 330uF/4V/2917尺寸

　　开关频率 : 400kHz

　　输入电压 : 14V，输出电压 : 1.5V

　　输出电流 : 30A

村田方案 | 用大容量MLCC代替聚合物电容器，有哪些优点？

(a)DC-DC转换器电路

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b)DC-DC转换器测试板

图 更换并评估电路

　　将输出电容器从聚合物电容器替换为MLCC，如下所示。更换时，相位补偿电路常数也会根据电源特性进行调整。

村田方案 | 用大容量MLCC代替聚合物电容器，有哪些优点？

村田方案 | 用大容量MLCC代替聚合物电容器，有哪些优点？

　　图 相位补偿电路的调整.

　　由于高频范围的阻抗低，因此可以降低容值。同时，占用面积可减少83%!

　　总结

　　我们介绍了一个在DC-DC转换器测试板中使用具有低ESR和低ESL特性的MLCC替换聚合物电容器来作为输出电容的案例研究。通过用MLCC代替聚合物电容器，我们能够降低纹波和尖峰噪声。

　　此外，负载瞬态和效率特性相当，并且符合稳定性标准;所占面积减少了83%;还提高了电容器的可靠性。对于DC-DC转换器中的大容量电容器，我们建议使用具有小型、可靠性高、噪声遏制效果好的MLCC产品(单击下图搜索村田超过100uF的产品)。


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Cadence 电子设计仿真工具标准搭载村田制作所的产品数据
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Cadence 电子设计仿真工具标准搭载村田制作所的产品数据

　　株式会社村田制作所(以下简称“村田”)已在 Cadence Design Systems, Inc.(总部：美国加利福尼亚州，以下简称“Cadence”)提供的 EDA 工具(1) “OrCAD X Capture™”以及“AWR Design Environment™”中标准搭载了部分产品数据。由此，在 EDA 工具中即可选择村田产品并开展仿真，可用于应对用户多样化的设计需求与规格的选项较以往进一步增多，从而有助于推动电路设计的高阶化。　　(1)EDA 工具：电子设计自动化(Electronic Design Automation)工具的总称。指在计算机上进行电子电路设计时，用于对所设计电路进行评价与验证的仿真工具。　　近年来，伴随人工智能与物联网的发展，电子设备的多功能化与高性能化不断推进，装载于电路板上的电路也日趋复杂。为减少设计失误、缩短开发周期并降低试制成本，电子电路设计领域正加速引入数字孪生(2)，基于 EDA 工具的设计正逐步成为主流。针对不同用途与要求选择合适的元器件，是实现电子电路设计高阶化所需的重要一环。因此，人们期待在仿真工具中进一步扩充可选电子元器件的数据库。　　(2)数字孪生：基于现实空间(物理空间)的信息，在数字空间(网络空间)中再现对应的虚拟现实的方法。　　为此，村田与 Cadence 开展协作，在 Cadence 具有代表性的 EDA 工具“OrCAD X Capture”以及“AWR Design Environment”中标准搭载了村田的产品数据。　　通过此次标准搭载，用户可直接在 EDA 工具中选择村田产品。以往如需在 EDA 工具中使用村田产品，必须从村田网站下载产品数据并手动安装到工具中，费时且耗力。现在上述流程已无需执行，可用于应对用户多样化设计需求与规格的选项较以往进一步增多，有助于电子电路设计的高阶化。　　今后，村田将继续与在 EDA 工具领域位居前列的企业之一 Cadence 展开协作，持续扩充标准搭载的产品数据与支持的工具。同时也在考虑引入产品数据自动更新功能，以期为电子电路设计的高阶化与便利性提升作出贡献。
2025-10-21 14:22 reading：247
产品选型指南 | 村田xEV功率电子解决方案
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产品选型指南 | 村田xEV功率电子解决方案

　　预计到2029年，电动汽车(xEV)的销售将达到约6000万辆，主要受BEV(电池电动车)推动，该市场的年复合增长率(CAGR 2022-2029)预计达22.5%。随着电动汽车数量的增加，功率电子技术市场也在整体增长，主逆变器将是使用量占比居首的应用，其次是DC/DC转换器、车载充电器和升压转换器(数据来源：Power Electronics for e-mobility 2023 report, Yole Intelligence, 2023)。　　随着电动汽车数量的增加，功率电子技术市场也在整体增长。(数据来源：Power Electronics for e-mobility 2023 report, Yole Intelligence, 2023)　　电动汽车面临诸多挑战，特别是对功率电子技术提出了更高的要求，比如：　　更高的效率　　小型化(低高度)　　减轻重量　　更高的功率等　　更高的电压　　应对功率电子技术所面临的挑战，一个解决方案是功率半导体的演进。碳化硅(SiC)功率半导体在功率电子技术中被大量应用，成为功率电子技术中的关键器件。例如在主逆变器中使用SiC功率半导体就能带来几个好处：　　效率与续航的提升：SiC功率半导体与硅IGBT功率半导体相比，显著减少了功率损耗。通过在主逆变器中使用SiC功率半导体，预计电池电动汽车(BEV)的电力消耗可减少高至10%。　　降低电池成本：SiC功率半导体与硅IGBT功率半导体相比，显著减少了功率损耗。通过在主逆变器中使用SiC功率半导体，预计电池电动汽车(BEV)的电力消耗可降低10%。　　提高单元设计灵活性：SiC功率半导体相比于硅IGBT功率半导体提高了开关频率。通过在主逆变器中使用SiC功率半导体，预计主逆变器的体积可减少50%。因此可以根据车辆布局灵活设计主逆变器。　　硅IGBT功率半导体一直作为主流应用于主逆变器，然而，SiC功率半导体的使用预计将持续扩大。预计到2027年，SiC功率半导体将占全部电池电动汽车(BEV)主逆变器的40%。SiC的材料特性优于硅，SiC作为功率半导体器件能够实现高电压、高温和高速操作——这也意味着xEV的功率电子电路设计需要应对随之而来的更大挑战：　　高温　　电磁兼容性对策　　小型封装尺寸　　村田技术指南《xEV功率电子解决方案》，为你介绍伴随 xEV 市场增长的电力电子技术最新趋势。内容包括：　　市场趋势：xEV市场与功率电子的扩展　　技术趋势：　　SiC功率半导体、集成技术、高电压Y电容器　　抑制高频噪声　　村田解决方案：　　吸收电容器：抑制高电压浪涌　　热敏电阻：凭借高温和高绝缘耐压提高安装灵活性
2025-10-17 15:16 reading：346
村田新品 | 低功耗、可数字输出的SMD小型热电型红外线传感器
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村田新品 | 低功耗、可数字输出的SMD小型热电型红外线传感器

　　株式会社村田制作所已实现低功耗、可数字输出的SMD小型热电型红外线传感器“IRS-D200ST00R1”的商品化，目前已开始量产。　　产品主要特点　　低功耗并搭载中断功能，有助于降低系统整体功耗。　　采用小型、低高度SMD封装，有助于节省空间。　　内置放大器和ADC，并支持数字输出(I2C)，便于设计。　　高信噪比与EMI强抗干扰性，有助于减少误检测并提高运行稳定性。　　支持回流焊工艺，有助于降低工艺成本。　　近年来，在智能家居、智能楼宇等领域，物联网技术的应用，帮助居住空间和设施内部的便利性、安全性以及节能化得到不断发展。基于这样的背景，为了实现更加优效且舒适的环境，具备实时检测人体动作功能的无线通信单元的需求日益增长。　　热电型红外传感器是可以实现人体感应功能的产品之一。为了在无线通信单元的长期运行中尽可能减少更换电池或充电的维护频率，市场需要可以延长电池使用寿命的低功耗热电型红外传感器。　　此外，为了提高无线通信单元内部的设计灵活度，可以节省使用空间的小型化红外传感器的需求也不断增加。　　基于上述需求，村田凭借自主的热电陶瓷技术，开发出了低功耗且小型化的本产品。本产品可以低功耗实现长时人体感应功能，并具备中断功能，仅在检测到变化时唤醒微控制器，来进一步延长电池使用时间。并且，本产品的小型化有助于节省空间，数字接口I2C的采用有助于开发流程的简化。　　使用村田的封装技术和电路设计技术，本产品具有高信噪比和高抗噪性，可将人体探测功能容易地配备到物联网设备等，推荐使用的用途如网络摄像机、门铃、恒温器、智能家居、LED照明、暖通空调、物联网设备、安保设备、白色家电。
2025-10-11 13:15 reading：406
村田新品网联摄像头模块LAN电缆供电用隔离型DC-DC转换器：小型化、低噪声、符合IEEE802.3af标准
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村田新品网联摄像头模块LAN电缆供电用隔离型DC-DC转换器：小型化、低噪声、符合IEEE802.3af标准

　　村田制作所进一步扩大了面向PoE的隔离型DC-DC转换器产品阵容，推出了符合IEEE802.3af标准的PD(Powered Device，PoE系统中接受电力的设备)用隔离型DC-DC转换器。村田已开始本产品的量产，并可提供样品。　　近年来，在安全摄像头、生物识别设备等网联设备中开始利用PoE技术实现LAN电缆供电。PoE，Power over Ethernet，利用LAN电缆构建网络的同时进行供电，这不仅提高了安装的灵活性，还能实现成本降低。　　在此背景下，适合PoE兼容设备的小型电源模块的需求持续增长。特别是生物识别设备通常需要约10瓦的电力供应，而IEEE802.3af标准支持最大15瓦的供电，因而非常适合该类设备。　　因此，村田开发了符合IEEE802.3af标准的本产品。该产品采用26×0.58×0.27英寸的小型低矮设计，提高了电路板布局的灵活性。该产品主要适用于对空间节省和低噪声特性有要求的摄像头模块和生物识别设备，同时也为其他通信设备的小型化做出贡献。　　主要规格　　符合IEEE802.3af各Class的隔离型DC-DC转换器模块　　小型且低背(26×0.58×0.27英寸，即26×14.8×6.8mm)，增加布局灵活性　　宽广的工作温度范围(-40°C至+85°C)，适用于多种应用　　村田PoE用隔离型DC-DC转换器 MYBSP系列目前有四个型号，均已量产并可提供样品。各型号重要参数规格如下列表格：　　规格参数　　　该新品主要应用范围为IEEE802.3af兼容设备，包括无线接入点、生物识别设备、安全摄像头、摄像头模块、IP电话、音频扬声器等等。
2025-09-24 13:12 reading：363
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