村田制作所总公司导入蓄电池和AI控制的能源节省系统

Release time：2025-04-16
author：AMEYA360
source：村田
reading：740

　　株式会社村田制作所自2022年7月起，在总公司(京都府长冈京市)导入了一套能源节省系统。村田将于2023年以后，在包括生产据点在内的集团各据点推广导入该系统，以减轻电力供应网的供应负荷，为稳定电力供应做出贡献。

村田制作所总公司导入蓄电池和AI控制的能源节省系统

　　该系统是由株式会社Mutron制造的AI能源节省控制系统和村田制作所制造的集装箱型蓄电池组合而成。

　　近年来，日本国内冬夏电力需求期的电力供需紧张已成为一个重大社会问题。要改良供需平衡，关键需要大规模电力需求用户的各企业从企业层面减少用电，努力提高能源利用效率。

　　村田制作所总公司导入的本系统是由Mutron制造的AI能源节省控制系统与村田制作所制造的集装箱型蓄电池组合而成。

　　村田的集装箱型蓄电池采用了村田制造的预期寿命超过15年且具备较高安全性的锂离子电池“FORTERION”。本次新导入的蓄电池及村田制作所独有的蓄电池控制技术能够实现更灵活的能源节省控制，有望提高CO₂减排效果。

　　同时，通过导入大容量蓄电池，在应对BCP(业务连续性计划)时也可将其作为紧急电源，担负起维持据点机能的作用。

　　通过本系统，2022财年总公司的能源节省率将力求达到20%。

　　本系统中，Mutron公司制造的能源节省控制技术统筹管理整个系统，除了优化公司内部空调和冷却设备等的控制以外，还配合村田制作所制造的蓄电池系统，提高能源管理的效率。

　　Mutron是一家系统开发商，主要设计、开发和提供通过人工智能进行能源管理和设备管理的程序。他们获取瞬息万变的环境和设备数据，通过专有的人工智能，构建预估和优化模型，之后提供给客户。Mutron通过进一步分析积累的数据，创造出为数甚少的系统，为实现脱碳社会做出了贡献。

　　村田制作所会积累运用实绩，提高本系统的实效性，于2023年以后在包括生产据点在内的村田集团内多个据点推广导入本系统，以减轻电力供应网的供应负荷，为稳定电力供应做出贡献。

　　为了有助于解决全球社会课题，村田制作所集团已将“加强气候变化对策”设定为重要课题，正开展推进导入可再生能源的举措。为实现集团整体温室气体减排总量目标而开展事业运营，在各事业所积极实施推进能源节省和可再生能源利用的投资。

　　今后村田制作所集团将继续在日本国内及海外据点提高能源利用效率，推进气候变化对策方面的举措。


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村田：笔记本电脑MLCC啸叫问题分析与优化对策
行业新闻

村田：笔记本电脑MLCC啸叫问题分析与优化对策

　　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 reading：280
村田产品推荐 | 植入式医疗设备专用电容器
行业新闻

村田产品推荐 | 植入式医疗设备专用电容器

　　从智能手机、LED照明等消费电子，到混合动力汽车、电动汽车，乃至对可靠性要求极高的航空航天与医疗设备，村田电容器都是其中至关重要的电子元件。　　然而，民用消费电子与医疗(尤其是植入式设备)、车载等高性能设备，在可靠性理念上截然不同。前者侧重于成本控制，而后者则将可靠性置于首位，追求零缺陷。此外，两者在使用环境、寿命要求和评价标准上也存在显著差异。　　在此为你介绍本公司的优势、医疗设备专用产品的概念以及代表性医疗设备专用电容器产品。　　01 村田医疗设备专用电容器系列　　村田针对医疗设备专用的电容器有很多代表性的产品医疗设备种类繁多，专用于“植入式医疗设备”与“便携式&可穿戴型医疗设备”的具有代表性的特色电容器产品包括：　　植入式医疗设备的GCH/GCR系列。该系列电容器应用的医疗设备包括脑深部神经刺激装置、胃刺激装置、人工耳蜗、足下垂、心脏除颤器、起搏器、胰岛素泵等;　　便携式&可穿戴型医疗设备的GRM系列，应用实例包括超声波回波、心电图、血气分析仪等。　　下面主要介绍应用在植入式医疗设备的GCH/GCR系列。　　02 植入式医疗设备 — GCH/GCR系列　　植入式医疗设备种类繁多，比如脑深部神经刺激装置、胃刺激装置、人工耳蜗、足下垂、心脏除颤器、起搏器、胰岛素泵。植入式医疗设备的电路可以分为生命支持电路与非生命支持电路，村田专用于植入式医疗设备的电容器有GCH系列和GCR系列，其中村田建议GCR系列使用生命支持电路，GCH使用非生命支持电路。　　非生命支持电路用于植入式诊断、植入式医疗康复、植入式神经刺激等。植入式医疗设备中的电路，由于故障而导致设备的功能下降或停止时，不会直接影响人的生命。植入式医疗设备　　以心脏起搏器为例，起搏器这类植入式医疗设备需要植入体内，因此需解决通过设备小型化降低人体负担的课题(低侵袭化)，近年来，小型化需求日益增长。鉴于此，本公司开发了可满足医疗标准的多层陶瓷电容器并完成商品化，其专用于植入式医疗设备，具备小型、大容量且高可靠性的特点。由此实现了植入式医疗设备的高密度设计，并为设备的进一步小型化做出了贡献。　　村田对专用于植入式医疗设备的GCH/GCR系列实施了筛查，相比民生设备用MLCC的初始故障率低。此外，亦进行了延长寿命的设计。在耐湿负荷试验、热冲击循环等方面，民生设备用MLCC与高可靠性设备用MLCC的规格有很大不同。　　03 GCH使用电路实例 — 心脏起搏器　　下图是心脏起搏器(Pace Maker的)电路示意。C1为电池的储能电容器，C2是CPU去耦电容，C3是放电电路储能电容。心脏起搏器(Pace Maker)电路示意　　这里，我们推荐村田的GCH系列：　　C1 : 电池的储能电容　　工作电压：1.8～3.6V　　标称电压：6.3V～10V　　容值范围：1～2.2uF　　村田推荐：　　GCH188R70J225KE01#(0603/6.3V/2.2uF)　　GCH188C71A225KE01#(0603/10V/2.2uF)　　C2 : CPU去耦电容　　工作电压：0.9～1.2V　　标称电压：6.3V～10V　　容值范围：10～47uF　　村田推荐：　　GCH188R60J106ME11#　　(0603/6.3V/10uF)　　GCH188R61A106ME11#　　(0603/10V/10uF)　　C3 : 放电电路储能电容　　工作电压：10～20V　　标称电压：16V or 25V　　容值范围：2.2～10uF　　村田推荐：　　GCH31CR71C106KE01#　　(1206/16V/10uF)　　GCH188R61C475KE11#　　(0603/16V/4.7uF)　　村田的GCH系列不断扩充小型、高容量产品系列，以期为植入式医疗设备的进一步小型化做贡献。　　总结 ：村田电容器的优势　　村田电容器的优势在于持续的开发能力。　　村田追求的小型大容量化重点在于电介质层的薄层化技术。确立了可高精度控制陶瓷粉体颗粒大小和形状及高密度且均匀分布的加工技术。更轻薄、更小巧、更准确。村田将继续开发高精尖电容器产品。
2025-12-04 16:00 reading：308
村田：基于多层LCP基材的低损耗超宽带天线设计与性能优
行业新闻

村田：基于多层LCP基材的低损耗超宽带天线设计与性能优

　　村田制作所开发了一款充分利用了多层LCP产品的高频特性且带有低损耗传输线路的UWB天线。与使用传统树脂材料的传输线路相比，使用本LCP材料的产品可以简化天线设计及提高匹配作业的效率，并且可以使配备UWB天线功能更加简单方便。　　产品特点　　1贴片或3贴片的UWB天线　　支持UWB通道5和9　　带B2B连接器的低损耗传输线路　　ToF、AoA和PDoA等使用了UWB的测距用途　　易于安装到套件　　通过LCP的高吸湿耐性实现了稳定的UWB天线　　主要优点　　与传统树脂材料的传输线路相比，多层LCP产品有两个主要优点。　　首先，多层LCP产品的传输线路可以遏制高频范围内的传输损耗，因此有助于降低客户产品的功耗并提高通信性能(下图)。传输线路的插入损耗的比较　　其次，与传统树脂电路板相比，多层LCP产品使用吸水率/吸湿率更低的树脂材料，由于不需要用粘合剂将各层粘合在一起，因此实现了耐水性/耐汗性能好、可靠性高的产品(下图对比了两种材料受潮后的反射损失)。这在天线等带有谐振机构的产品中，是一个重要的参数。传统FPC产品：受潮前后的反射损失多层LCP产品：受潮前后的反射损失
2025-11-26 14:09 reading：332
村田：MLCC更优？无线充电器中用多层陶瓷电容替换薄膜电容的评估
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村田：MLCC更优？无线充电器中用多层陶瓷电容替换薄膜电容的评估

　　无线充电器的谐振电路上有时安装的是薄膜电容器，MLCC更适于小型化，可有利于削减安装面积;另外，MLCC在器件表面温度控制和电力转换效率方面一般也具有优势。　　这里为你介绍村田实施的、用多层陶瓷电容器(MLCC)替换薄膜电容器的评估。　　评估对象　　我们使用市面销售的无线充电器实施了替换评估。以下照片的红圈部分是原设计中作为谐振电容器而安装的薄膜电容器。　　替换方案　　原设计(上图)中薄膜电容器规格是7.3×6.5mm，0.33uF，63V。村田替换方案如下图所示，替换产品为GRM3195C2A104JA01(1206M，C0G，0.1uF，100V)。　　方案评估　　为了评估替换薄膜电容器后的结果，替换电容器前后，我们对充电时的以下特性(评估项目)进行了确认：　　电容器表面上升温度　　电力转换效率　　测量电容器表面温度　　电容器表面温度的测量条件设置如下：　　操作环境：使用无线充电器时　　测量环境：将无线充电器放入防风箱进行测量　　测量设备：红外热摄像仪　　测量时的室温：　　测量薄膜电容器时：26.0°C　　测量MLCC时：24.5°C最高温度：约57.0°C薄膜电容器：7.3×6.5mm，0.33uF，63V最高温度：约34.6°C　　MLCC：GRM3195C2A104JA01(1206M，C0G，0.1uF，100V)×4pcs　　本项测量确认出薄膜电容器和MLCC的表面上升温度之差为20°C以上。　　此外，MLCC的ESR(电子自旋共振)低于薄膜电容器，能更低程度控制温度上升。ESR曲线对比图 ：薄膜电容器 vs. MLCC　　电力转换效率　　使用上述电容器，对充电时的电力转换效率进行了评估。本项评估的确认结果为MLCC的电力转换效率比薄膜电容器优异2%以上。功率转换效率比较图 ：薄膜电容器 vs. MLCC　　总结　　我们将无线充电器原设计中的薄膜电容器替换为MLCC，并对充电时电容器表面上升温度、以及电力转换效率特性进行了确认。结果显示，使用MLCC的方案优点突出，具体表现在以下三个方面：　　电容器表面上升温度　　确认出MLCC的ESR(电子自旋共振)低于薄膜电容器，薄膜电容器和MLCC的表面上升温度之差为20°C以上。　　电力转换效率　　确认结果为MLCC的电力转换效率比薄膜电容器优异2%以上。　　空间优势　　在MLCC和薄膜电容器的单体比较下，MLCC更适于小型化，可有利于削减安装面积。　　替代方案使用了4个村田制作所的MLCC：GRM3195C2A104JA01(1206M，C0G，0.1uF，100V)。
2025-11-26 13:47 reading：341
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