Окружающие условия, с которыми сталкиваются IoT-устройства, сильно различаются. Защита от импульсных и электромагнитных помех (EMI) нужна для того, чтобы IoT-модули работали приемлемо по всему спектру условий в конечных приложениях.
Многослойные варисторы (MLV) это хороший вариант для инженера, чтобы контролировать скачки напряжения, и возможность использовать в схеме защиты от электромагнитных помех. Многослойные варисторы от компании AVX (серия TransGuard®) - это керамические полупроводниковые устройства на основе оксида цинка (ZnO) с нелинейными характеристиками напряжения и тока (двунаправленными), они похожи на стабилизирующие диоды с обратной связью.
Преимущества таких варисторов: • Позволяют более точно управлять емкостью и допусками • Снижают уровень излучения высокоскоростных специализированных ИС (ASIC) • Обеспечивают фильтрацию сигнала в сети в диапазоне 20 дБ • Подавляют скачки напряжения • Препятствуют проникновению наведенных электромагнитных полей в интегральные схемы • Отличаются низким уровнем утечки токов при номинальных напряжениях
Многослойные варисторы (MLV) изготавливаются путем смешивания керамического порошка в органическом связующем и заливки этой субстанции в тонкие слои. Металлические электроды наносят на керамические слои, которые затем укладывают в ряд с образованием слоистой структуры. Металлические электроды расположены так, что их концы чередуются с одного конца варистора на другой. Затем устройство обжигают, и оно становится монолитным блоком, это обеспечивает равномерное рассеивание энергии в небольшом объеме.
Эквивалентная модель для MLV показана ниже. Эта модель показывает, что варистор действуют как конденсатор фильтра EMI в выключенном состоянии, в этот момент он демонстрирует характеристики стабильности, близкие к конденсатору с диэлектриком X7R. Значения емкостей варьируются от значений менее 1pf (полезно для защиты датчиков без емкостной нагрузки) до значений более 16nf (полезно для ослабления низкочастотного шума).
Компания AVX создала серию MLV со сверхнизким током утечки. Серия предназначена для применения в энергосберегающих областях и приложениях, работающих в течение долгого времени. Эти варисторы демонстрируют постоянный низкий ток утечки при условиях и напряжениях, характерных для IoT-устройств. График улучшения показаний тока утечки показан ниже.
Выходные согласующие элементы
Существует множество вариантов выбора индуктивностей, обработки исходящих данных модулей IoT.
• Серия LCWC проволочных керамических индуктивностей включает в себя сверхкомпактные модели (размеры корпуса от 0402 до 1206), которые обеспечивают высокие коэффициенты добротности и высокие токовые характеристиками. LCWC имеет жесткие допуски (до 2%) и рабочую температуру от -40ºC до + 125ºC.
• Серия LCMC это чип индуктивности из многослойной керамической конструкции. Серия предназначена для высокочастотных применений до 10 ГГц. Размеры корпусов LCMC варьируются от 0201 до 0603. Эти RF индуктивности выдерживают токи до 1 ампера и имеют номинал от 0,3нГн до 470 мкГн.
• Серия индуктивностей AVX Accu-L основана на тонкопленочной многослойной технологии. Эта технология обеспечивает компактность в совокупности с превосходными высокочастотными характеристиками и удачной конструкцией, в итоге серия хороша для надежной автоматической сборки. Тонкопленочные индуктивности отличаются жестким допуском, их свойства не меняются от партии к партии. Использование качественных диэлектрических материалов: диоксида кремния и оксинитрида кремния в сочетании с металлическими электродами с высокой электропроводностью приводит к низкому значению ESR и высокой добротности. Эти высокочастотные характеристики у Accu-L более стабильны на высоких частотах, чем значения керамических СВЧ-индуктивностей.
• Также добавим в обзор серию MLO. Эти индуктивности имеют низкое сопротивление при постоянном токе и жесткие допуски, у них есть способность выдерживать высокие скачки напряжения без параметрического сдвига, и в дополнение - имеют низкопрофильный корпус.
Ниже приведены сравнительные таблицы данных серий индуктивностей.
Тактирование сигнала
В большинстве приложений IoT требуются малогабаритные и высокоточные пьезокварцевые изделия, такие как кварцевый резонатор, генератор тактовых импульсов и термокомпенсированный генератор. Подразделение AVK (Kyocera) - единственная компания, которая сама обеспечивает свою внутреннюю вертикальную цепочку при производстве пьезокварцевых изделий, включает в себя: синтетические кварцевые кристаллы, кварцевые резонаторы и керамические корпуса. Это дает Kyocera большое преимущество в стоимости производства по сравнению с конкурентами. Акцент делается на кварцевые резонаторы и генераторы высокого класса, которые имеют жесткую стабильность частоты, производятся в небольших корпусах, ориентированных на IoT-устройства.
Ниже приведена таблица основных типов кварцевых резонаторов/генераторов для IoT-приложений.
Также надо отметить, что AVX озаботилась даже соединением проводов различных модулей IoT. Были разработаны разъемы для подключения к плате, которые удобны для соединения датчиков и источников питания к модулю или печатной плате без необходимости подготовки провода - зачистки, лужения и т.д. Разъёмы поверхностного монтажа типа IDC (Insulation-Displacement Connector – разъём, смещающий изоляцию) были разработаны для удовлетворения большинства рыночных приложений. Подходят для подключения отдельных проводов формата от 12 AWG до 28 AWG непосредственно к печатной плате.
Итог
Компания AVX создала несколько линеек продуктов, которые позволяют IoT-устройствам работать надежно и экономически эффективно. Созданы также инструменты моделирования, которые позволяют разработчикам сразу показать применимость компонентов к их проектам.
Производители: