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TDK:汽车领域的被动器件应用和市场

导读: 用于汽车的被动器件不同于一般民用产品,一直要求具有高信赖性,能适应高温,振动,冲击这类严酷的环境。特别是驱动控制系的被动器件发生问题,很可能会引起重大事故,后果严重。为了防止控制系的不良发生,生产被动器件时,在汽车专用工序生产线上彻底实施特殊的品质管理。

  用于汽车的被动器件不同于一般民用产品,一直要求具有高信赖性,能适应高温,振动,冲击这类严酷的环境。特别是驱动控制系的被动器件发生问题,很可能会引起重大事故,后果严重。为了防止控制系的不良发生,生产被动器件时,在汽车专用工序生产线上彻底实施特殊的品质管理。

  从前,在车载用这一框架范围里,如果是用于汽车的话,要求所有的零部件都具备高信赖性,连材料,构造都采用专用物品。

  但是,同样是用于汽车,使用的部位不同,对零部件的要求也不尽相同。因此,近来根据不同要求的使用环境,更细化地选择最合适的零部件,总成本也降低了。

  比如:使用在引擎,动力传输,排气这种驱动系部位时,就需要使用车载信赖性达到可对应125~175度的部件。汽车导航,车载影音,ETC系统这种使用在车厢内部的情况,也可以采用适用温度范围在105度以下的一般民用被动器件。

  关于使用在高温环境下的被动器件,不仅是在材料方面选择耐高温的材料,还需要应付由于各种材料热膨胀产生的应力对器件造成的破坏(裂缝等)。部件的形状越大,发生的应力就越大,所以就需要下功夫想办法减小热冲击时的应力。

  举个例子:SMD Power Inductor 为了减少基板的膨胀应力,不依靠粘着剂,采用发生应力较少的应力释放(Stress Release)构造的端子构造。

  

  另外,比较下组成电感的主要材料,磁性体,卷线和端子,热膨胀系数有很大差异的树脂底座和粘着剂等辅助材料,都尽可能不使用或少使用,不单在基板的应力上下功夫,还努力抑制产品内部应力的产生。

  

  近年来,在不断应对环保,汽车节省燃油费,安全化的进程中,测试胎压系统(TPMS),无钥进入系统(RKE),汽车防盗系统(Immobilizer)等越来越多的使用起接收电波的天线线圈(Transponder Coil)另外,加上ECU和安全气囊,HEV的逆变器(Inverter)控制,ECB,HID leveling,EPS升压,带AFS功能的HID,车载相机,及车辆控制都导入了新的通信控制系统,电子器件也不断进入,汽车的电子化进程越来越快了。随着使用的车载器件增加,包括噪音对策部件,被动线圈产品的需求将不断扩大。

  

  车载电子器件的使用不断增加,又因为必须最大程度地保证车内空间,所以,各种电子器件将从车内挪至车外,特别会被安装在引擎等更加恶劣的环境里。

  引擎室内装的不仅是从前的ECU,还有很多其他的零部件,引擎室的空间就更加不够了。特别是把电池电压转换至各种必要电压的DCDC转换器的需求增大,安装的空间就更小了,因此,就要求零部件小型化。

  提高开关频率对DCDC转换器的小型化转变很有效。由于开关频率上升,即便相同的电流值,也能降低电源电感的感值,就能实现小型化。

  以前,车载用的DCDC转换器和一般的民用品相比,一般普遍使用100kHz不到的比较低的驱动,但是最近为了小型化,民用的电子设备里使用的开关频率迅速上升,过去的环状卷线型的电源电感小型化了,向SMD化转变。

  环状卷线的线圈基本上是靠手工卷线,操作员工不同,参差很大。但是由于SMD化后,自动卷线,不仅做到了小型化,更提高了品质的稳定性。

  另一方面,汽车大部分都有AM收音,考虑到收音噪音的影响,DCDC转换器的开关频率需要避开AM收音频率带(AM收音频率带540~1620kHz)。

  因此,要将开关频率提高到500kHz以上,就必须一下子把频率带做到1.6MHz之上,但是以现状来看很难。这是转换器小型化的难点。

  另外,电源电感会伴随发热,在高温下使用的情况下,有适用温度的上限,还受自身升温的制约。

  也就是说假定周围温度为室温~65℃,民用可以上升40℃,与此相对使用在高温环境下的话,允许温度上升的空间小,可能会导致通过的电流小于民用产品的电流。

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