詳解壓敏電阻在汽車行業裏的運用
發布時間:2013-01-11 責任編輯:easonxu
【導讀】近幾年,環形壓敏電阻器的應用領域不斷擴展,從原來的音響電動機,隨身聽、VCD、DVD電(dian)動(dong)機(ji),到(dao)近(jin)幾(ji)年(nian)使(shi)用(yong)普(pu)遍(bian)的(de)玩(wan)具(ju)電(dian)動(dong)機(ji),最(zui)近(jin),用(yong)在(zai)家(jia)用(yong)電(dian)器(qi)方(fang)麵(mian)的(de)電(dian)動(dong)機(ji)也(ye)開(kai)始(shi)使(shi)用(yong)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu),直(zhi)至(zhi)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye),現(xian)在(zai)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)的(de)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)使(shi)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)普(pu)遍(bian)。
大da家jia都dou知zhi道dao,中zhong國guo是shi世shi界jie上shang人ren口kou最zui多duo的de國guo家jia,中zhong國guo的de製zhi造zao業ye大da多duo也ye屬shu於yu勞lao動dong密mi集ji型xing企qi業ye,因yin為wei中zhong國guo廉lian價jia的de勞lao動dong力li,使shi得de電dian機ji的de製zhi造zao成cheng本ben非fei常chang低di,因yin此ci世shi界jie汽qi車che業ye所suo使shi用yong的de電dian機ji大da多duo是shi中zhong國guo製zhi造zao的de。隨sui著zhe人ren們men生sheng活huo質zhi量liang水shui平ping不bu斷duan提ti高gao,對dui汽qi車che的de消xiao噪zao效xiao果guo要yao求qiu也ye越yue來lai越yue高gao,原yuan來lai不bu用yong壓ya敏min電dian阻zu的de,現xian在zai也ye統tong統tong用yong上shang了le壓ya敏min電dian阻zu,不bu僅jin如ru此ci,原yuan先xian有you壓ya敏min電dian阻zu的de電dian機ji生sheng產chan廠chang家jia,對dui壓ya敏min電dian阻zu的de性xing能neng也ye提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu,這zhe就jiu要yao求qiu我wo們men,對dui壓ya敏min電dian阻zu要yao做zuo更geng加jia深shen入ru的de研yan究jiu,從cong而er保bao證zheng能neng夠gou滿man足zu這zhe些xie要yao求qiu。

圖1:壓敏電阻
汽車行業的特殊要求
體係要求
所有汽車行業必須通過ISO/TS16949質量體係認證,ISO/TS16949是ISO9001duiqichexingyedeteshuyaoqiu,gaitixiduigongyingshangdeyaoqiubijiaogao,suoyi,qichejiqipeitaoxingyezaixuanzegongyingshangshi,huishifenshenzhong,meiyoumingqideshengchanchanghuoguimojiaoxiaodeshengchanchang,hennannenggoulierutamendehouxuanmingdan。youxingchengweiqigongyingshanghou,womenxuyaofuhetamendeyaoqiu。
ISO/TS16949五大核心工具
(1) Advanced Product Quality Planning and Contyol Plan——APQP
產品質量先期策劃和控製計劃。
(2) Production Part Approval Process——PPAP
生產件批準程序。
(3) Potential Failure Mode and Effects Analysis——FMEA
潛在失效模式和影響分析。FMEA包括設計FMEA(P-FMEA)和製造FMEA(D-FMEA)。
(4) Measurement System Analysis——MSA
測量係統分析。
(5) Statistic Process Control——SPC
統計過程控製。
在五大核心工具中,FMEA和控製計劃是至關重要的。我們在日常工作中,是非常好用的分析工具。
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各個汽車廠家的不同要求
在PPAP提交時,通用、福特、戴姆勒克萊斯勒又分別有不同的要求,例如,戴姆勒克萊斯勒的提交按照SPIN指定的路徑進行提交。
戴姆勒克萊斯勒外觀批準要求,在提交前,要首先得到其汽車公司設計室的認可簽字,福特公司則要求,由其設計質量辦公室審批,與PPAP一(yi)同(tong)提(ti)交(jiao)。福(fu)特(te)公(gong)司(si)將(jiang)生(sheng)產(chan)節(jie)拍(pai)列(lie)入(ru)提(ti)交(jiao)項(xiang)目(mu)。那(na)就(jiu)是(shi)說(shuo),我(wo)們(men)的(de)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)也(ye)是(shi)一(yi)樣(yang),外(wai)觀(guan)上(shang)的(de)任(ren)何(he)更(geng)改(gai),需(xu)要(yao)得(de)到(dao)其(qi)汽(qi)車(che)設(she)計(ji)室(shi)或(huo)設(she)計(ji)質(zhi)量(liang)辦(ban)公(gong)室(shi)的(de)批(pi)準(zhun),哪(na)怕(pa)是(shi)不(bu)影(ying)響(xiang)性(xing)能(neng)的(de)一(yi)點(dian)更(geng)改(gai),甚(shen)至(zhi)我(wo)們(men)工(gong)藝(yi)的(de)變(bian)化(hua)或(huo)設(she)備(bei)改(gai)造(zao)帶(dai)來(lai)的(de)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)的(de)變(bian)化(hua),要(yao)向(xiang)克(ke)萊(lai)斯(si)勒(le)公(gong)司(si)報(bao)告(gao),得(de)到(dao)對(dui)方(fang)批(pi)準(zhun)。
以下過程更改要求SREA:
a. 熱處理、電鍍、塗層和焊接;
b. 供方自行設計的電子零件的製造工藝更改(電容器、電阻器、集成電路和類似零件);
c. 產(chan)品(pin)異(yi)地(di)生(sheng)產(chan)。這(zhe)就(jiu)是(shi)說(shuo),我(wo)們(men)在(zai)生(sheng)產(chan)中(zhong)工(gong)藝(yi)的(de)變(bian)動(dong),工(gong)廠(chang)搬(ban)遷(qian)等(deng)要(yao)經(jing)過(guo)福(fu)特(te)汽(qi)車(che)公(gong)司(si)的(de)批(pi)準(zhun),而(er)且(qie)需(xu)要(yao)提(ti)交(jiao)外(wai)部(bu)實(shi)驗(yan)機(ji)構(gou)的(de)認(ren)可(ke)材(cai)料(liao),這(zhe)一(yi)點(dian)通(tong)用(yong)汽(qi)車(che)公(gong)司(si)要(yao)求(qiu)與(yu)福(fu)特(te)公(gong)司(si)差(cha)不(bu)多(duo)。
韓國現代和日本豐田汽車對壓敏電阻的特殊要求
電動機要求檢測瞬態排放功能(韓國術語),在國內,我們叫做電動機的脈衝檢測。
韓國現代與日本豐田在標準要求上略有不同,韓國現代脈衝尖峰最大值在100V以內,最小值在-150V以內。日本豐田則要求脈衝尖峰最大值在75V以內,最小值在-100V以內,日本豐田的要求更為嚴格。
最初選擇了第一套方案,方法如下。
1.檢測所用儀器:
(1) 4路數字存貯示波器 型號:TDS3054B
(2) 電流探頭放大器 型號:AM503B
(3) 電流探頭槍 型號:A6302
(4) 電壓探頭(10倍) 型號:P6139A
(5) 直流穩壓電源
2.檢測方法
3.檢測結果
以下是韓國昌原市的電子產品可靠性與環境試驗研究所所檢測的結果:
DUT No. 1 2 3 4 5 6 7 8
Max.(V) 54 19 33 19 48 19 49 19
Min.(V) -48 -175 -86 -187 -69 -151 -141 -160
從檢測結果來看,顯然目前電機存在脈衝尖峰大的現象,不符合CISPR 25標準,我們需要從根本解決此問題。
我們先看電動機設計方麵如何解決此類問題,從線路設計方麵怎樣進行改進。下麵是電動機設計方麵的兩個線路比較:從上麵看,是將電容C4換成了片式壓敏電阻器。下麵是組裝好的線路板比較。
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改進後的檢測結果如下:
該結果仍然是韓國昌原市的電子產品可靠性與環境試驗研究所檢測:
DUT No. 1 2 3 4 5 6 7 8
Max.(V) 58 36 20 22 19 24 26 19
Min.(V) -54 -136 -47 -124 -36 -157 -22 -146
測ce試shi數shu據ju顯xian示shi,改gai進jin有you一yi定ding的de效xiao果guo,基ji本ben達da到dao了le現xian代dai汽qi車che的de要yao求qiu,但dan仍reng然ran無wu法fa滿man足zu豐feng田tian汽qi車che要yao求qiu。電dian機ji線xian路lu改gai進jin的de方fang案an,並bing沒mei有you徹che底di改gai變bian這zhe種zhong脈mai衝chong超chao出chu標biao準zhun規gui定ding的de現xian狀zhuang。
環形壓敏電阻的測量和改進
我們針對這種情況,專門進行了研究,通過環形壓敏電阻的改進,可以實現脈衝的先期控製。
脈衝測量方法
測試電路圖(引用ISO/DIS7637-2.3)及設置方法
按照電路圖布置線路,保證電機按照此測試線路測試,所示電機連接在直流電源上,保證電壓在13.5±0.2VDC。示波器用於測試脈衝電壓。示波器的探針與電機的插針連接。保證測試用線路的距離滿足要求,示波器的取樣速率應該設為2.5M點每秒。垂直量程設置為50V/刻度,觸發位設置為30V。
測試步驟:
1接通電源
2確保示波器處於接收信號的狀態
3 將開關接通(OFF-ON)將電機堵轉,可以在示波器屏幕上看到捕獲的脈衝電壓值
4 檢查脈衝電壓是否在歸定範圍之內
5 將開關斷開(ON-OFF)將電機堵轉,可以在示波器屏幕上看到捕獲的脈衝電壓值
6 檢查脈衝電壓是否在歸定範圍之內
檢驗標準:
N.O CONTENT SNA TOYOTA
1 Maximum amplitude of transient, positive polarity +100V +75V
2 Maximum amplitude of transient, negative polarity -150V -100V
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無人工電源網絡測試
測試電路圖(引用ISO/DIS7637-2.3)及設置方法
按照電路圖布置線路,保證電機按照此測試線路測試,電機連接在直流電源上,保證電壓在13.5±0.2VDC。示波器用於測試脈衝電壓。示波器的探針與電機的插針連接。保證測試用線路的距離滿足要求,示波器的取樣速率應該設為2.5M點每秒。垂直量程設置為50V/刻度,觸發位設置為30V。
測試步驟:
1接通電源
2確保示波器處於接收信號的狀態
3將開關接通(OFF-ON)將電機堵轉,可以在示波器屏幕上看到捕獲的脈衝電壓值
4檢查脈衝電壓是否在歸定範圍之內
5將開關斷開(ON-OFF)將電機堵轉,可以在示波器屏幕上看到捕獲的脈衝電壓值
6檢查脈衝電壓是否在歸定範圍之內
7將電機轉子軸分別旋轉36°、72°、108°、144°、180°後重複3-6步驟測試
檢驗標準:
N.O CONTENT SNA TOYOTA
1 Maximum amplitude of transient, positive polarity +80V +75V
2 Maximum amplitude of transient, negative polarity -100V -100V
實驗設備儀器說明
N.O CONTENT EXPLAINE
1開關S 采用標準汽車用開關
2開關T 采用時間繼電器開關
3連接用導線 7×0.2mm2銅導線
4 UA 蓄電池
5 DC POWER SUPPLYDC 30V/40A有源電源
6 Oscilloscope TDS 1012(無人工網絡用)
使用以上的檢測方法,將壓敏電阻的尖峰定位在-100V,即可將問題解決。
以下是2008年7月份進行檢測後,壓敏電阻上機後的檢測結果,依然是韓國昌原市的電子產品可靠性與環境試驗研究所檢測:
DUT No. 1 2 3 4 5 6 7 8
Max.(V) 29 34 18 20 33 28 45 22
Min.(V) -45 -60 -52 -69 -48 -73 -38 -44
根據檢測結果,不但滿足了現代汽車的要求,而且要求更為嚴格的豐田汽車也能滿足了。
通過測量控製,壓敏電阻完全能夠滿足用戶的使用要求。從而避免了電動機總裝後由於篩選不合格品造成的大量浪費。
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