(多圖) TDK:汽車領域的被動器件應用和市場
發布時間:2016-05-03 責任編輯:wenwei
【導讀】用yong於yu汽qi車che的de被bei動dong器qi件jian不bu同tong於yu一yi般ban民min用yong產chan品pin,一yi直zhi要yao求qiu具ju有you高gao信xin賴lai性xing,能neng適shi應ying高gao溫wen,振zhen動dong,衝chong擊ji這zhe類lei嚴yan酷ku的de環huan境jing。特te別bie是shi驅qu動dong控kong製zhi係xi的de被bei動dong器qi件jian發fa生sheng問wen題ti,很hen可ke能neng會hui引yin起qi重zhong大da事shi故gu。為wei了le防fang止zhi控kong製zhi係xi的de不bu良liang發fa生sheng,生sheng產chan被bei動dong器qi件jian時shi,應ying在zai汽qi車che專zhuan用yong工gong序xu生sheng產chan線xian上shang徹che底di實shi施shi特te殊shu的de品pin質zhi管guan理li。
從前,在車載用這一框架範圍裏,如果是用於汽車的話,要求所有的零部件都具備高信賴性,連材料,構造都采用專用物品。
但(dan)是(shi),同(tong)樣(yang)是(shi)用(yong)於(yu)汽(qi)車(che),使(shi)用(yong)的(de)部(bu)位(wei)不(bu)同(tong),對(dui)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)要(yao)求(qiu)也(ye)不(bu)盡(jin)相(xiang)同(tong)。因(yin)此(ci),近(jin)來(lai)根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)要(yao)求(qiu)的(de)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing),更(geng)細(xi)化(hua)地(di)選(xuan)擇(ze)最(zui)合(he)適(shi)的(de)零(ling)部(bu)件(jian),總(zong)成(cheng)本(ben)也(ye)降(jiang)低(di)了(le)。
比如:使用在引擎,動力傳輸,排氣這種驅動係部位時,就需要使用車載信賴性達到可對應125~175度的部件。汽車導航,車載影音,ETC係統這種使用在車廂內部的情況,也可以采用適用溫度範圍在105度以下的一般民用被動器件。
關(guan)於(yu)使(shi)用(yong)在(zai)高(gao)溫(wen)環(huan)境(jing)下(xia)的(de)被(bei)動(dong)器(qi)件(jian),不(bu)僅(jin)是(shi)在(zai)材(cai)料(liao)方(fang)麵(mian)選(xuan)擇(ze)耐(nai)高(gao)溫(wen)的(de)材(cai)料(liao),還(hai)需(xu)要(yao)應(ying)付(fu)由(you)於(yu)各(ge)種(zhong)材(cai)料(liao)熱(re)膨(peng)脹(zhang)產(chan)生(sheng)的(de)應(ying)力(li)對(dui)器(qi)件(jian)造(zao)成(cheng)的(de)破(po)壞(huai)(裂縫等)。部件的形狀越大,發生的應力就越大,所以就需要下功夫想辦法減小熱衝擊時的應力。
舉個例子:SMD Power Inductor 為了減少基板的膨脹應力,不依靠粘著劑,采用發生應力較少的應力釋放(Stress Release)構造的端子構造。

另ling外wai,比bi較jiao下xia組zu成cheng電dian感gan的de主zhu要yao材cai料liao,磁ci性xing體ti,卷juan線xian和he端duan子zi,熱re膨peng脹zhang係xi數shu有you很hen大da差cha異yi的de樹shu脂zhi底di座zuo和he粘zhan著zhe劑ji等deng輔fu助zhu材cai料liao,都dou盡jin可ke能neng不bu使shi用yong或huo少shao使shi用yong,不bu單dan在zai基ji板ban的de應ying力li上shang下xia功gong夫fu,還hai努nu力li抑yi製zhi產chan品pin內nei部bu應ying力li的de產chan生sheng。

近年來,在不斷應對環保,汽車節省燃油費,安全化的進程中,測試胎壓係統(TPMS),無鑰進入係統(RKE),汽車防盜係統(Immobilizer)等越來越多的使用起接收電波的天線線圈(Transponder Coil)另外,加上ECU和安全氣囊,HEV的逆變器(Inverter)控製,ECB,HID leveling,EPS升壓,帶AFS功能的HID,車che載zai相xiang機ji,及ji車che輛liang控kong製zhi都dou導dao入ru了le新xin的de通tong信xin控kong製zhi係xi統tong,電dian子zi器qi件jian也ye不bu斷duan進jin入ru,汽qi車che的de電dian子zi化hua進jin程cheng越yue來lai越yue快kuai了le。隨sui著zhe使shi用yong的de車che載zai器qi件jian增zeng加jia,包bao括kuo噪zao音yin對dui策ce部bu件jian,被bei動dong線xian圈quan產chan品pin的de需xu求qiu將jiang不bu斷duan擴kuo大da。

chezaidianziqijiandeshiyongbuduanzengjia,youyinweibixuzuidachengdudibaozhengcheneikongjian,suoyi,gezhongdianziqijianjiangcongcheneinuozhichewai,tebiehuibeianzhuangzaiyinqingdenggengjiaeliedehuanjingli。
引擎室內裝的不僅是從前的ECU,還有很多其他的零部件,引擎室的空間就更加不夠了。特別是把電池電壓轉換至各種必要電壓的DCDC轉換器的需求增大,安裝的空間就更小了,因此,就要求零部件小型化。
提高開關頻率對DCDC轉換器的小型化轉變很有效。由於開關頻率上升,即便相同的電流值,也能降低電源電感的感值,就能實現小型化。
以前,車載用的DCDC轉換器和一般的民用品相比,一般普遍使用100kHz不到的比較低的驅動,但是最近為了小型化,民用的電子設備裏使用的開關頻率迅速上升,過去的環狀卷線型的電源電感小型化了,向SMD化轉變。
環狀卷線的線圈基本上是靠手工卷線,操作員工不同,參差很大。但是由於SMD化後,自動卷線,不僅做到了小型化,更提高了品質的穩定性。
另一方麵,汽車大部分都有AM收音,考慮到收音噪音的影響,DCDC轉換器的開關頻率需要避開AM收音頻率帶(AM收音頻率帶540~1620kHz)。
因此,要將開關頻率提高到500kHz以上,就必須一下子把頻率帶做到1.6MHz之上,但是以現狀來看很難。這是轉換器小型化的難點。
另外,電源電感會伴隨發熱,在高溫下使用的情況下,有適用溫度的上限,還受自身升溫的製約。
也就是說假定周圍溫度為室溫~65℃,民用可以上升40℃,與此相對使用在高溫環境下的話,允許溫度上升的空間小,可能會導致通過的電流小於民用產品的電流。
一直以來,一般的電感是以Ni-Zn係的鐵氧體作為磁芯de,zhezhongcailiaosuiranqiangdujiaogao,danshibaohecishumidujiaodi,gaowenshi,baohecishumiduhuijiangdi,zaidianzibujianqudongriqudidianya,dadianliuhuadejinri,zheleixiaoxinghuachanpinwufaduiyingdadianliu。yaozaigaowenhuanjingxiatongguogengdadedianliu,jiuyaoshiyongyoubaohecishumidugaoqiesunhaoxiaodeMn-Zn鐵氧體磁芯構成的電感。
一般而言,Mn-Zn鐵氧體材料的電感,磁芯的中腳部分會形成Gap,磁芯的中腳部分開始較容易飽和。如圖4 VLM所示,結構是由口字形磁芯(磁性結合型磁芯)和棒狀磁芯組成。采用了這種構造後,將本來容易產生飽和的中心磁芯的中腳部分分成上下兩部分,在上下根部形成Gap,不易出現部分飽和,能夠容許更大電流通過。
另外,由於Gap分散在卷線的上下兩端,可以減少從Gap泄(xie)漏(lou)的(de)磁(ci)束(shu)對(dui)卷(juan)線(xian)的(de)影(ying)響(xiang)。過(guo)電(dian)流(liu)損(sun)失(shi)減(jian)少(shao),電(dian)源(yuan)效(xiao)率(lv)也(ye)提(ti)高(gao)了(le)。再(zai)者(zhe),還(hai)可(ke)使(shi)用(yong)金(jin)屬(shu)磁(ci)芯(xin)的(de)電(dian)感(gan)。它(ta)的(de)飽(bao)和(he)磁(ci)束(shu)密(mi)度(du)更(geng)高(gao),受(shou)溫(wen)度(du)影(ying)響(xiang)飽(bao)和(he)電(dian)流(liu)的(de)變(bian)化(hua)很(hen)少(shao)。如(ru)圖(tu)6 ERM6050所示。金屬磁芯的電感還有另外一款複合金屬型的電感(圖7 SPM係列)。

我們不能否定電源電感中泄漏的磁束不會引起各9種誤動作,所以就致力於把Gap做到線圈的下方(圖2 LTF5022);把Gap轉到電感內部(圖4 VLM係列)。
shougezhongdianziqijiankongzhideyingxiang,dianyuandiangandeketingpinlvdaixinhaokenengzhongdie,fachusixiang。ruguoanzhuangzaiyinqingshineimeiyourenhewenti,danshisuizheduicheneihuanjinganjingxingdetigao,zheleiqijiananzhuangzaiyinqingshizhiwaidechangsuoshi,dianyuandiangandedizaoyinduicejiuxiandeyouweizhongyao。
可(ke)聽(ting)頻(pin)率(lv)帶(dai)的(de)信(xin)號(hao)隻(zhi)要(yao)通(tong)電(dian),就(jiu)不(bu)能(neng)完(wan)全(quan)抑(yi)製(zhi)鳴(ming)叫(jiao)的(de)發(fa)生(sheng)。但(dan)是(shi)為(wei)了(le)降(jiang)低(di)鳴(ming)叫(jiao),可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)采(cai)取(qu)使(shi)用(yong)低(di)磁(ci)致(zhi)伸(shen)縮(suo)材(cai)料(liao),減(jian)少(shao)組(zu)成(cheng)部(bu)件(jian),向(xiang)更(geng)小(xiao)型(xing)化(hua)發(fa)展(zhan),及(ji)固(gu)定(ding)部(bu)件(jian)盡(jin)可(ke)能(neng)把(ba)固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)提(ti)高(gao)到(dao)可(ke)聽(ting)頻(pin)率(lv)帶(dai)之(zhi)上(shang)這(zhe)類(lei)方(fang)法(fa)解(jie)決(jue)。

如同圖7 SPM係列這類的複合金屬型產品不僅僅能對應高溫時的大電流,因為繞線和磁芯材料是一體成形的,更能有效抑製繞線的振動,降低鳴叫。
隨著今後電動汽車及混合動力車的發展,汽車的電子化也將加速發展。與此同時,對應的被動部件也將不斷地向小型化,生產自動化,SMD化演變。可以預計未來的需求會越來越大。
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