<span style='color:red'>村田</span>丨NTC热敏电阻和晶体单元在汽车电气化中的应用
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村田丨NTC热敏电阻和晶体单元在汽车电气化中的应用

　　随着汽车电动化和智能化的快速发展，电子元件在汽车中的作用变得愈发重要。其中，NTC热敏电阻(负温度系数热敏电阻)和晶体元件(定时器件晶体)分别在温度监测和频率同步方面扮演了不可或缺的角色。NTC热敏电阻主要用于电池管理系统(BMS)、电机与电力电子的热管理、充电系统保护以及车内温控，确保在不同温度条件下车辆的稳定运行，同时提升系统的安全性与能源效率。另一方面，晶体元件为车载通信(如CAN、以太网、V2X)、自动驾驶雷达与摄像头模块、电力电子控制以及信息娱乐系统提供精确的频率信号，确保系统间的数据同步与可靠运行。　　本文将探讨NTC热敏电阻和晶体元件在汽车电动化中的应用与发展，以及村田所提供的相关解决方案。　　NTC热敏电阻在汽车电气化中的应用　　NTC热敏电阻是一种对温度变化敏感的电阻器，其电阻会随着温度的升高而降低。这一特性使其适用于温度测量、补偿和保护等应用。NTC热敏电阻具有高灵敏度，能够快速响应温度变化。它们还具有宽温度范围，可用于低温和高温环境(-50°C至300°C)。凭借高稳定性，它们非常适合长期使用，具有极小的误差和紧凑的尺寸，同时具备高可靠性，非常适用于嵌入式电路和空间受限的应用。　　随着汽车工业的电气化，NTC热敏电阻广泛应用于温度监测和管理，以确保电机和电子系统的安全与稳定运行。NTC热敏电阻主要应用于电池管理系统 (BMS)，用于监测电动汽车 (EVs) 和混合动力汽车 (HEVs) 中锂电池组的温度。这确保了电池在安全范围内运行，防止过热或低温对性能和寿命的影响。此外，NTC热敏电阻还可以与电池管理控制器 (BMC) 协同工作，实现精确的温度补偿和过热保护。　　另一方面，NTC热敏电阻可用于电机和逆变器的温度监控，追踪电机绕组和功率电子设备(如IGBT模块)的温度，以防止过热损坏，从而提高系统效率和寿命。NTC热敏电阻还可应用于充电系统的温度保护。在直流快速充电和交流慢速充电系统中，它们可以监测充电站和车载充电模块的温度，防止电路过热损坏，并确保电源管理IC(PMIC)和功率器件(MOSFET、IGBT)在安全温度范围内运行。　　在空调和车舱舒适系统中，NTC热敏电阻被用于汽车座椅加热和HVAC(加热、通风和空调)系统，以保持车内温度的舒适性并提高能源效率。在LED照明和电子设备热管理中，NTC热敏电阻被用于LED车灯和车内显示屏，用于监测温度，防止过热从而影响亮度和使用寿命。　　NTC热敏电阻在温度检测、防止过热以及能源效率优化方面起着至关重要的作用。在汽车电气化技术不断发展的过程中，高精度、小型化和耐高温的NTC热敏电阻将成为汽车电子系统中不可或缺的组件。　　用于汽车应用的高可靠性NTC热敏电阻　　随着汽车市场中自动驾驶和物联网技术的进步，安装的电子元件数量持续增加，导致电路板密度提高。此外，随着ADAS/TELEMATICS设备功能性增强，由于电子元件负载增加导致的热量问题变得更加严重。因此，对过热检测和温度监控的需求不断增长。　　村田制作所推出了一系列NTC热敏电阻，利用其长期积累的工艺技术开发了NCU系列，具备高度可靠的0603M尺寸(0.6 x 0.3 x 0.3mm)。与之前的型号(1005M尺寸)相比，这些热敏电阻的体积减少了约80%，安装面积减少了约70%。通过快速响应市场需求，村田进一步满足了如高密度安装和小型化等高可靠性需求。　　NCU系列贴片型NTC热敏电阻专为汽车温度检测应用而设计，具有高可靠性，满足汽车市场的严格要求。它们可以在广泛的温度范围内实现温度检测和补偿。　　NCU系列包括NCU03系列，涵盖了标准和汽车应用的产品线。汽车级型号可用于汽车动力系统和安全设备。NCU03系列尺寸为0.6 x 0.3mm(0.2 x 0.1英寸)，在25°C时提供10kΩ的阻值，公差为±1%。NCU15系列尺寸为1.0 x 0.5mm(0.4 x 0.2英寸)，提供多种产品变化，阻值(25°C)范围从33kΩ到470kΩ，公差范围为±1%至±5%。同样，NCU18系列尺寸为1.6 x 0.8mm(0.6 x 0.3英寸)，提供多样化的产品变化，阻值(25°C)范围从10kΩ到470kΩ，公差范围为±0.5%至±5%，满足各种应用需求。　　村田推出其最新系列NTC热敏电阻——FTI系列，为汽车应用特别是功率模块提供创新的温度传感解决方案。这款先进的芯片型热敏电阻采用树脂模塑设计，提供电气绝缘，同时在极端温度条件下确保高性能。　　FTI系列在-55°C到175°C的宽温度范围内提供可靠的操作，使其非常适合在SiC MOSFET和IGBT模块附近的苛刻应用。配备允许直接焊线的上电极，这些热敏电阻可以安装在靠近功率半导体器件的位置，大幅提升热响应的准确性。此外，树脂封装确保了基板与内部组件之间的电气隔离，可安全地与功率半导体一起集成到高压电极上。　　晶体单元的功能和汽车电气化应用　　晶体单元(Timing Device Crystal)是一种提供稳定频率(Clock)信号的组件，主要用于电子电路中的时间参考和同步控制。晶体单元的核心功能包括具有高稳定性，使其能够提供精准且稳定的频率，以确保电路系统的正常运行。此外，它具有低功耗特性，由于能耗低，非常适合电池供电的应用。同时，它具备抗干扰能力，可以在各种环境条件下保持可靠的振荡频率，使其适用于汽车应用等严苛环境。此外，它还可以提供温度补偿，例如某些晶体单元(如TCXO，温度补偿晶体振荡器)可以在宽温度范围内提供更高的频率稳定性。　　随着汽车电子和电气化技术的快速发展，晶体单元已成为汽车电子系统中的核心组件之一。它们的主要应用领域包括汽车通信和网络系统，例如 CAN(控制器区域网络)、LIN(局域互联网络)和 Ethernet。这些车载通信协议需要精确的频率信号来确保数据传输的稳定性和同步性。此外，5G V2X(车联网)通信等技术需要超低抖动和高稳定性频率参考源，以支持高速车辆网络应用。　　在ADAS(高级驾驶辅助系统)和自动驾驶应用中，雷达和LiDAR系统需要高精度频率来同步数据处理，从而提高检测范围和分辨率。摄像头和图像处理单元(ISP，图像信号处理器)也需要稳定的频率以确保图像数据和车辆控制单元(ECU)的同步。　　对于电池管理和电力电子控制系统，电池管理系统 (BMS) 需要精确的频率控制，以监测和管理电池的充电和放电状态，从而确保电池的安全性和使用寿命。在电机和逆变器控制中，可靠的频率对于确保电力电子元件(如 IGBT 和 MOSFET)的同步运行至关重要，能够提高能源效率并减少电磁干扰 (EMI)。　　另一方面，在车载信息娱乐 (IVI) 系统中，车载导航 (GPS/GNSS) 系统需要高精度的频率同步以确保定位精度。数字仪表盘和车载显示屏需要稳定的频率以保持流畅的视觉效果和数据同步。　　在电动汽车(EV)充电管理中，直流快充和无线充电系统也需要准确的频率同步，以支持电能传输和通信协议(例如电力线通信，PLC)，从而确保高效且安全的充电过程。　　晶体单元在汽车电气化应用中发挥着至关重要的作用，包括车内通信、自动驾驶、电池管理、信息娱乐和充电控制。随着电动车和智能驾驶技术的不断发展，对高稳定性、高耐温性和抗振动的晶体单元的需求将持续增长　　具有卓越品质和独特封装技术的晶体单元　　晶体单元利用晶体的压电效应生成特定频率。它们在IC和LSI中提供时钟信号方面不可或缺，具有高频率稳定性、无需调谐且尺寸紧凑的特点。如今，晶体谐振器被广泛应用于卫星和移动通信，以及汽车、电视、计算机和DVD播放器中，以满足多样化的应用需求。　　村田的CERALOCK晶振单元采用独特的封装技术，提供卓越的质量、大规模生产能力和成本效益。村田的汽车晶振单元满足下一代车载通信标准(如以太网/FlexRay)的需求，支持6 pF、8 pF和10 pF的负载电容(Cs)。产品系列还包括高驱动级别(600 μW)选项以及额定+125°C/+150°C的型号。　　对于汽车以太网(PHY)，Murata的晶体单位支持±85 ppm标准，而对于FlexRay，则支持±250 ppm标准。它们符合汽车可靠性标准(AEC-Q200)，通过了严格的测试，例如高温存储(+125°C，1000小时)、温度循环(-55°C到+125°C，1000循环)、湿度测试(+85°C，85% RH，DC 6V，1000小时)以及高温负载测试(+125°C，DC 6V，1000小时)。　　村田的晶体单元具有紧凑、高可靠性的封装，非常适合ECU小型化。例如，2.5 x 2.0 mm和2.0 x 1.6 mm的尺寸相比3.2 x 2.5 mm的尺寸缩小了超过60%。CERALOCK谐振器还具有出色的机械和气候抗性，包括抗冲击和抗跌落性能。　　此外，Murata在生产过程中采用独特的颗粒筛选技术，以识别和消除可能降低单元性能的缺陷产品。该设计还便于实现自动光学检测(AOI)，其角部电极形状可提高焊缝的可见性。　　村田的汽车晶体单元系列包括XRCGE_M_F、XRCGB_F_C、XRCGE_F_A、XRCGA_F_A和XRCGB_F_A系列，适用于各种汽车应用。　　结 论　　随着汽车电气化和智能技术的不断发展，NTC热敏电阻和晶体单元在车辆系统中扮演着关键角色。NTC热敏电阻凭借其卓越的温度感测和保护能力，确保电池管理系统和电力电子在不同条件下的稳定运行，从而提高整车的安全性和效率。晶体单元以其高精度和低功耗，为车载通信、自动驾驶和信息娱乐系统提供稳定的频率信号，确保电子元件之间的精确同步。展望未来，随着技术的进步以及汽车电子系统需求的增长，这些关键组件将继续推动电气化和智能驾驶的发展。村田的NTC热敏电阻和晶体单元解决方案为汽车电气化应用提供了所需的安全性和稳定性，使其值得进一步探索和采用。
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发布时间：2026-07-23 10:02 阅读量：138 继续阅读>>
应用示例 | MURATA<span style='color:red'>村田</span>IoT（UWB）应用中的<span style='color:red'>村田</span>聚合物铝电解电容器
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应用示例 | MURATA村田IoT（UWB）应用中的村田聚合物铝电解电容器

　　随着数字化转型及云服务的扩大，作为通信方式之一的UWB无线通信(Ultra Wide Band，超宽带无线通信)等IoT (Internet of Things，即物联网)设备开始普及。这种UWB无线通信被配备在以预防丢失为目的的智能标签和智能钥匙等高功能小型设备上。UWB无线通信具有先进的位置检测性能和高安全性，今后有望在多个领域得到普及。　　UWB市场趋势&技术课题　　但是，由于超宽带无线通信在接收和传输数据时会增加通信负荷，因此需要在有限的空间内提供充足电力的电源。因此使用UWB通信时所面临的问题是“缺少一款适合通信负荷峰值输出的蓄电设备(电池)”。　　此外，由于接收和传输数据时需要峰值输出，如果按照峰值输出来设计设备的电源，就会出现“电源尺寸过大”、“成本过高”等问题。　　比如，如果按照峰值输出设计，电源尺寸就会变大;而如果优先考虑电源尺寸的小型化，纽扣电池等小型电池也难以达到峰值输出(下图)。　　作为上述问题的解决方案，可以考虑将村田聚合物电解电容器ECAS系列与电池一起使用，使其成为辅助设备。　　什么是聚合物铝电解电容器?　　村田的聚合物铝电解电容器(ECAS系列)阳极采用层叠结构的铝箔，阴极采用聚合物，具有低矮、低ESR、大容量的特点。可以瞬间汲取大量电流。　　此外，由于没有静电电容的DC偏压特性，亦具备稳定的温度特性，因此具有良好的纹波吸收、平滑滤波、过渡响应性能。因此，可用于多种电源电路输入输出级的平滑滤波及对CPU周边负载变动的备用。由此为削减部件数量及缩小电路板面积做贡献。　　使用电路示例　　为解决上述UWB在IoT应用中的课题，可考虑ECAS系列用于如下所示的电路。此时，电源尺寸不变，瞬间辅助峰值输出。　　使用ECAS的优点　　首先，使用ECAS可以实现IoT设备中电池的长寿命化。　　我们对使用纽扣电池(CR2032)时的电池寿命进行评估(下图)。使用评估板对UWB通信(最大峰值电流130mA、发送4次+接收2次)时的电池压力进行了评估。电压下降到1.4V以下时通信动作停止。　　此外，通过将 ECAS 与纽扣电池组合，辅助纽扣电池的峰值输出。通过 ECAS 的辅助抑制纽扣电池在通信时的峰值电流，可以减小电压降，实现稳定的通信运行。　　通过与ECAS组合可抑制通信时的峰值电流，减少电压降低。电池+ECAS_100uF方案下，可减少通信时的电压下降，在电池利用率(DOD)60%⇒80%范围内通信，将电池耐久性提高1.3倍。
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发布时间：2026-03-09 17:07 阅读量：2224 继续阅读>>
<span style='color:red'>村田</span>家居科技方案介绍
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村田家居科技方案介绍

　　生活方式和社会环境的变化对居住空间的要求也相应发生了很大的变化，充分运用IoT和人工智能(AI)等全新技术实现可持续发展且富饶的居住环境的趋势日渐活跃。本篇介绍支撑近未来居住空间的技术开发的“家居科技”。　　20世纪，住宅设备和家电产品得以突飞猛进，在实现舒适的居住空间的同时，也让人们从繁琐的家务中解放出来。人们将由此获得的多余时间用于身心休憩、提升自我或开拓兴趣爱好，从而孕育了各类丰富多彩的文化。进入21世纪以后，由于生活方式和社会环境的变化，对居住空间的要求也相应发生了很大的变化。　　在很多发达国家，由于工作方式的多样化和生活方式的变化，双职工家庭在增加。此外，随着少子高龄化的发展，独居老年人呈增加趋势。因此，对住宅的需求也相应发生变化，不仅需要进一步提高家务等的效率，还需要确保安心安全，并承担起守护老年人和健康管理等作用。　　除此以外，脱碳相关举措正在全世界得以加速推进，这一趋势也影响到一般家庭之中，我们需要对生活中所消费的能源和资源加以有效利用。大量消耗能源和资源，追求富裕生活的时代已经结束了，一个寻求可持续居住环境的时代已应运而生了。　　为了满足这样的需求，充分运用IoT和人工智能（AI）等全新技术实现可持续发展且富饶的居住环境的趋势日渐活跃。　　在本期中，我们将为您解说对这一趋势起到推动作用，并支撑近未来居住空间的技术开发的“家居科技”（下图）。　　通过家居科技实现可持续发展的多彩生活　　通过网络，将个别使用的住宅设备和家电连为一体　　“Home Tech（家居科技）”是将表示住宅等的“Home（家居）”和“Technology（技术）”组合而成的新词，其目的在于实现更加舒适、方便、经济、健康，并从环保观点出发能够实现可持续居住环境的技术。　　运用了家居科技的住宅被称为“智能住宅”。　　此外，能够将家务等居住空间内的人工作业自动化的技术有时也被称为“家庭自动化”。　　冰箱、空调等传统的住宅设备和家电产品大多是独立于其他设备发挥其作用的。因为需要各自分别进行管理和操作，所以经常会发生浪费情况，比如因忘关电灯，房中无人时照明也一直处于开启状态。当然，通过细致的人工操作也可以进行管理，但为了将浪费控制于最小限度，住宅内的很多机器都必须逐个单独操作，需要相应的劳力和时间。因此很多情况下，面对浪费我们也往往会置之不理。　　而如果采用家居科技，则可将设备和机器用家庭内网络连为一体，与其他机器及电脑实现连动。由此，便可通过设置在住宅中各处的传感器来检测房间和居民的状况，只在有人的房间里点亮照明，检测人是否感觉舒服，以此来调整房间的温度。如察觉到可能发生故障的状态，便自动发出修理委托。更高性能例子比如，察觉到洗衣机的洗涤剂库存将用完，便可通过网购自动订货（下图）。　　使用家居科技的家电产品新功能　　能够收集从居民的生活方式、兴趣，到住宅室内布局等各类数据　　在家居科技中，如何实时准确地把握居民和住宅的状态和动作，有效并到位地控制设备和家电，这便一点是至关重要的。其起点是传感器所收集的数据。收集什么样的数据，用于何处，作为家居科技的先行案例，我们将为大家介绍一下“智能仪表”、“智能扬声器”和“扫地机器人”3个例子产品（下图）。　　收集了解居民和住宅状态、动向的数据　　智能仪表用于将电力、煤气、自来水等仪表通过网络连接，从而实现远程验表。通过验测获得的数据可深入反映居住者的生活方式等，因此可作为实践家居科技的宝贵的信息来源。　　目前，可通过电表的运作状况关注老年人健康状况的系统等已付诸实用。　　此外，在欧美国家已实现了一种可通过智能仪表验测的电力消费状态和住宅附设的蓄电池积蓄电量，在居民之间进行电力交易的体系。例如，将深夜时间段相对低价的电力储备起来，也能够从一定程度上控制用电成本。　　使用智能扬声器，可以通过云端的AI识别用户所说的自然语言内容，听取天气预报，或操作连网的家电设备。在使用智能手机等进行网络检索时，AI可通过输入的检索词汇把握用户的兴趣和喜好倾向，帮助提示有用的信息。智能扬声器也同样可从实际生活场景的对话内容中获取有助于家居科技利用的信息。目前，智能扬声器已变得更加聪明，能够从发言者的声音状态中读取喜怒哀乐等心理状态，或从众多人员聚集的对话场景中感知现场的氛围。　　扫地机器人可减少家务负担，帮助维持居住空间的清洁卫生，已经成为一般消费者熟悉的家电产品。今天，扫地机器人已经能够通过传感器识别房型和家具布局位置，制作数字图面，即使在复杂的房型中也能够完成高效的清扫工作。　　这些显示住宅内状态的信息在家居科技的实践中也发挥了很大的成效。　　由此可见，人工智能（AI）已经能够收集各类信息，包括从我们的生活方式到喜好兴趣，甚至居所布局等各方面的家居相关方面数据。并且，近年人工智能（AI）等信息处理技术不断进步，可通过在家庭服务器和云端解析这些数据，进一步提高家居设备和家电类产品的使用舒适程度和使用效率。　　通过API实现不同制造商机器之间的连动　　关于将住宅设备和家电产品等进行连网的技术，除了以太网等有线连接，Wi-Fi?、蓝牙?、以及更低功率的ZigBee或Z-Wave等各种特征的无线技术也得以使用。除此之外，还需要组合运用各类厂家的多种产品，构建有效的连动机制。　　在很多直接连接居民和家的接口中，开始使用智能扬声器和智能手机。为此，业界开始出现一种新的动向，即部分IT企业开始致力提供能够用语音和手势来进行操作和交流的虚拟助手，并努力制定新的业界标准的通信协议规格，从而使不同厂商的设备能够实现连动。　　而在日本，则创建了“ECHONET Lite”通信协议，帮助促进不同企业参加该联盟并促进这一机制的普及。　　此外，由于近年来能够用智能扬声器和智能手机进行语音操作的设备和家电日益增加，公开“API连动”的产品也随之增加（下图）。　　API连动机制　　所谓API，是Application Programming Interface的缩写，是一种能够共享软件功能的机制。只要销售连动设备的制造商公开其API，并在管理和控制住宅的应用软件中嵌入必要的API，便能够实现连动。如使用API，只要是可以连接到互联网的设备，均可实现连动。　　如果能够实现连动的住宅设备和家电产品的种类得以增加，则家居科技的活用对象也将得以扩大，从而加速普及速度。　　舒适的居住环境是丰富生活的基础，改善家居条件，提高家务效率，使其成为一个可持续的环境，无论对居民自身还是地球环境来说都是十分重要的。
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发布时间：2023-03-30 10:01 阅读量：8377 继续阅读>>

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