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通过汽车级保险丝提高苛刻环境应用中的可靠性

2021年7月26日,
了解新的汽车级熔断器的进步,为在艰难的环境条件下运营的应用程序提供增强的过流性能。

你将学习:

  • 符合aec -200标准的SMD保险丝的工程进展。
  • 保险丝解决方案,快速隔离过电流故障,防止损坏相邻电路。
  • 保险丝解决方案,最大限度地减少环境温度或涌流造成的跳闸,以确保系统保持在线。

随着电子系统和应用变得更加相互依赖,过电流故障必须迅速隔离,以防止损坏相邻的电路和系统。同时,由于环境温度、涌流或其他对系统没有风险的事件而造成的有害跳闸必须最小化,以确保综合系统保持在线。

连接的下一代应用程序,如IoT和基于智能传感器的设计,可以特别容易受到过流事件,导致一个或多个设备的故障。反过来,它降低了网络可靠性。

许多这些高度集成和相互依赖的应用是需要在恶劣环境中运行的系统,因此可靠的电路保护是这些设计中保持可靠性的重要部分。一个主要的例子是汽车系统中日益集成化的电子器件,它们通常会受到较大的温度变化。

设计师还需要牢记车辆应用的严格可靠性标准。这些包括发动机控制,电池管理系统(BMS)和舒适/便利功能,需要过流保护解决方案来帮助满足这些规格。

满足某些恶劣的环境需求

影响混合动力和电动汽车市场增长的一个主要因素是越来越多的电子元件,用于支持增强的性能和舒适特征。当然,这对应于这些应用程序可能经历的潜在故障条件的数量的增加。

可能出现的故障情况的增加,促使这些新兴高能系统的设计师寻找能够保护设计中多个元素的电路保护组件。例如,在BMS设计中,对于主控制电源输入、从控制监控线路和电池平衡线路,以及电池模块和连接板,都需要过流保护。

对于由暂时性故障状况引起的过流威胁,这可能导致严重的电路或系统损坏,保险丝是一个绝佳的选择。使所有嵌入式电子产品较小的趋势在添加更多功能的同时导致了对节省空间的表面安装(SMD)保险丝的需求增加,这些熔丝可以容易地安装到PCB。对于汽车系统设计人员来说,即使是更好的新闻就是现在提供了越来越高级的AEC-Q200 - 等效的符合保险丝,可提供更高的可靠性,以便在恶劣的环境条件下运行。但是,保险丝是汽车等级所需的是什么?

为什么汽车等级会有不同

将一个部件指定为“汽车等级”的标准因制造商而异。一般来说,汽车级零部件的特点是使用优质的原材料、坚固的设计、严格的生产控制和严格的质量标准。这可以对在恶劣环境中使用的组件产生影响。

That’s why for Bourns, its automotive-grade fuses must meet a number of heightened criteria, including being manufactured in facilities that are fully certified to IATF 16949. They also must be tested and qualified according to an AEC-Q200-equivalent product validation standard for passive components. These measures have been put in place to help ensure that any new automotive-grade product or new process development meets or exceeds the requirements established in the latest Automotive Industry Action Group (AIAG) revision of the Advanced Product Quality Planning (APQP) process.

先进的保险丝设计技术

为了可靠地承受设备额定规格内的浪涌,SMD保险丝的构建很重要。在Bourns的PCB线芯设计中可以找到一种有效的方法,可提供增强的电压和电流处理能力,并沿着保险丝元件提高热点控制的精度。

与老式的典型陶瓷管熔断器设计相比,这种SMD熔断器设计还提高了电弧抑制和涌流承受能力,并提供了优越的结构完整性。PCB线芯熔断器设计的精密熔断特性支持广泛的电压、电流和分断容量额定值,帮助设计者满足独特的应用特定的过流保护要求。

该公司还开发了一种多层陶瓷设计,也可以增强电压和电流处理能力。新的SMD熔断器型号具有紧凑的1206和0603封装尺寸,并具有高浪涌电流承受能力和时间滞后速度。

指定熔断器时的注意事项

由于某些汽车应用程序遇到启动脉冲,因此设计人员通常根据其浪涌电流承受要求为这些设计指定保险丝。这些设计受益于具有增强的涌入处理能力的保险丝,这使得保险丝在涌入条件下可靠地运行,而无滋扰绊倒,并且仍然可以防止不需要的持续过电流条件。在指定熔丝类型时,还可以确定确定条件的预期持续时间是一个重要的考虑因素。

汽车级保险丝选择中的其他关键考虑因素是电流和电压率和熔合速度。最佳汽车级SMD熔断器组合提供0.5至20 A的额定电流,额定电压范围为24至250 V,可用封装尺寸范围从EIA 2410降至0603。

根据熔断速度要求选择保险丝时,建议使用多种选项的保险丝供应商,包括(最小)快速,慢吹,较高的浪涌和高浪涌(图。1).一个很好的经验法则是,快速作用的保险丝对过电流状况的反应很快,相比之下,缓慢熔断保险丝将承受短时间的尖峰,如那些往往发生在电子器件的初始电源启动期间。


慢吹熔断器仅设计用于跳跃足够长的速度以持续的过载或短路进行跳闸。由于它可能无法快速打开以便从过电流威胁来保护敏感电子器件,因此需要仔细考虑慢吹熔断器,以便仔细考虑到逐效熔断器,因为它可能无法快速打开以保护敏感电子器件免受过电流威胁。

让汽车级SMD保险丝工作

新一代汽车级SMD熔断器具有先进的特性、不同的电压和电流额定值、不同的熔断速度、坚固的结构和宽温度范围的操作,能够满足特定的保护要求。

例如,在车载充电器(OBC)应用中,SMD熔断器可以用作电网和dc-dc变换器之间的一次过流保护(图2).或者,对于USB I/O端口保护,保险丝具有优化的电压和电流额定值,是使用dc-dc转换器的汽车系统的理想选择,如48v到12v。并且,在BMS设计中,SMD熔断器可以作为BMS控制板上的一次过流保护和电池电池过流保护。


汽车级SMD熔断器的优点没有理由局限于汽车应用。这些高可靠性的过流保护解决方案也将很好地应用于电信和网络基础设施设备、云计算和存储系统、高端消费电子产品和智能家电、工业物联网和机器人。

最后一个有用的提示是,产品安全标准,如用于储能系统(ESS)的UL 9540,现在要求对电池供电设备、其相关充电器和UL电源进行过流保护。因此,许多新的消费电子和工业电子设计也可以利用SMD熔断器提供的二次过流保护的好处。

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