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TDK:基于鐵氧體技術的電子元件制造商在四大領域“大顯身手”

原創(chuàng)
2015/12/07
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移動互聯網的發(fā)展使得智能手機成為每個人的生活必需品,政府大力提倡節(jié)能環(huán)保使得新能源汽車大步向前,智能生活的兇猛來襲使得物聯網設備站到風口浪尖。然而這些大家耳熟能詳的電子產品內部是由什么組成的呢?可能用戶脫口而出的是品牌廠商,如小米,華為,蘋果、聯想…但是隱藏在這些品牌身后的電子元件的作用卻不容小窺,今年的高交會上筆者結識了一家多年前就非常有名的半導體元器件公司,消費者在每一屆的世錦賽上都會見到它的身影—TDK。如果你要問半導體和體育有什么關系?請見上次采訪報道:TDK:科技創(chuàng)新,就像勇猛突破的世錦賽)。


材料開發(fā)是 TDK 生產力的源泉
TDK 的強項在于材料開發(fā),有一種劃時代的磁性材料就誕生于 TDK 創(chuàng)始人之手,那就是鐵氧體,這也是 TDK 在世界上引以為傲的四大創(chuàng)新之一。你或許會問:它和半導體有什么關系?鐵氧體是電子學中必不可少的電子材料之一,多用于各種變壓器、線圈磁芯、噪音對策元件、磁性片材料、電波吸收體等身邊常見的電子設備中,如超外差收音機,現在還有很多老年人在使用;電子計算機內存,每臺計算機必備;磁帶技術,將好聽的音樂傳遍全球;當然鐵氧體也活躍在能源領域,其中連接太陽能、風能發(fā)電系統(tǒng)的電力電容器反應器核心也會用到這項技術。

TDK 之所以在材料開發(fā)方面優(yōu)勢凸顯,是因為它從原子層面追求材料特性,如:材料技術設計,TDK 通過調節(jié)主原料和控制微量添加物來實現所需特性;粉體控制技術,TDK 引入了原料粉末的納米計量微細化和均一等各種先進技術;微細結構控制技術,通過控制多晶體如各種電子陶瓷材料的結晶顆粒的內部結構、捷徑顆粒的晶界等實現各種特性。

圖 1:2015 深圳高交會上的 TDK 展臺

TDK 如期參加了今年在深圳舉行的高交會,這次展會它們主要展示了四個領域的產品:ICT(即信息通信技術)、汽車電子可再生能源和工業(yè)設備。大家可以跟隨與非網記者的腳步一同了解一下 TDK 的特色產品。

ICT:小體積,新時尚
信息通信領域瞬息萬變,技術更新飛快,智能硬件快速爆發(fā),小體積的設備興起,無線充電技術受到用戶青睞,TDK 針對新的需求也推出了相應的產品。


圖 2:小到可以用于筷子上的藍牙模塊

藍牙以其低功耗的優(yōu)勢在智能硬件中被廣泛應用,而智能硬件體積很小,因此藍牙模塊也快速向小型化演進,上圖的這款百度筷子便是最好的實例,它里面用到的就是 TDK 的 SESUB 藍牙模塊,其中 SEUB-PAN-T2541 相對于傳統(tǒng)藍牙模塊體積減少 65%,另一款 SESUB-PAN-D14580 相對于傳統(tǒng)藍牙模塊體積減少 83%。這款筷子與手機的 APP 連接以后可以檢測食用油的品質,水果的甜度,利用百度的大數據分析優(yōu)勢還可以查到產地,如果以上功能真的實現了是不是就意味著食品安全問題就可以解決了?

圖 3:攝像頭模塊用鏡頭致動器

手機連拍不清晰怎么解決?圖 3 中的這款致動器產品就可以幫你解決問題。它的特點是可以通過在推理中運動電磁力實現高控制性,主要用于智能手機、平板電腦可穿戴設備,能夠實現高速連拍與流暢的影響拍攝。

圖 4:分布式供電系統(tǒng)

圖 5:系統(tǒng)結構圖

傳統(tǒng)的電源系統(tǒng)是利用 AC-DC 變換器將 220V 交流電轉換成 12V 直流電,然后直接為負載供電,TDK 為了實現高速響應化和高效率化要求,采用分布式供電系統(tǒng),利用 AC-DC 變換器將 220V 交流電轉化成 48V 直流電,在應用于負載之前再利用總線變換器將電壓轉換成 1.8V、1.5V、1.3V、0.8V 不等的電壓直接為負載供電。兩種結構對比,新方案功率損耗從 247W 降低到 150W,整體系統(tǒng)效率提高 9%。

圖 6:無線充電


無線充電已經被呼喊了很久,優(yōu)勢很多,但是標準之爭導致無法大面積落地。TDK 可以給用戶量身定制無節(jié)點充電方式,并提供可大幅度改善保健醫(yī)療產品便利性的無線供電系統(tǒng)。而且可以支持目前流行的兩種標準:共振方式(A4WP)和誘導方式(WPC/PMA),用戶可以避開標準選擇的問題。

汽車電子:通過原材料,為進一步的進化做出貢獻

圖 7:TDK 高性能磁鐵

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磁鐵是汽車電子的重要元器件,應用于車載各種電機,HEV、PHEV、EV 驅動 / 發(fā)電用各種電機,各種工業(yè)設備及家用電機。為了提高特性,磁鐵中一般會添加各種稀土,但是稀土價格不穩(wěn)定,這給企業(yè)采購帶來風險。為了規(guī)避風險,TDK 于 2012 年確立無鏑(Dy)的釹磁鐵量產技術,在不使用重稀土類(Dy,Tb)的情況下實現與 NEOREC53 系列同等以上的磁特性。

圖 8:積層型、超 Hi-Q 表面封裝型線圈

筆者對線圈的印象一直是繞線式的,現場看到了如圖這款積層式的線圈,特點是能實現與空心繞線電感器同等的高 Q 值特性,適用于車載通信、TPMS、智能鑰匙等產品。

圖 9:積層式共模濾波器(左側)和繞線式共模濾波器(右側)

圖中兩款都是應用于汽車多媒體和遠程信息處理的共模濾波器,區(qū)別就是繞線式的性能比積層式更好一些,因此繞線式更多應用于更精密的設備。

圖 10:鐵氧體磁芯和電感器

電動汽車充電問題受到很多用戶關注,圖中的這兩款產品主要應用于電動車車載充電器以及電動車充電站的充電樁,特點是大尺寸平板磁芯,一體成型減少空間。

工業(yè)設備:提高節(jié)能效率和可靠性
要驅動電氣和電子設備,提供穩(wěn)定電壓的電源是必不可少的。TDK 針對傳統(tǒng)工業(yè)、集成電腦、醫(yī)療設備提供各種電源,如高效率前端電源、AC-DC 和 DC-DC 功率模塊、小型 DC-DC 變換器、CVCC(恒壓恒流可編程電源)等。

圖 11:CU 系列新一代工業(yè)級高效率超薄電源

如上圖,這是針對傳統(tǒng)工業(yè)的一款電源,超薄無風扇設計,其中 CUS&CUS-M 系列可以滿足 85-265VAC 全電壓范圍輸入,CU-E 系列兼容 AC 輸入(85-265VAC)和 DC 輸入(88-370VDC),應用于智能電網 DC 110V 輸入時,CU-E 系列也可以滿足這樣的輸入需求。

應用于醫(yī)療領域時,采用無風扇設計電源的醫(yī)療設備可以避免產生風扇噪音,也不容易產生風扇強排風造成的灰塵堆積和腐蝕問題,避免風扇壽命對整體系統(tǒng)壽命帶來的負面影響。當然風扇的功能是散熱,沒有風扇怎樣散熱?TDK 工程師指出,“散熱和效率有關,這款電源的效率可以高達 95%,通過合理的布局和自然冷卻手段可以滿足設備對散熱的要求。”

圖 12:DRB&DRF 系列導軌開關電源

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上圖是測試和半導體設備用可編程電源:超小型架安裝尺寸,緊湊、超薄,高容量,高性能。主要應用于半導體生產設備、汽車電氣裝置檢測設備、水處理設備等,目前市場占有率高達 30%。

圖 13:蓄電池充電用電源 EZA 系列

上圖電源主要用于能量雙向傳輸轉儲系統(tǒng),通過先進數字控制技術實現 94%以上的高效率,輸入輸出電壓恒定,可自動切換功率轉換方向,無需停止運行即可通過高速開關切換方向。這種應用方式比較先進和節(jié)能環(huán)保,目前日本已經有現場批量應用。


可再生能源:創(chuàng)造綠色智能社會
在全世界能源緊缺的情況下,全球各國都在提倡節(jié)能環(huán)保,同時對可再生能源也越來越重視,如風力發(fā)電、太陽能發(fā)電,TDK 在能源領域也開發(fā)了各種產品,如用于濾波和功率因數改善的愛普科斯(EPCOS)電抗器和電力電容器、用于存儲電荷并提供電流和電壓濾波功能的鋁電解電容器、用于直流母線薄膜電容器等。

圖 14:工業(yè)電源用愛普科斯(EPCOS)鐵氧體材料和電感器

上圖的這款鐵氧體材料具有高頻低損耗的特性,居里溫度超過 280℃,主要用于電源變換器和轉換器,尤其適用于磁環(huán)和平版變壓器。


圖 15:愛普科斯(EPCOS)鋁電解電容和薄膜電容器

在風力發(fā)電系統(tǒng)中無齒輪型風力發(fā)電機的轉子上采用了 TDK 的大型釹磁集成產品,TDK 旗下愛普科斯(上海)產品服務有限公司、保護和磁性元件、傳感器業(yè)務的產品市場部副總裁王智娟解釋,“柔性高壓直流輸電技術(HVDC VSC)是目前高壓直流輸電技術的新的發(fā)展方向,因其靈活的可控性,特別適合于海上風電與電網的連接以及電網間的連接。我們的大容量電力電子電容器應用于柔性高壓直流輸電換流閥系統(tǒng)中,起到儲能平波的作用?! ?/p>

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TDK

TDK

TDK于1935年12月7日在日本創(chuàng)立,生產當時剛由加藤與五郎博士與武井武博士發(fā)明的鐵氧體磁芯。TDK這一名稱即“東京電氣化學”(Tokyo Denki Kagaku)的縮寫,而兩名創(chuàng)始人均屬于東京工業(yè)大學電氣化學科。1951年開始生產陶瓷電容,1953年發(fā)明了磁性錄音帶,1959年在東京場外交易市場上市,1961年在東京股票交易所主板市場上市,1966年開始生產卡式錄音帶。于1965年在美國紐約市設立辦事處開展美國業(yè)務;TDK生產的錄音帶于1969年由美國國家航空航天局NASA做為記錄人類首度登陸月球談話用的錄音帶。1970年在西德法蘭克福設立辦事處開展歐洲業(yè)務。除了電子零件,TDK亦有廣泛的磁性及光學媒體生產業(yè)務,包括多種格式錄像帶、空白CD-R及可錄寫DVD光碟比較為末端消費者熟悉,也曾經出過電腦用喇叭。業(yè)界趨勢令該公司轉移到新形式儲存媒體2004年TDK成為首家加入開發(fā)藍光光碟的媒體生產商。Imation于2007年7月31日并購TDK的儲存媒體事業(yè),擁有TDK Life on Record品牌的全球獨家使用權。TDK在日本秋田縣仁賀保市平澤工廠營運一家展示與其相關的科技博物館。亦有贊助如倫敦中部The Cross夜總會的各種活動與事件,以及曾于1996至1999年期間贊助水晶宮足球會。自1983年以來,TDK已連續(xù)贊助十五屆世界田徑錦標賽。主要分公司TDK(Malaysia)Sdn.Bhd.TDK(Thailand) Co. Ltd.SAE Magnetics (H.K.) Ltd.TDK Xiamen Co., Ltd.TDK Taiwan CorporationQingdao TDK Electronics Co., Ltd.TDK (Suzhou) Co., Ltd.TDK FUJITSU Philippines CorporationTDK Dalian CorporationKorea TDK Co.,Ltd.Headway Technologies,Inc.TDK Ferrites CorporationTDK RF Solutions IncTDK Components U.S.A., Inc.TDK Innoveta Inc.TDK Recording Media Europe S.A.BT Magnet-Technologie GmbHTDK Electronics Hungary Ltd.

TDK于1935年12月7日在日本創(chuàng)立,生產當時剛由加藤與五郎博士與武井武博士發(fā)明的鐵氧體磁芯。TDK這一名稱即“東京電氣化學”(Tokyo Denki Kagaku)的縮寫,而兩名創(chuàng)始人均屬于東京工業(yè)大學電氣化學科。1951年開始生產陶瓷電容,1953年發(fā)明了磁性錄音帶,1959年在東京場外交易市場上市,1961年在東京股票交易所主板市場上市,1966年開始生產卡式錄音帶。于1965年在美國紐約市設立辦事處開展美國業(yè)務;TDK生產的錄音帶于1969年由美國國家航空航天局NASA做為記錄人類首度登陸月球談話用的錄音帶。1970年在西德法蘭克福設立辦事處開展歐洲業(yè)務。除了電子零件,TDK亦有廣泛的磁性及光學媒體生產業(yè)務,包括多種格式錄像帶、空白CD-R及可錄寫DVD光碟比較為末端消費者熟悉,也曾經出過電腦用喇叭。業(yè)界趨勢令該公司轉移到新形式儲存媒體2004年TDK成為首家加入開發(fā)藍光光碟的媒體生產商。Imation于2007年7月31日并購TDK的儲存媒體事業(yè),擁有TDK Life on Record品牌的全球獨家使用權。TDK在日本秋田縣仁賀保市平澤工廠營運一家展示與其相關的科技博物館。亦有贊助如倫敦中部The Cross夜總會的各種活動與事件,以及曾于1996至1999年期間贊助水晶宮足球會。自1983年以來,TDK已連續(xù)贊助十五屆世界田徑錦標賽。主要分公司TDK(Malaysia)Sdn.Bhd.TDK(Thailand) Co. Ltd.SAE Magnetics (H.K.) Ltd.TDK Xiamen Co., Ltd.TDK Taiwan CorporationQingdao TDK Electronics Co., Ltd.TDK (Suzhou) Co., Ltd.TDK FUJITSU Philippines CorporationTDK Dalian CorporationKorea TDK Co.,Ltd.Headway Technologies,Inc.TDK Ferrites CorporationTDK RF Solutions IncTDK Components U.S.A., Inc.TDK Innoveta Inc.TDK Recording Media Europe S.A.BT Magnet-Technologie GmbHTDK Electronics Hungary Ltd.收起

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