广告

TDK慕展一览:当代传感器、被动器件、电源进化成什么样了?

时间:2021-04-25 作者:黄烨锋 阅读:
前不久的慕展上,我们也特别参观了TDK的展位。TDK在这次慕展上摆出的阵仗挺大,不少集团旗下子公司都上场了。所以TDK展位展示的产品涵盖了其业务相关的被动元器件、传感器应用产品、磁性产品,以及能源应用产品。从行业划分来看,汽车如今对TDK而言是个大热门,这是符合市场大环境发展走向的……
广告
EETC https://www.eet-china.com

电子科技行业的跨国大企业,只要不是自身遇到了发展上的大麻烦,则企业本身发展趋势这两年主体上就是受到新冠疫情,以及国际贸易大环境变动(如中美贸易摩擦),及其产生的连锁反应(如缺芯)的影响。今年慕尼黑上海电子展,我们拜访的好几家企业均是如此。

前不久的慕展上,我们也特别参观了TDK的展位。TDK在这次慕展上摆出的阵仗挺大,不少集团旗下子公司都上场了。所以TDK展位展示的产品涵盖了其业务相关的被动元器件、传感器应用产品、磁性产品,以及能源应用产品。

TDK FY2021 Q3销售额按市场划分,不同业务的营收情况

TDK FY2021 Q3被动器件业务按市场分,销售额变化

从今年初TDK发布的FY2021 Q3季报来看,这家公司的净销售额与营业收入也终于出现了较大程度的反弹。此前的Q2季报还是处在下行期的,而Q3主要在被动元器件以及能源应用产品方面的营收出现显著增长——和Q2季报中的预期还是大相径庭的。这样的趋势在许多同类型的日企中都广泛存在。

从行业划分来看,汽车如今对TDK而言是个大热门,这是符合市场大环境发展走向的——事实上,在Q2的季报中,TDK还预期汽车业务的销售将持续下滑;表明如今的市场变化趋势,是很多企业自身难以预估的。

我们暂不探讨TDK企业本身的发展趋势,将来有机会将另外撰文。本文仍以图集的方式,来看看今年TDK在展会上都着重展示了哪些产品——这些多少也能够代表TDK着力领域本身的发展趋势。

▲演示中的平衡板游戏,通过脚下的平衡板来玩屏幕上的滚球游戏——随踏板倾斜角度偏移,屏幕上的球也随之滚动。这个产品演示展现的是TDK的TMR(隧道磁阻)角度传感器。

其特色在于精度最高可以达到0.02°,现场工作人员告诉我们,“这是现阶段所有磁传感器,包括AMR、GMR,精度最高的。”该传感器是TDK从早年在TMR磁头中所累积的技术中产出的副产品。“这个技术只有全球知名的硬盘厂商才有,在技术演进过后,TMR技术现阶段没有几家会做。此外,TDK的产品已忆批量使用于汽车应用。如:动力转向电机通讯、雨刮器、离合器等。

“另外包括ICT领域(Information and Communication Technology),我们在用的手机后置摄像头模组,都有用到TDK的TMR传感器。”

▲触屏演示,带触觉反馈的压电执行器,名为PowerHap。展示中的产品“主要应用于汽车、手机、医疗等触控屏,给用户一个前所未有的触觉反馈体验。相对于传统转子马达 、线性马达等电磁式执行器,PowerHap以非常紧凑的设计提供了强有力的反馈,并极大的丰富了触觉反馈效果和可能 。”现场工作人员演示了多种不同设置的触觉反馈。

此前所推的PowerHap执行器带无游离的铜内电极的多层压电陶瓷,激发范围1-500Hz。其加速度和力,插入高度与响应时间,都会优于传统的电磁制动器。工作人员表示“这个demo是我们和美国Immersion公司合作生产的。Immersion在触觉反馈领域有很多波形设置IP。”

Ceracharge固态电池演示。“它和传统锂电池是互补的关系。采用SMD技术,可以通过回流焊技术焊接,节省了一个制造的process。”另外固态充电电池的价值在于没有液体电解质,“在一些航空领域,锂电池禁止用于飞行运输的,但信标又需要供电,那么这种电池就是很好的应用。”

“还有物联网,比如比较小的可穿戴设备,锂电池可能会比较大,那么我们这种电池就能派上用场了。”上图的演示是太阳能充电板给Ceracharge固态电池充电,同时也给负载供电。“到了夜晚,没有太阳能供电了,那么供电流径就会发生变化了。”

▲无线充电产品,最后边的是第三代名为“薄型印刷扩展单线圈”线圈的产品。工作人员介绍说:“第一代(最左)是传统的,三个线圈叠在一起,一个线圈5W,三个线圈就是15W;第二代(中间)实际上还是用叠加的技术去完成的。”

“第三代(最右)技术产生了新产品,非常轻薄,最薄可以做到30微米。效率方面,三个绕线叠加的方案其实效率是比较低的,存在一些缺口的地方,效率可能达到65%的程度。但如果用最新的这种印刷线圈——是用印刷工艺做的,效率普遍能够达到71%以上。”

“在轻量化和充电效率方面,都可以做到很好的改进。”“这款充电线圈目标客户以车载为主,用于车载无线充电,对于减轻车内线材使用也有帮助。未来这也会成为一个趋势。”它的外观设计做的也非常现代化,充电平板表面是透明的,可以看到里面的线圈。因为现在这款设计本身就非常有科技感,即便暴露在用户面前也非常好看。”

▲来自TDK InvenSense的接近传感器,采用超声波ToF技术,展示中的是应用于智能门锁的方案。门锁下部即为超声波传感器。“当我们走近的时候,门锁上面的人脸识别就会唤醒起来,离开5米之后,智能锁就会自动进入standby状态。它主要用于接近检测,控制系统的工作状态,达到省电和激活系统的作用。”

“TDK InvenSense目前提供两款产品,CH101识别范围是1.2米,还有一款CH201识别范围是5米。”

▲左边蓝色甲虫外形的那款产品名为SmartBug,是个多合一传感器模块,还集成了算法方案,支持OTA。“这里面有多种传感器,包括运动传感器、温度传感器,构成的这个参考设计——小型的SmartBug。”“其中的运动传感器,比如6轴的、9轴的,主要应用在一些游戏操作手柄上,手机上应用最多。日本任天堂游戏机上的手柄,都是我们提供的。”

上图右边的红色板子,则是二氧化碳传感器参考设计。“这是一颗MEMS传感器,它的尺寸是业界最小的,工作寿命可以到10年,测量范围也非常宽。应用场景包括健康监测,还有空调、智慧农业——那种大的保温棚,需要监测二氧化碳浓度来控制植物生长。”

“气体监测未来也是我们传感器的一个发展方向,而且我们是采用MEMS技术,体积相对比较小,功耗也低。”

▲这款T5838是应用于TWS耳机的硅麦,“业界第一款PDM接口,且休眠功耗可以达到9μA,频响范围35Hz到>20kHz,低频响应非常好。TWS耳机上应用得会比较多。”

▲IMU类传感器,面向不同领域的,包括工业、汽车和消费。“手机上应用量是最大的,我们有一款消费类的ICM-40627-P,主要手机客户就包括OPPO、VIVO、小米、联想、荣耀等等。”

“IoT领域,扫地机器人需要一些算法识别,我们有ICM-42688-P。这是业界精度最高的,ADC达到了19bit。同时我们也提供相应的一些算法。”

“汽车上面,我们有首款通过ASIL-B认证的产品。这颗传感器主要是做ADAS自动驾驶的。像特斯拉之类的汽车厂商都会用到我们的这颗IAM-20685。IMU在TDK InvenSense一直是拳头产品。”

▲高压接触器产品。“新能源车领域,我们需要对大功率电池对应的电路,提供安全可靠的元器件。在许多元器件中,高压接触器是个非常关键的组件。它应用在大功率的电池电路中,对整个电路安全都起着至关重要的作用。”

“在紧急情况下,通过高压接触器,可以对高压的锂电池做迅速切断,避免安全事故发生或者升级。我们的产品是基于原来西门子元器件陶瓷技术80多年的研发和生产经验。”“在高压大电流电路中,开关会有电弧现象。电弧对接触器的电极材料是有损伤的,因而快速的灭弧是实现产品电器性能的重要指标。”

“TDK有陶瓷气体放电管的技术背景,在同行业中,器件的电气寿命、切断可靠性表现都是很好的。目前我们的高压接触器已经广泛应用在电动汽车,直流充电设备和电能存储系统中,得到了包括国内、欧洲和其他市场客户的认可。”

▲汽车踏板应用演示,演示的主要是3D霍尔位置传感器,来自TDK-Micronas。“踏板中的霍尔传感器,是实现小角度的检测。”这项演示中,离合器位置传感器使用了两颗霍尔传感器,在踏板踩到一半时,开关1被激活;踏板完全踩下,则开关2被激活。另外,刹车灯、油门踏板都用到了霍尔传感器。

“包括驾驶室内部的,比如旋钮、雨刷、门窗控制等,都会用到这样的霍尔位置传感器。拨动这样的旋钮,传感器就会把信号发送到ECU控制单元,识别角度和位置信号。芯片本身是可配置的,对客户而言提供很多可配置选项,方便客户做前端结构设计。终端客户对具体项目需求有不同的定义和具体的性能要求,我们提供标准可配置的参数,方便客户去做设计和匹配。”

“霍尔传感器本身会集成大部分功能,外围只需要加载一些被动器件做一些功能——周围是被动器件,基于EMC或者一些耐压之类性能的要求。主体的功能部分,核心功能一般只要通过芯片的配置就可以完成了。”

▲ThermoFuse热保护型压敏电阻。这款产品是基于压敏电阻的开发,“持续过压导致压敏电阻发热,熔丝就会熔断,并可靠地将压敏电阻从电路连接中断开,防止压敏电阻周围的印刷电路板或元件损坏。并且,断开电源能够有效防止热失控。”

“这个系列的ThermoFuse压敏电阻符合UL 1449和IEC 61643的要求。” MT25覆盖的电压范围为150Vrms至385Vrms,最大浪涌电流能力20kA(8/20 µs 脉冲波形);MT30系列电压范围150Vrms至750Vrms,最大浪涌电流能力25kA。

“产品应用范围很广泛,特别是在光伏和通信这块。在一些工业电源、变频器工业控制中也有很好的应用。这个产品我们从研发开始到现在,2019年开始批量生产,今年整个生产需求会达到比过去1年有两倍的增长。”

▲“这两个压力传感器都是工业类应用。分别是薄型压力变送器和微型压力变送器(MiniCell)。”现场工作人员表示,“薄型压力变送器的尺寸很小,是非常薄的平板设计。”“我们针对工业4.0上的应用,做了非常薄的设计,把压力芯片跟数据处理的ASIC处理芯片,都封装在金属盒里面,对芯片有很好的保护。”“接口选用SPI数字接口,也可以选用I2C接口,对客户外围扩展以及应用会很方便。从量程上来讲,16mbar-7bar的差压测量都能满足。”

“微型压力变送器,是个不锈钢管结构。通常的压力变送器,如果是陶瓷的,是用陶瓷面来直接接触压力介质。像这种MEMS传感器,可能是用硅的表面或者底面来接触受测量的介质。那么像我们这种微型的不锈钢封装的压力传感器,就把压力芯片以及处理芯片都封装在隔离膜内,可以在不锈钢的隔离膜内再填充硅油来传导压力。”

“那么外界与这个介质,不管是腐蚀性的气体液体,还是工业上的油,或者是尾气,接触到压力传感器的都只是不锈钢的薄膜,它在耐恶劣工况以及长期耐久性方面就有优势。使用的温度范围也从-40℃到140℃。一般压力传感器可能知就到105℃、125℃,这款传感器就能应用于高温。”“不光是工业上,包括汽车尾气处理等都是应用方向。”

▲ModCap面向直流链路应用的模块化薄膜电容器,“也就是DCLink。原先我们用的直流链路电容器在工业当中,比如新能源都用圆形的,很多个并联。现在用我们比较领先的技术,在里面做成一个个扁平的绕卷,达成紧凑型的设计。原先很多个这样圆形的电容,现在只需要用一个方形电容就能替代了。”

“体积当然只是一方面。第二个特点是超高的能量密度。因为随着能量密度越来越高。包括我们的技术越来越改进,原先用IGBT,现在大家都在谈SiC一些高速开关器件。开关频率高了之后,对ESL——也就是它本身的自感要求就会越来越高。相比原先的圆形电容,它有着很低的环路电感,本身的自感非常小。这对客户而言,传输中的能量损耗、链路中的能量损耗就会很低。”

“第三个特点是,安装环境在变,包括电流越来越大,整个器件的电流、功率都在往上走,对温度要求就越来越高。原先圆形的薄膜电容最高热点温度是85℃。电容内部我们用了新的设计,包括膜的技术也改善了,所以热点温度最高可以达到95-105℃。不要小看这10-20℃的变化,这对你使用电容的容值范围、寿命也有很大提升。原先电容寿命10万小时,现在可以到20万小时,20年免维护。”

“所以不光是电容整体成本降低,维护成本也在降低。可以想象,海上风场,维护成本是相当高的。那么电容如果可以用20年,对客户而言就具备了很大的成本优势。”

▲TDK-Lambda展位展示开关电源产品,工作人员表示,“我们的产品从小功率的到这种600W的——像这款产品,它的面积和手机的面积一样大,但功率能够做到600W,效率96%,是目前世界上功率密度最高、效率最高的医疗电源产品。” 

▲这款则不带风扇,“你看比手机还小,600W,效率96%,是业界的标杆。这类产品主要用在医疗设备上,还有一些工业控制。”

▲“这一类的高功率密度产品,尺寸非常小,这款是1000W,效率可以到94%。”

▲“我们还有不含有害物质的这种高可靠性的DCDC产品,主要是用在一些板载的高可靠性的供电。”

▲可编程电源系列,“除了电源之外,我们还有非常有特色的高可靠性的这种智能测试设备。这种电源可以用来做程控测试,广泛的应用比如半导体设备,汽车电子零部件的一些测试应用,航天等等系统的测试。”

“它可以装在机架上,也可以拿出来在实验室里用。端子可以直接插进去供电,也可以组装起来。”“这款产品具备世界独一无二的一个功能,我们称之为高级并联功能。这款电源和下面的一款电源,通过官方的一根简单的数模混合线在后面连接起来,它会自动配置哪个是主机,哪个是从机。”

“我们可以利用几十台这样的设备,扩容成很大的系统。像现在用在医疗上面的,核磁共振超导线圈的供电,用了很多我们这样的电源去给它充磁——提供1万多安培的大电流。利用很多模组拼起来,这也是业界首创的。”

责编:Luffy Liu

EETC https://www.eet-china.com
本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
  • 采用低压晶体管,如何更好地进行高压电流检测? 使用分立元件构建电流监控器似乎显得多余,然而在某些情况下,特别是在有现成的低压元件时,使用分立元件的电路来进行电流监控可能是最好的方法。本设计实例中的电路用于监控伺服系统+180/−180V电源的两个电源轨中的电流。
  • 隔离信号和电源的4个常见问题 要保持信号通过隔离栅的完整性,需要隔离电路初级侧和次级侧之间的所有耦合路径,包括电源。虽然数字隔离器的次级侧通常需要很少的电源,但系统设计者常常会增加额外的电源余量,以便为多个设备供电。在本文中,我将分享在隔离信号和电源设计时经常出现的问题,并简要概述可用的分立式和集成式器件。
  • 采用较少分立器件设计缓冲放大器及其优化小技巧 本文介绍了一种元器件数量少的高性能分立式匹配晶体管缓冲器的设计,并涵盖优化其设计的一些细节。在用一个运算放大器就可以轻松实现缓冲器的时代,为什么要使用分立电路?因为通过应用创新,分立元件电路也可以获得良好的性能,即使运算放大器过时仍然可以使用。
  • 对二极管压降变化进行补偿以减少容差错误的三个实例说 二极管正向电压和温度变化常常会降低电路的性能,但不一定总是如此。本文三个设计实例展示的方法都有可能抵消或最大程度减小二极管温度相关的误差。
  • 采用GaN图腾柱PFC拓扑设计PFC整流器 管GaN的成本仍然是其受到业界广泛采用的一大障碍,但GaN FET所能实现的性能,包括效率和密度的提高,最终都将对开关电源解决方案的总成本产生积极影响。本文详细研究了基于GaN的PFC整流器,并回顾了GaN无桥PFC拓扑、控制和性能。
  • 不使用变压器,如何设计大功率系统? 虽然没有庞大、笨重而又昂贵变压器的电源架构设计是项电子技术挑战,但这种设计却能为很多应用节省空间。让我们来看看如何在不使用变压器的情况下设计大功率系统。
  • 新款iPad Pro 2021成最受欢迎的 由于采用性能相对强大的M1处理器和mini-LED屏幕以及更多的创新,新款iPad Pro 2021已经成为消费者心目中最受欢迎。然而,iPad 2却已经在全球范围内被列入“复古和过时”的名单中。
  • 三星折叠屏手机Galaxy Z Fold 3 目前来看,折叠屏新机作为一种新的生产力工具,逐渐成为高端/平板的一种趋势,有报料称三星的Galaxy Z Fold 3发布时间或为7月,并且会引入新手势操控。

  • 埃瓦科技宣布完成亿元级A轮融资,发 3D AI芯片系统公司埃瓦科技宣布已完成亿元级A轮融资,由中国首个专注于硬科技创业投资中科创星领投,拓金资本、瀚漾投资跟投,老股东鼎青投资继续追投。本轮融资将主要用于加速基于埃瓦自研3D AI 视觉芯片追萤®系列视觉模组研发和商业化进程。
  • 安森美图像感知和LiDAR技术赋能Aut AutoX RoboTaxi配备了最先进的摄像头传感器和LiDAR探测器,达到最高等级的安全水平。安森美半导体提供28个高分辨率的800万像素图像传感器AR0820AT和4个LiDAR传感器SiPM阵列,提供零盲点的全景倒车影像。
  • 长文图解Google的protobuf思考、设计、应用 一、前言二、RPC 基础概念三、protobuf 基本使用四、libevent五、实现 RPC 框架1. 基本框架构思2. 元数据的设计3. 分析:客户端发送请求4. 分析:服务端接收请求5. 分析:
  • 一文看懂RS-485总线  RS-485概述RS-485和RS-232一样,都是串行通信标准,现在的标准名称是TIA485/EIA-485-A,但是人们会习惯称为RS-485标准,RS-485常用在工业、自动化、汽车
  • 20210716 买卖芯片找老王 2021年1月重启“买卖芯片找老王”以来,我们已经帮数百家企业解决了芯片的供需要求,完成了数千万人民币的交易。 每天有N多用户过来各种缺货找货,因此,我们决定重启买卖芯片找老王业务,希望能在
  • 看完这篇你还能不懂C语言/C++内存管理? C 语言内存管理指对系统内存的分配、创建、使用这一系列操作。在内存管理中,由于是操作系统内存,使用不当会造成毕竟麻烦的结果。本文将从系统内存的分配、创建出发,并且使用例子来举例说明内存管理不当会出现的
  • 新能源汽车悬置轻量化设计分析探讨 点击上面↑“电动知家”可以订阅哦!摘 要: 新能源汽车为了整车轻量化,提高续航里程,零部件在设计时要求轻量化。在结构轻量化优化达到瓶颈阶段,尝试使用密度更低的新材料代替传统金属材料。采用短玻
  • 技术白皮书:如何应对毫米波信号分析挑战 5G技术的发展,提供了惊人的数据传输速率和随时随地的在线连接,正在改变我们的生活、工作、交流以及娱乐方式。5G的高带宽和实时功能开启了诸多全新的应用场景,为虚拟和增强现实、自动驾驶和工业物联网等领域提
  • 重磅!国芯论坛上线!  中国半导体论坛 振兴国产半导体产业!    为了促进行业人士交流与学习,中国半导体论坛打造了小程序平台,方便大家交流与分享。可以分享行业心得;可以发布半导体相关视频;学
  • 半导体精品公众号推荐!  中国半导体论坛 振兴国产半导体产业! 信息爆炸的时代更需要断舍离如何更加高效的获取高质量的信息在碎片化的时代里收获满满?2021年,半导体人只需关注5个公众号半导体技术天地ID:
  • 中国最佳CEO榜单出炉:雷军第一,中芯国际梁孟松、赵海军均上榜! 7月15日消息,今日,福布斯中国发布“2021福布斯中国最佳CEO榜”,共计50位CEO登上榜单。具体来看,小米CEO雷军位居榜单第一,海康威视CEO胡扬忠排名第二,而比亚迪CEO王传福占据榜单第三。
  • 重磅!英特尔将收购格芯!  中国半导体论坛 振兴国产半导体产业!    7月16日,据外媒报道,知情人士透露,英特尔正在计划收购前全球第二大芯片代工厂格芯(GlobalFoundries),交易总
广告
热门推荐
广告
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了