活动预告 | 村田面向多种定位场景的高性能GNSS定位融合解决方案

发布时间：2026-01-13 13:12
作者：AMEYA360
来源：村田
阅读量：256

　　村田制作所开发了支持卫星定位的GNSS SIP模组Type 2GQ，具备小尺寸，低功耗，高精度等特点。其内部集成了高性能的MCU，支持二次开发及迅速部署，可作为主控MCU省料降本。结合村田多种无线技术及传感器，可开发适用于多种场景的小尺寸定位追踪方案。

　　本次研讨会中，村田的工程师会对多种场景的方案技术特点和应用开发进行方案分享，与行业伙伴们深入讨论多种应用场景的开发要点。

活动预告 | 村田面向多种定位场景的高性能GNSS定位融合解决方案

　　研讨会亮点

　　集成GNSS模块优势解析：该模组内置高性能MCU，支持二次开发主控平台，便于实现更多功能扩展。

　　前沿技术展示：揭秘村田制作所新研发GNSS SIP模组小尺寸的高精度秘密：特有的封装技术，及元件及算法结合的抗多径效应方案。

　　定位融合解决方案：结合村田多种无线通信技术和传感器产品特点，我们将分享多种场景的小型定位追踪融合方案。

　　推荐应用市场：

　　宠物追踪，货物追踪，资产定位，可穿戴类产品等。

　　演讲嘉宾

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李力

资深技术市场工程师

　　毕业于日本长崎综合科学大学电子信息工程方向的工学硕士。在村田担任资深技术市场工程师一职，专注于无线技术模组的产品推广工作。多年深耕于电子行业，有丰富产品经验，曾在多家跨国企业担任软件研发工程师的工作。

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　　近年来，运用IoT、AI、机器人和5G等前沿技术的智能工厂在制造业迅速普及。这些技术创新提高了自动化程度，节省了人力，并提高了生产效率。　　然而，随着从传统的有线控制向无线控制的转变，确保工厂内部稳定的无线通信已成为一个重要的课题。特别是工业机器人和控制设备产生的电磁噪声对Wi-Fi、LTE和5G等无线信号造成干扰，可能会导致严重的运行问题，例如：　　生产设备误动作　　因通信错误而导致生产线停工　　随着智能工厂的发展，电气和电子设备不仅需要正常运行，而且还需具备不对其他设备造成电磁干扰且不受外部干扰的能力。应对这些EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性)风险对于维持稳定且有效的运行不可或缺。　　01 智能工厂电磁噪声来源　　智能工厂中潜在的对无线通信产生威胁的电磁噪声很多。在现在的生产现场，同时运行着多种多样的工业机器人、电机和控制设备，会产生从低频到GHz频带的多种电磁噪声。　　测量结果也表明，这些噪声频带与Wi-Fi(2.4GHz/5GHz)、LTE和5G等无线通信频带重叠。　　因此，在智能工厂中经常出现无线设备接收灵敏度不足和通信出错并威胁到其稳定有效地运行的情况。　　表1 无线通信标准的频带　　02 智能工厂潜在EMC风险　　智能制造环境中，电磁噪声会带来两大风险：“外部干扰”和“设备自身的自干扰”。　　首先是外部电磁噪声导致的误动作风险。　　在工厂内的实验中，在无噪声环境中仅观察到了LTE信号。然而，在实际的工厂环境中，人们已经确认：信号和电磁噪声水平接近，接收灵敏度下降量可能会达到18dB。　　其次，工业机器人和控制设备可能会产生“自干扰”。　　自干扰(Self-Interference)是指设备自身发射的电磁波干扰其自身运行的现象，特别是在工业机器人和控制设备等复杂系统中，这可能会导致性能不足或意外行为。　　设备自身产生的电磁噪声干扰其自身的运行，特别是DC-DC转换器(将直流电压转换为其他直流电压的装置)，人们已经确认：DC-DC转换器会成为噪声源，电缆和金属外壳充当天线，导致接收灵敏度降低量可能会达到13dB。　　03 工业机器人的噪声对策　　要应对工业机器人电磁噪声，首先我们来分析EMI的产生机理。　　工业机器人由三个要素组成：驱动部分(机械臂)、控制部分(包含电路板和DC-DC转换器在内的金属外壳)以及连接两者的电缆。　　对电磁噪声源的调查表明，DC-DC转换器是主要的噪声源。而且，已确认电缆和金属外壳会起到像天线一样的作用，向周围辐射噪声。　　因此，EMC对策应以下面两点为中心：　　遏制来自DC-DC转换器的电磁噪声　　预防噪声通过电缆和外壳传播　　这些对策对于维持智能工厂中的无线通信质量和稳定运行不可或缺。　　04 从案例中学习噪声对策　　我们通过工厂现场的接收灵敏度改进，从实际事例中学习总结了对应噪声对策。　　在实际生产现场，通过将静噪滤波器(扼流圈)插入DC-DC转换器的输出DC线路，无线通信性能得到了显著改进。具体而言，机器人工作时的LTE下限接收灵敏度改进了约11dB。噪声允许值参考了通用标准IEC61000-6-3(住宅和商业环境)　　该对策之所以有效，是因为DC-DC转换器产生的高频噪声被滤波器的阻抗特性反射并返回到转换器侧，从而预防了其泄漏到输出侧。　　选择滤波器时，重要的是考虑频率特性和插入损耗(由于插入滤波器而导致的信号衰减)等因素。　　在本事例中，我们使用了村田制作所的LQW18CAR16(1.6×0.8×0.8mm，额定电流为1.3A)。另一种选择是村田制作所的BLM系列(铁氧体磁珠电感器)，然而，其电流叠加特性与LQW系列不同，因此，请根据所需的噪声消除性能进行选择。　　村田建议　　静噪滤波器LQW18CAR16：　　尺寸：1.6×0.8×0.8mm　　额定电流：1.3A　　LQW18CAR16　　05 EMC标准的新近动向　　适用于工业设备和机器人的EMC标准“CISPR11第7版”于2024年2月发布。与上一版(第6.2版)相比，新增了1至6GHz的发射限值。　　今后，需要在更宽的频带范围内采取电磁噪声对策并符合相关标准，因此，在现场和设计部门双方及时掌握新近信息并采取实用的对策不可或缺。　　在本文中，对实用的电磁噪声对策的思考方法和EMC标准的新近动向进行了相关解说。如有任意疑问或希望讨论具体事例，请随时联系我们。　　06 总 结　　随着智能工厂的发展，电磁噪声问题预计将在生产现场日益凸显。因此，更加强有力的EMC(电磁兼容性)对策不可或缺。为了有效应对这一问题，以下举措至关重要：　　对工厂内的电磁噪声环境进行评估;　　在工业设备和机器人中实施电子元件级别的噪声对策(特别是针对DC-DC转换器、电缆和外壳的对策)。　　其中，电子元件级别的噪声对策应该是特别优先的事项之一。这是因为它直接影响无线通信的稳定性和设备的可靠性，在现场进行实际应对不可或缺。
2026-01-13 13:03 阅读量：255
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　　株式会社村田制作所初次*开发并开始量产了1210英寸(3.2×2.5mm)尺寸、额定电压1.25kV、具备C0G特性的、15nF静电容量的多层片式陶瓷电容器。该产品可用于车载充电器(OBC)及高性能民用电子设备的电源电路，有助于实现高效率的电力变换，并在高电压条件下稳定运行。(*由村田调查得出，截至2025年12月1日。)　　主要特点　　在1210英寸(3.2×2.5mm)尺寸、额定电压1.25kV且具备C0G特性的前提下，实现了15nF特大静电容量的多层片式陶瓷电容器。　　1.25kV高耐压，适配SiC MOSFET。　　C0G特性带来低损耗与稳定的电容值。　　车载充电器(OBC)安装于电动汽车(EV)上，从外部电源为车载电池充电的装置。在电动汽车搭载的车载充电器以及民用设备的电源电路中，通常会包含用于高效电力变换的谐振电路，以及用于遏制电流、电压峰值的缓冲(吸收)电路。由于这两类电路中高电压与大电流反复作用，元件性能的轻微变化就可能导致效率下降、设备发热，进而可能引发工作异常或故障。因此，市场亟需具备在温度变化下性能稳定、损耗低且能承受高电压的电容器。　　近年来，电源电路中的开关器件正从Si MOSFET向能够实现更高效率与高速开关的SiC MOSFET转移。开关半导体器件以高速对电流进行通断控制，实现电压与频率变换的，Si MOSFET采用硅半导体的电力控制用开关器件，多用于低至中耐压场景。SiC MOSFET是采用碳化硅的高耐压、高效率电力控制用开关器件，多用于超过1.2kV的场景，通常要求1.2kV的耐压规格，因此对额定电压高于该水平的电容器需求在增加。　　为此，村田通过特有的陶瓷材料与内部电极薄层化技术，首次在1210英寸尺寸实现了额定电压1.25kV、具备C0G特性、静电容量为15nF的本产品，并已开始量产。借助C0G特性的低损耗及电容随温度变化的稳定性，本产品适用于谐振电路与缓冲(吸收)电路。
2026-01-07 10:25 阅读量：360
高绝缘、低漏电、高可靠！村田新一代DC-DC转换器，是如何做到的？
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　　在医疗、工业与能源领域，设备对电源性能与可靠性的要求日益提高。无论是工业和能源中的储能系统、可再生能源设施，还是直接接触人体的医疗设备，这些高性能应用都依赖具备高绝缘性与高可靠性的DC-DC转换器，以保障电子设备更高效、稳定地运行。　　村田针对高性能市场，推出了新一代表面贴装型小型化DC-DC转换器“NXJ1T系列”。该产品具有4.2kV DC高绝缘耐压、低漏电流及高可靠性。　　NXJ1T系列主要特性　　高绝缘性能、低漏电流设计及高可靠性：有助于提高应用场景的可靠性和安全性。　　效率提升：实现了约80%的效率，并且支持低开关频率(500kHz至2MHz)。　　小型化设计：尺寸为13.70mm(L)*10.55mm(W)*4.04mm(H)，有助于节省设备空间。　　符合与安全和医疗相关的标准：本产品支持UL62368和2ANSI/AAMI ES60601-1。　　高绝缘、低漏电、高可靠：如何做到?　　村田的这款新一代DC-DC转换器，是怎么做到高绝缘、低漏电、高可靠的呢?　　首先，NXJ1T系列具有高绝缘耐压优势，一个主要原因是其得益于村田专有的封装制造技术。　　这款小型化表面贴装型的DC-DC转换器，采用了村田专有的创新绕组技术”Block Coil“，在紧凑的封装内实现高隔离耐压，即使开关或控制器发生故障，也能形成隔离屏障，从而实现了出众的热性能、机械性能和绝缘性能，加强了产品的安全性。村田专有的创新绕组技术”Block Coil“，在紧凑的封装内实现高隔离耐压　　传统的DC-DC转换器采用隔离材料形成隔离屏障，树脂灌封层内部的微小局部放电可能导致微孔的形成，这些微孔随着时间的推移而聚结，导致隔离屏障的永久性击穿，从而使任意的高压放电都能够从输出端传导到输入端，反之亦然。　　这款新型转换器模塑封装所采用的实心隔离材料，具有远超传统转换器好几倍的局部放电耐受能力。即使发生放电，依然能够维持隔离屏障的完整性，有效遏制微孔的产生。　　其次，传统的DC-DC转换器通常采用双绞线绕制的变压器，线圈间距较近，容易导致较高的电容耦合。这意味着输出侧开关产生的任意噪声都可能被反射至输入电路。这可能导致控制电路出现误触发，从而需要使用更多的滤波元件，进而增加成本。　　而这款新型转换器内的变压器则采用实心骨架上的独立绕组，可实现行业内居先的低绕组间容抗，形成高频隔音屏障，其共模瞬态抗扰度(CMTI)超过200kV/uS。　　通过村田专有的封装技术，NXJ1T实现了更优的热性能表现，产品能够承受1,000次以上的-40°C至125°C的温度循环测试。更强的热循环表现能够使其具有更长的使用寿命。　　此外，NXJ1T系列的封装能预防粉尘和细小颗粒侵入，保护内部器件及电路，确保更高的可靠性。因此，能够应对从工业和能源领域到医疗领域的大量应用。　　需要进一步指出的是，这些性能优势都得以集成在这个行业标准封装中。NXJ1T采用符合行业标准的封装尺寸，且向后兼容现有的表面贴装方案，不需要变更设计即可实现更强的性能。
2025-12-22 11:34 阅读量：342
村田：笔记本电脑MLCC啸叫问题分析与优化对策
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　　传统电子设备中使用了很多钽电容器和铝电解电容器，但近年来由于产品小型化和可靠性等问题，已逐步被陶瓷电容器替换。随着电子设备的多功能化和静音化的发展，在笔记本电脑、智能手机(手机)、汽车导航系统、无线充电等的电源电路中，以前不起眼的陶瓷电容器产生的“啸叫(声音)”已成为设计方面的一个大问题。　　在笔记本电脑中，由电源线上使用的陶瓷电容器产生的“啸叫(声音)”有时会成为问题。如果将工作模式改为睡眠状态/待机画面等，笔记本电脑的内部动作将发生变化，因此“啸叫(声音)”的音量会根据工作模式而改变，听到的感受也会有所不同。　　本文对笔记本电脑电源线中的电容器产生的“啸叫(声音)”的对策、评估方法以及产生机制进行介绍。　　笔记本电脑“啸叫”　　笔记本电脑中易于发生“啸叫(声音)”的工作模式，以下三种比较常见：　　1.睡眠模式(降压转换器：PFM模式)　　2.液晶背光(升压转换器：PWM调光)　　3.摄像头模式/重负载模式(间歇工作)　　笔记本电脑中易于发出“啸叫(声音)”的电容器在哪个位置?笔记本电脑中的电源线(DC-DC converter的一次侧)多使用电容器。若在该电源线上使用陶瓷电容器时，有时会产生啸叫。笔记本电脑电源线的简图(示意图)笔记本电脑的电路图(简图)　　一般来说，容易产生“啸叫(声音)”的电容器具有以下几个特点：　　1.电容器尺寸大。　　2.静电容量大。　　3.线电压和电压变动(电流变动)大。　　4.同一条线上安装了多个符合上述内容的　　陶瓷电容器。　　总的来说，笔记本电脑电源线上的电容器容易产生“啸叫”的原因如下：　　1.电源线电压为10～20V，比较高。　　2.为了给CPU、摄像头、RF模块等各电路供电，电压容易发生变动。　　3.如果元件尺寸/静电容量较大，由于施加电压而导致的介电质膨胀/收缩也会变大。　　啸叫产生机制　　为什么陶瓷电容器会产生“啸叫(声音)”?下面对啸叫产生机制和本公司进行的和啸叫评估方法进行说明。　　　　啸叫的产生机制　　多层陶瓷电容器上使用的铁电体需要有压电性。存在电场时，发生失真，由于芯片膨胀、收缩，产生“啸叫(声音)”。　　采用啸叫对策的效果　　与笔记本电脑中易于发生啸叫的工作模式/具有高声压级的工作模式——睡眠状态/待机画面相关的啸叫对策效果示例。　　电源线上的电容器对应效果　　如果在电源线中使用陶瓷电容器时产生啸叫，可以通过对产生啸叫的电容器采取啸叫对策来降低声压级——效果对比见上图。当然，改良啸叫问题的第一步，是进行电路啸叫问题的评估。　　啸叫的评估　　啸叫的评估方法主要是以下两种：　　1.声压级测量　　2.电压变动测量　　既然“声音”就是问题所在，那么“声压级”就是主要的测量对象。电波暗箱中使测量物体处在工作状态，通过话筒，用声级计测量声压级。此外，为了评估和对策，用FFT分析仪确认声压级的频率特性。　　声压级测量　　为了调查产生啸叫的电容器，我们还可对“电压变动”进行测量。在被测物处于工作状态时，确认查电容器上是否施加了可听频率范围(20Hz～20kHz)内的纹波电压。　　电压变动测量　　声压级和电压变动有什么关系呢?　　如果施加在电容器上的电压变动的频谱在与声压级的频率特性相同的频率时变高(下图红色虚线框内)，则可以确定该电容器是产生啸叫的原因。　　关于声压级和电压变动关系　　案例：笔记本电脑电源线　　将笔记本电脑的工作模式改变为睡眠模式/待机画面后，笔记本电脑内部的动作会发生变化，因此声压级/电压变动也会发生变化。操作模式不同，声压级也不同，所以，有必要对正在发生啸叫的工作模式和容易发生啸叫的工作模式分别进行评估。　　操作模式不同，声压级也不同　　下图为电源线中作为啸叫对策对象的电容器的简化电路图。粉色框表示电源线中容易产生啸叫的电容，是采取啸叫对策的对象。　　电源线中作为啸叫对策对象的电容器(简化电路图)　　在通过DC-DC转换器分支到各电路之前，它们在同一条电源线上，电压变动几乎相同。因此，有必要针对该电源线上的全部电容器采取预防啸叫的对策。　　电源线的啸叫对策不是替换部分电容器，而是将电容器全部替换为防啸叫产品，从而可以将声压级进一步降低。　　按照电路[A-C]的顺序，将普通电容器替换为防啸叫产品。　　通过增加替换为防啸叫产品的电容器数量，逐渐降低声压级。　　替换评估：　　本次评估使用的电容器产品为村田制作所的以下两款MLCC：　　对策前：　　普通MLCC　GRM31MR61E106KA01　　对策后：　　防啸叫产品　KRM31FR61E106KH01　　睡眠和待机状态下的效果如下　　睡眠状态的替换评估数据　　待机画面的替换评估数据　　防啸叫产品介绍　　了解了啸叫的原因及相应对策，才能正确选择防啸叫产品。在村田公司，如果因陶瓷电容器的影响而产生了啸叫问题，会根据影响啸叫的原因提出使用防啸叫产品和元件配置等方面的建议，以应对改善啸叫问题。　　啸叫的原因及对策　　对策1：带金属端子MLCC　　控制圆角以使其难以将振动传递到电路板，可以使用带有金属端子的类型，比如村田的KRM系列带金属端子多层陶瓷电容器，通过端子板等将陶瓷电容器浮起安装在电路板上，从而抑制振动向电路板传递。　　村田的KRM系列带金属端子多层陶瓷电容器　　对策2：带内插式基板低啸叫MLCC　　控制圆角以使其难以将振动传递到电路板，也可以使用带内插式基板低啸叫片状多层陶瓷电容器，比如村田的ZR*系列。通过将陶瓷电容器贴装在插入板上，抑制电容器振荡传播的类型。　　村田的ZR*系列带内插式基板低啸叫片状多层陶瓷电容器　　对策3：使用不易产生啸叫的材料　　使用不易产生啸叫的材料，比如村田的ECAS系列聚合物铝电解电容器。聚合物铝电解电容器的材料和结构都与陶瓷电容不同，因此该类型不会因电容而产生失真。　　ECAS系列聚合物铝电解电容器　　以上三种对策产品的参数和应用的对比如下图：　　产品对比　　总结　　啸叫产生的机制　　对电容器施加电压时，电路板会随着电压的振幅而振动，当振幅的周期位于可听频率范围(20Hz～20kHz)时，由电容器产生的啸叫就会作为“刺耳的声音”成为问题。　　啸叫的评估方法　　由于问题是“声音”，所以我们对声压级进行测量和评估并确认了替换效果。　　仅靠声压级无法确定啸叫是否是由电容引起的。为了确认啸叫的产生机制，必须对电压变动进行测量和评估。(如有必要，还要对电路板的位移量进行测量和评估。)　　笔记本电脑易发生啸叫的工作模式　　笔记本电脑中易于发生啸叫的工作模式有三种：　　(1)睡眠模式(降压转换器：PFM模式);　　(2)液晶背光(升压转换器：PWM调光);　　(3)摄像头模式/重负载模式(间歇工作)。　　易于产生啸叫的电容器　　易于产生啸叫的电容器通常有几个“特征”：　　(1)电容器尺寸大;　　(2)静电容量大;　　(3)线电压和电压变动(电流变动)大;　　(4)同一条线上安装了多个符合上述内容的陶瓷电容器。　　在笔记本电脑中，电容器用于电源线(DC-DC转换器的一次侧)。电源线的电压一般较高，给功率较大的电路供电，所以容易产生电压变动，因此，这一部分易于产生啸叫。　　本文讨论了笔记本电脑的替换评估方案。工作模式改变后，笔记本电脑内部的动作会发生变化，声压级/电压变动/电路板的位移量也会发生变化，因此有必要对每种易于产生啸叫的工作模式分别进行评估。在电源线(DC-DC转换器的一次侧)中使用了多个陶瓷电容器时，不是对电源线的部分电容器实施啸叫对策，而是将该电源线上的所有电容器全部替换为防啸叫产品，从而可以进一步降低声压级。
2025-12-10 13:23 阅读量：475
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