電容器在數字家電中的應用
發布時間:2019-07-13 17:20:21來源:
中國數字家電元器件技術研討會暨展覽會精彩回顧聚焦數宇家電的創新輯覺數字家電的魅力更大,從軟件設計及應用場合上會受到很大的限制。而應用Vishay為實現JxDA遙控的產品,就不需要擔心這樣問題。Vishay已把完成遙控功能的方案設計在標準封裝的IrDAmodule中,同時針對EMI的考慮,Vishay己在設計中給予很好地解決,并且所有的產品都做到了PIN-TO-PIN設計,這對于工程師的后續開發有很多好處。
V1Shay的IrDA技術可以支持低電壓的應用,并且外型很小,己與國內的幾個手機設計廠商合作,不久的將來會出現在國內的手機中,當然也包括國外的大廠商。由于M3A的傳輸速度快,體積小,因此M3A比較流行的應用是在筆記本電腦。全球比較大的十家筆記本電腦廠家的產品,有70%用Vishay的IrDA.電容器在數字家電中的應用威世科技公司電容部門高級現場應用工程師MichaelHuang -與拷'丨。
Vishay在世界上一共有60家工廠,超過2萬名雇員,是全世界電阻、電容、電感比較大的供應商之一。Vishay還生產二極管、三極管器件,以及電源管理1C器件等?,F在很多元器件都需要貼片,如手機,筆記本電腦等都采用貼片元器件。耐壓有4-20多伏,甚至超過2千多伏,主要用于濾波、DC/DC轉換、音頻耦合等,工作溫度根據不同的環境要求,如-40*C-70*C.現在產品對尺寸提出了越來越高的要求,Vishay的貼片陶瓷電容器、鉭電容器產品都有標準尺寸,如0402、0603、0805、ACASE、BCASE等。因為越來越多的產品上面用到貼片電容器。貼片陶瓷電容器可以在很小的尺寸里面提供相對更多的容量。為了解決客戶對小體積大容量的要求,如Y5V,X7R材料的貼片陶瓷電容器比較大容量可以做到6.3VHVF.建議電容量lOpF以下,選用貼片陶瓷電容器。尺寸0603貼片陶瓷電容器,容量比較大到2.2此比較適合客戶使用。
讓我們先了解一下貼片陶瓷電容器的內部的結構,它是有多層單片瓷片疊加而成,面積越大電容量越大,所以能在小的體積里提供相對比較大的容量。電極一開始用銀這種稀有金屬來做,為了降低成本,現在X7R系列產品的電極采用銀和鎳來做。工藝上,把陶瓷粉經過壓平以后,涂上一個電極,通過壓力把它壓成——大片以后,做成一個單個的陶器電容器,有很多不同層疊加,但疊加的層數越多,受溫度的影響就越敏感。生產制造過程不一樣,有濕層疊加和干層疊加。干層疊加相對可靠性沒有濕層高,但疊加的層數比干層疊加多很多。因此,建議容量大于lpF的貼片陶瓷電容器,在應用時比較好不要安排在PCB板的邊緣,以減小由于機械振動和溫度因素造成的熱脹冷縮等而產生電容性能的變化對產品性能的影響。
濕層疊加的電容器非常明顯的優點是可靠性非常好。尤其是高電壓上,超過500V以上的。Vishay在德國有自己的研發陶瓷粉的研發中心,設計時把芯片在上部分和下部分陶瓷片的表層留有比較寬的厚度,這樣陶瓷電容的內部結構對溫度的沖擊,可以起到緩沖作用,可靠性高很多。貼片陶瓷電容器當初設計的耐壓小于50V,現在隨著陶瓷粉的工藝不斷往前發展,貼片陶瓷電容器的耐壓己可滿足500V以上的應用。
對于超過500V以上的應用,由于陶瓷粉單片的介質結構是很薄的,中間采用上述結構的話,就是在1000V工作,也可以起到分散的作用,因此,在篼壓應用方面有很大的優勢。陶瓷電容器在手機上應用的時候,電容器的容量一般從幾pF到10壚左右。由于陶瓷電容器有共振的現象,當容量比較大,由于陶瓷電容器的內部結構,疊加的層數很多,可能是200層,這樣,本身共振的概率很高。因此,在手機或音頻處理應用時,容量超過10|iF,建議客戶采用鉭電容。而在小于10MF應用時陶瓷電容器在性能價格比上就有很大的優勢。
下面介紹鉭電容,鉭電容內部的結構是經過壓結的鉭粉芯組,整個芯組通過化學反應在鉭粉表面形成氧化鉭,即鉭電容的介質,就象我們知道陶瓷電容器的介質是陶瓷粉一樣,鉭電容負極是氧化鉭表面沉淀二氧化錳;在二氧化錳的表面涂敷金屬銀,作為電極引出,另外可以對鉭起到保護作用。因為現在鉭電容也是一個貼片的產品,在手機筆記本電腦里面有廣泛應用,并對產品本身的尺寸要求也是越來越高,也即在較小的體積內實現較大的容量,鉭電容的材料是鉭粉,鉭粉材料的細度,即鉭粉的有效表面積是擴大容量的關鍵。Vishay可以作相對比較大的容量。
當然作為介質的氧化鉭同樣受到介電常數、電壓強度以及厚度的影響。現在鉭電容也可以做到0805的尺寸,即PCase.0805的鉭電容在應用方面和貼片陶瓷應用有很多疊加,這時候,在應用上既可以選鉭電容,也可以選陶瓷電容器。隨著容量增大以后,鉭電容,體積也會變大。如ACase即1206,BCaseS卩3.5毫米x2.8毫米,這時容量也可達6.8|iF以上。下面介紹模壓式鉭電容。模壓式是幾乎世界上比較大的一些鉭電容生產的供應商都采用的方式。鉭電容內部是鉭芯,鉭芯決定了鉭電容的全部電氣性能,用純鉭線作為電極引出,外壓塑料盒作為封裝,塑料封裝占鉭電容體積的將近1/3.鉭電容容量要做大,鉭芯也要做大,當然尺寸也會大,尺寸有p、A、B、C、D、ECastVishay除了這個模壓式的鉭電容以外,還有涂層式封裝,專門針對手機和筆記本電腦的應用。封裝方式在鉭芯外面涂上環氧,好處是沒有了塑料封裝所占的1/3的體積,這樣在同樣的外形體積內,由鉭芯填充了1/3的體積,容量就能做大。
模壓式鉭電容ACaes可做到33pF,而涂層式封裝ACaes鉭電容容量可達68|aF,另外,沒有塑料的封裝,尺寸設計就比較靈活,可以聚焦數字家電的創新感覺數字家電的魅力r…中~字涂,兀運件技術命討。會磨,農精,固減根據客戶的需求做薄。目前可以做到0.9毫米。在手機里面,其他器件如MOS管等類似芯片已經做得很薄,如果鉭電容很厚,就會影響手機外殼的封裝;由于涂層式封裝鉭電容外形設計的靈活性,Vishay可以在0.9毫米的厚度上,比較大可以做到3300|iF/6.3V.經比較,涂層式封裝比模壓式封裝,有效體積明顯要大。但由于涂層式外面是含氧封裝的,特別是在小體積即0805尺寸,外形呈圓形,對于貼片以及我們自己在生產的過程中,都會帶來很多困難。但由于手機等產品對體積的要求非常高,我們針對小體積0805尺寸,專門開發一種包裝的方式,也是模壓式的。
這種模壓式包裝,去除了電極引線框,直接在鉭線通過錫引出點作為電極,是專門針對0805尺寸的,比較大做到33|jF,內部有效的鉭芯的體積將近90%,這種封裝方式在0805尺寸比較有優勢。鉭電容是比較特殊的,輸入電壓和輸出電壓都會受到限制,鉭電容不能用到滿負荷電壓,如標稱電壓6.3V,只能用到4.3V,而其他電容標稱電壓6.3V,就能能用到6.3V.還有,鉭電容是容量比較穩定的產品,在電壓和溫度變化時其電容量非常穩定。
貼片陶瓷電容器還有NPO介質材料,是容量相對比較穩定的產品,可達幾個ppm,但這種產品的容量做不大。當你對容量要求不高的,但對容量穩定性要求很高情況下,選用這些產品。
DVD+RW刻錄機準生產系統解決方案飛利浦公司中國地區市場總監張富來DVD刻錄機市場正在迅猛增長,2003年的復合平均增長率超過120%,估計總的市場規模超過400萬臺,2004年整個市場規模會超過1千萬臺。隨著刻錄機價格迅速下降,整個生產量也會得到很大的提升。
而DVD播放機市場已經基本接近飽和,以后會逐步下降,取而代之的將是DVD刻錄機的產品。DVD市場還張富來先生有一個分支產品,就是DVD刻錄機與DVD家庭影院的結合:HomeTheaterinBox(HTIB)產品?!癏omeTheaterin Box*就是把DVD刻錄機和家庭的功放部分連接一起,構成的一個市場。這個市場目前很小,2003年的市場估計只有30萬臺,2004年可能80萬臺,以后的增長會很快。因而總體上,DVD刻錄機市場非常看好。
PNX71xx產品是飛利浦半導體的第一代DVD刻錄機單片方案,但它是飛利浦第三代DVD刻錄機解決方案,原來采用兩片的方案。PNX71xx將MEPG2的編碼和解碼合在一起。它采用0.18微米的半導體工藝。飛利浦馬上將宣布推出PNX72XX系列芯片J亥芯片在PNX71xx1S礎上增加了逐行掃描,采用了新的單一存儲器架構,生產工藝也從0.18微米提升到0.12微米,芯片的體積非常小飛利浦汁劃把一些數碼的輸入,包括1394的鏈路層,還有解碼部分,全部放在一起,而且采用共享內存架構,比較后作成一個純粹的DVD刻錄機單片方案。飛利浦是一家真正從頭到尾都有解決方案的供應商,包括光頭等,因而集成這樣一個單片應該有很大的優勢。
PNX7100S飛利浦半導體己經在大規模生產的單片解決方案。它的主要特點包括以下幾個方面:第一,單一的平臺可以支持不同系列的產品,它可以做成DVD刻錄機,也可以做成硬盤錄像機。另外,飛利浦已經有一個實用的DVD+RW的軟件庫,完全兼容DVD+R和DVD+RW標準。另外飛利浦擁有實施制作DVD的中間件和中間軟件。DVD+RW是一個新興的標準,它的復雜度很高,覆蓋模擬電視和DVD技術,所以里面的軟件應用很重要。PNX7100應用的是飛利浦的Nexperia平臺,內置一個MIPS處理器,還有6個顯示層,有兩個獨立的視頻通道,原則上完全可以做成一個DIP的應用。該芯片還有高質量的DV轉錄功能。
飛利浦半導體推出的DVD+RW準生產方案內部結構非常簡單,并且可以根據需要進行調整和優化。如果客戶需要的話,馬上可以就進入規模生產。PNX7丨00有一系列產品,根據不同市場需要,飛利浦可以提供不同的1C.如果需要1C產品帶有DVD轉錄功能,飛利浦半導休有PNX71()3/7102.如果不要求DV轉錄功能,飛利浦半導體有PNX7105/7104.飛利浦正在對該系列準生產方案進行改進?,F在的準生產方案里面,第一批應用的時候,利用AV2,芯片是用PNX71xx來做。飛利浦接下來將推動AV3,使用新推出的PNX7200系列KV可以做相對低成本、性能高的產品。在用戶界面方面,目前客戶可以改動的不是太多,但未來用戶可以使用用戶界面工具(U1T)現場來做客戶化的工作。目前采用PNX7100的代碼為*RW001*一個方案,目前己經進入生產了。飛利浦正在對校擬板和數字板進行改進。接下來飛利浦半導體將向中國OEM廠商推出PNX7200系列。飛利浦還會推出采用PNX7200并重新設計的模擬板,使整個系統更加簡單。RW001設計有很好的兼容性。在一個產品推出來后,如果它的兼容性比較差,專業的用戶知道是兼容性的問題,而非專業的用戶會認為廠商的機器有毛病,導致退貨。飛利浦在這方面有著豐富的經驗,目前這已經是第三代產品了,此前有第一、第二代,主要的客戶是飛利浦消費電子部門,因而這一方案已經有多年的經驗,生產總量已經超過100萬臺。飛利浦根據客戶的反饋不斷對方案進行改進。另外在制定DVD+RW標準時,飛利浦考慮了與市場上所有的DVD格式和DVDROM的兼容性。因而飛利浦的解決方案有很好的兼容性能。另外DVD+RW刻錄機重要的特點是可靠性。在錄制節目的過程中出現中斷是非常糟糕的事情。DVD刻錄機跟DVD播放機來比,在技術方面上了一個新的臺階,技術比較復雜。DVD刻錄機在市場的退貨率也比較高,這是一個潛在的危險??朔澜珉娮釉骷?WW./