水野健一：电子元器件技术要求和设计

　　[编者按]“2009国际电动汽车创新发展论坛”于2009年10月22-23日在重庆举办。本届论坛由科技部举办，众多业界人员参与论坛，一起分享最新成果，争辩方向，激扬思想，以下是日本株式会社村田制作所的水野健一的现场演讲。

日本株式会社村田制作所的水野健一

　　王正国：谢谢约翰·阿布斯迈尔先生的精彩演讲，20年来电动汽车的研究成果的发展，更重要的一点与大家共享了跟电动汽车整个市场产业化的预期判断，他的报告对中国的同行们应该有很好的借鉴，谢谢约翰·阿布斯迈尔先生，下面请日本株式会社村田制作所的水野健一先生，就“FVE/EV用电子元器件的技术要求和设计对策”来发表演讲。

　　水野健一：下午好，女士们，先生们。这是本次论坛的最后一个发言了，我看他们都很疲倦了，我尽量很快的完成我的演讲部分。

　　我的名字是水野健一，我来自村田制造所，我负责贴片陶瓷电容技术部的工作，希望今天我的演讲还是能给大家提供一些有用的信息。首先，我想介绍一些对于汽车电子元件的一些要求，一些标准ISO/TS16949这样的国际汽车工业管理体系的认证，就是元件的生产商必须要遵循的。我们也能够提供这样一种高的技术支持，而且提供了这种认证。

　　第二是AEC-Q100的标准，这主要针对电子元器件，主要是IC和其他部件的一些标准，另外就是AEC-Q200一些被动元件的标准，第三EMI和EMC的一个标准。而且制造CISPR也是非常受欢迎的一个行业标准。我们ISO/TS的标准，在很多工厂都在推广，我们有很多被动元件的基本要求和规格。我们也满足CISPR12和CISPR15的一些行业标准。这是一个典型的汽车应用例子，我想解释一下电子元件和电子汽车应用的关系，对于传动来说，我想在这类关键设备当中由于和安全驾驶的生命有密切关系，必须要符合混合汽车标准的电子期间，特别是AEC-Q200的汽车元件，在其他的元件比如说舒适度、防盗、信息、导航和娱乐等等当中，我们认为这些设备对于电子器件的要求和消费类电子的要求都是一样的。所以我想普通级别的电子器件应该能满足这些应用要求了，在这种分类当中，一些符合AEC-Q200这些汽车电子元件和商用级别的电子汽车相比具有更高的可靠性和性能。这是以商用的电子汽车相比的话，我们的产品可靠性能要高一些。

　　这个是一个例子MLCC的例子出现了使用汽车级别多层的陶瓷电容，在符合AEC-Q200多种，GCM系列的。我们也有GRM这样级别的一些电子汽车的应用。首先村田推荐客户选用汽车GCM系列的，或者商用的GRM系列的电容器。所以我们村田基于以上的选择，希望大家正确地选择我们的产品，像我们的MLCC或者是GCM，或者是GRM当中适合我们应用的器件。这是AEC-Q200的测试当中看到的不同点，GCM是最早是美国电子汽车工业协会制定的，现在选择的要求是美国和欧洲很多汽车电子的客户都提出来了。还有我们的很多客户都提出来这样的要求AEC-Q200的要求，高温的测试，更长时间温度的循环。更长的湿度符合寿命，ESD要求，以及更大的弯曲强度实验等等都是有要求的。为了满足这些很高的要求，我们就对电容器采用了不同的规则和工程控制，并且来实现我们的产品能够满足AEC-Q200的要求，而且有不同的材料。

　　这个表展示了我们的一些能力怎么满足AEC-Q200要求的这些电子产品的列表。这是今天我要做的几个内容，我向简单的给大家讲一下，我们的类别HEV/EV的系列产品，一些高能的被动电子元件，比如说大层的陶瓷电容以及热能电阻，我想介绍一下村田在中国的一些技术支持，这是非常熟悉的一个图片了，给大家展示，混合纯电动种类，对于这个系统来说有很多电子控制的组件。要支持这些电子控制系统有不同的解决方案，这是混合动力汽车结构的一个展示。今天我想简单介绍三种电子系统提供元器件的解决方案，蓝色筐电力系统组装是起停止控制系统，淡蓝色的是混合动力的电力系统，然后紫色是电池的来源，简单的说一下DC-DC的转换器，这个典型的DC-DC的转换矿屯，又C1，C2，C4这样一些不同的组件，对于C1、C2、C4，提供了这种宽度可以达到125度的温度保证。我们也可以提供GCM/GCJ这样的产品，它有很多的特点，低损耗，高精度，甚至可以承受125度的高温。

　　这是我们的一个发展的路线图，Q2现在已经很多消费者采用我们这种服务了。我们希望今后慢慢这些产品能够推广它的使用范围。这个图上可以表现输入是非常低的，我们要支持这样的话，我们就用了一些低损耗的设施。而且我们在压力电压方面的范围也是非常宽泛的。考虑到温度在发生变化，温度在耐温性方面有一个宽度和应用。这是我们中高压贴片电容器更多细节的介绍。但是我想不太讲了，如果大家有兴趣的话，可以从我的具体资料中去获取。这是气温变化方面的特征表。

　　简单的讲一下，MLCC体系的趋势，在不同的市场上对尺寸的要求是不太一样的。0203这个尺寸仍然是主流的一个尺寸，0402现在增长量也是非常快的，但是看一下商务市场0402是市场推动的主要动力。这在汽车市场0402慢慢的在增长。对我们消费者来说，村田推荐汽车电子客户量的选择，0402尺寸的电容器。因为它有成本的优势，它不光是为了MLCC来节省有利的空间。这是我们可以供应的产品，现在介绍一下最新的产品，是高功率多层次的陶瓷内容，这是混合动力系统一个简单的图形。这是一个变频的马达系统。因为每个马达都会搭配不同的输入电压，那么为了向IGBT提供电压的话，对噪音的吸收电容都会在IGBT电路之前使用。这是我们非常新的一个马达驱动逆变器，这个在功率性能方面非常好，这个在尺寸上EVC相比的话，传统的电容可以大概节约80%的空间，所以应用的话是非常好的。我们已经通过与MLCC，电动和混合动力的客户签订保密技术协议来开展技术合作，把这种设计运用到实际当中去，这是我们陶瓷电容、纹波电容的一个特性对比图。这个电容容值的表，我们的电气性能是非常好的，也满足了舒适度和宽阔性要求。

　　下面介绍一下热敏电阻是理想的保护器件，我想很快的过一些，但是如果大家有兴趣可以到我的具体资料当中去看就可以了。

　　我想给大家介绍一下EMI的系统，这个是一个简明的CAN总线路电图。每个HEV上面的控制单元都会控制到CAN的总线端值，就像这个地方线圈都会连接CAN插分信号线上，其中的目的达到隔离噪音。这个针对汽车CAN，村田也有DLW43SH的插播器，为了验证我们隔离效果也进行了分析，有三个节点选择的系统，一个作为发射端，另外两个作为接受端点。首先设置的结点作为发射端，结点2和3作为接受端。我们也检查了共模扼流线圈的两种情况，结果发现测试结果完全是一样的。

　　然后我们再尝试另外一种情况，把节点2作为发射段，把另外两个节点作为接收端，结果显示共模对信号的完整圈没有什么影响，几乎是一样的，就说明我们不会干扰信号的完整性。我们一定知道了滤波器对信号的完整性构成损伤的话，系下一步步骤确定另外噪声的抑制。CISPR25是我们的标准，我们采用了仍然是CISPR25的规则，天线距离是1米，我们就测试了一下辐射的噪音，通过比较这两个线非常明显地看到，加入了DLW系列以后，蓝色的数据明显比没有DLW系列来的要低。

　　最后我想介绍一下我们村田在中国进行的技术支持服务。

　　村田中国公司可以提供不同类型技术支持，在中国公司的内容上面，我们主页上面有一些产品的规格数还有产品特性等等，还有EMI的实验室，还有RF实验室，在RF实验室可以提供模拟的支持，在上海和深圳有两个实验室，我们有很多的测试器，我们在实验室当中可以给大家提供这种免费的匹配和模拟的支持。

　　WCDMA的综合测评器，还有WY的测试器，还有网络分析都有，如果大家有任何的疑问或者需求的话，有任何问题的话，我们都会尽力的帮助大家。在上海我们明年就会有自己这样的一个EMC电波暗室，以后会有更多的技术支持为客户提供服务，欢迎我们的客户到村田中国EMI实验室，我希望能够在那里与大家会面，这就是我的发言，非常感谢大家。

　　李开国：感谢水野健一先生的演讲。混合动力汽车也好，电动汽车也好，应该说是离不开高性能，高阻断性的电子软件的支持，电动混合汽车的发展也是带有科学性，没有一个完整的产业链和技术链的支持，产业的发展将会带来很多的困难，刚才来自日本村田研究所的水野健一介绍了他们高性能，高阻热性，并符合AEC-Q200标准的一些设计经验，我想对中国的同行有很好的借鉴意义，在这里谢谢水野健一先生。