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      噪聲對策指南

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      近年來随着汽車電裝化的發展,汽車音響設備等信息技術化和安裝ADAS(先進駕駛系統)的事例不斷增加。由于安裝到這些設備上的無線規格的增加、半導體的工作頻率高速化等,對傳輸噪聲•輻射噪聲的靜噪元件需求也越來越高。
      此外,随着汽車的輕量化、小型化,在引擎箱附近以及容易發熱的地方,越發需要能夠保證超過125℃的耐高溫元件。
      作為應對該需求的其中一個解決方案,下面介紹可在-55℃~+150℃溫度下使用的高可靠性片狀鐵氧體磁珠。

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      如下所示是車載設備上必須使用鐵氧體磁珠的2個原因。

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      與一般設備用規格(CISPR22)相比,車載設備上的更嚴規格(CISPR25)可适用的案例更多,必須認識到規定頻帶内的對策。
      這個頻帶包括,一直以來使用的AM無線頻帶150kHz和搭載多個GHz頻帶無線的汽車音響娛樂設備的6GHz頻帶。
      鐵氧體磁珠具有靜噪難度比較高的FM調諧器頻帶~GHz頻帶的靜噪特性。(圖1)

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      圖1.車載設備用靜噪規格要求的頻帶和代表性鐵氧體磁珠的靜噪特性

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      對于保護地球環境和防止事故發生,汽車内置傳感器變得越來越重要。為了降低油耗和廢氣中的NOx等(氮氧化物),要掌握引擎工作和排氣狀态的各種傳感器所檢測到的溫度•流量•壓力等,電子控制單元(ECU)對引擎工作控制進行微調整。
      融合了傳感器和通信設備的先進ADAS(先進駕駛系統)和ADS(自動駕駛系統),通過傳感器掌握步行者和障礙物等汽車以外的狀況,來控制方向盤、刹車、加速器。
      該重要的感知能力會盡可能地避免因噪聲而造成的劣化,傳感器内置鐵氧體磁珠,能夠有效改善抗噪聲幹擾度。

      株式會社 村田制作所的片狀鐵氧體磁珠通過簡單的構造實現了低成本和小尺寸,是擁有豐富産品陣容的(以下*1)EMC(Electro Magnetic Compatibility: 電磁兼容性)靜噪元件。通過一台設備簡單方便地消除多個頻帶的噪聲,鐵氧體磁珠是個不錯的選擇。特别是在超過100 MHz的高頻帶域中,通過獨特材料和減少雜散電容(不被期望的容量成分)的設計實現高阻抗,并有效發揮EMC靜噪效果。

      *1 噪聲對策的基礎 【第4講】 噪聲濾片狀鐵氧體磁珠

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      對汽車來說,鐵氧體磁珠變得越來越不可或缺,同時對于高于125℃耐高溫的鐵氧體磁珠的呼聲也越來越高。

       

        為實現與汽車油耗直接相關的「輕量化」,想在引擎機箱内安裝引擎系統和安全系統的電子控制單元(ECU),但是引擎機箱内高度變高。
           
        由于電子控制單元(ECU)小型化,不得不在發熱元件(半導體)附近安裝鐵氧體磁珠,因此熱量容易累積,形成高溫。
           
        引擎系統和排氣系統的傳感器無論如何都将置于高溫下,所以傳感器中内置鐵氧體磁珠時,也必須耐高溫。

      因此,如圖2所示,引擎以外的需要保證高溫的設備也不斷增加。
      村田制作所的車載對應片狀鐵氧體磁珠符合AEC-Q200标準,且通過獨特材料和設計技術,實現了能夠承受引擎機箱内環境的高可靠性,可研發滿足保證溫度的所有車載設備。

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      圖2. 汽車内需要高溫保證的電裝設備

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      此次大幅擴充了保證150℃的鐵氧體磁珠産品陣容,焊接貼裝元件和導電性粘合劑貼裝元件也能夠選擇。小型産品目前正在研發中,今後将對應更加廣範圍的産品陣容。

      ① 對應導電性粘合劑貼裝的外部電極銀钯産品(符合AEC-Q200标準)
          BLM18AG_WH1系列
           适合0603 inch (1608 mm)尺寸/低頻~寬帶域的靜噪對策

      ② 對應焊接貼裝的外部電極鍍錫産品(符合AEC-Q200标準)
          BLM18AG_BH1系列
           适合0603 inch (1608 mm)尺寸/低頻~寬帶域的靜噪對策
          BLM18BD_BH1系列
           适合0603 inch (1608 mm)尺寸/信号線的靜噪對策
          BLM18KG_BH1系列
           适合0603 inch (1608 mm)尺寸/實現低直流阻抗的電源線的靜噪對策
          BLM18KG_JH1系列
           适合0603 inch (1608 mm)尺寸/對應超大4A的電源線的靜噪對策
          BLM21AG_BH1系列
           适合0805 inch (2012 mm)尺寸/低頻~廣帶域的靜噪對策
          BLM21PG_BH1系列
           适合0805 inch (2012 mm尺寸/對應超大3.3A的電源線的靜噪對策

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      表1.對應焊接貼裝的保證150℃片狀鐵氧體磁珠總結

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      保證150℃的産品規定了125℃和150℃溫度狀态下的額定電流,保證了150℃環境下的規格和可靠性。(降額參照圖3)

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      圖3.保證150℃的産品額定電流降額

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      「對應焊接貼裝的外部電極鍍錫産品」于2016年5月0603 inch(1608 mm))産品作為新産品亮相,目前0805 inch (2012 mm)産品也在量産中。今後将繼續擴充尺寸、對象頻帶的産品陣容,并繼續研發可對應超過保證150℃(170℃以上)的産品。

       

      株式會社 村田制作所
      EMI事業部 商品技術部 商品技術2科
      丸井 友樹

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