时代浪潮下的新型电路保护元器件

作者 / 闻小编 毛烁 《电子产品世界》记者

摘要：国内外电子厂商TDK和力特介绍了新型电路保护元器件。

新型热保护型压敏电阻

　　随着人们生活水平的提高及工业自动化、智能化的发展，对电子产品的安全和质量要求更为苛刻，因此电子产品需要在合适的部位采用必要的电路保护元器件，以保护电子电路中的元器件在受到过压、过流、浪涌、电磁干扰等情况下不受损坏。而电子产品日益多样化，功能复杂化及小型化发展，所应用的电路保护元器件亦是由原来的单一发展到今天的种类繁多，功能各异、集成和小型化。

　　TDK公司提供各类的过压、过流、浪涌及电磁干扰的电子元器件，以满足客户的日新月异的需求，并提供对应的技术支持。

　　TDK公司近期推出的全新的紧凑型NT14和NT20系列热熔丝保护型压敏电阻，进一步扩展了爱普科斯 (EPCOS) ThermoFuseTM产品家族。新的ThermoFuseTM元件占有空间小，可满足时下电路板的布局要求。其中NT14系列(圆片直径为14mm)设计用于吸收在130 VRMS至680 VRMS额定电压下持续8/20μs，最高达6 kA的浪涌电流脉冲，而NT20系列(圆片直径为20mm)可吸收在130 VRMS至750 VRMS额定电压下持续8/20μs，最高达10 kA的浪涌电流脉冲。NT14和NT20系列压敏电阻2ms方波最大能量吸收能力分别高达220 J和480 J，且两个系列均提供2引脚和3引脚类型，其中第3个引脚可用作熔丝是否熔断监控。

　　ThermoFuseTM热保护型压敏电阻是一种特别设计的圆形引线压敏电阻，与热耦合熔丝串联，具有更高的安全特性。一旦此压敏电阻过热，则热熔丝(已获得专利保护)就会断开，从而将压敏电阻与电网隔离，实现无与伦比的可靠性。如此可防止PCB板或压敏电阻附近部件发生任何潜在的损坏，提高被保护设备的可靠性。由于采用了绝缘和阻燃环氧树脂涂层，ThermoFuseTM NT系列产品阻燃等级达UL 94 V-0，并获得UL1449(第四版)4CA认证。

　　凭借紧凑的尺寸以及在宽电压范围内卓越的浪涌电流能力，NT系列压敏电阻广泛适用于各种，如照明电源、家用电器、电源、太阳能装置的变频器、驱动器的变频器以及智能仪表等。此外，它们也可用于电气接线和电气设备的一般保护。

针对汽车电子的保护产品

　　Littelfuse是一家专业生产保护器件、功率控制以及传感器产品的公司，针对传统汽车电子和新能源车市场，提供的专业产品很多，包括Fuse(保险丝)、功率TVS二极管、半导体ESD保护器件、PPTC以及高分子ESD保护器件等。Littelfuse公司所有的工厂都通过IATF16949认证，为汽车电子提供的解决方案都为AEC-Q认证器件，产品都能提供PPAP文件，并且有一整套完整的客户服务和质量体系，为中国的汽车电子发展保驾护航。值得一提的是Littelfuse公司还是AEC-Q委员会的成员。下面来简单阐述一下Littelfuse在汽车电子领域的新产品和新技术。

　　针对汽车电子市场的Fuse产品，原先AEC-Q200没有Fuse的描述，Littelfuse提交了Fuse测试规范给AEC委员会审核，目前已经推出了一系列兼容AEC-Q200测试标准的中低压CCF Fuse，这些Fuse尤其适合于电动汽车市场的BMS 采样均衡线的过流保护，型号有440A、441A、437A、438A、501A 等。除此之外，针对电动汽车OBC/DCDC/PDU的应用，Littelfuse推出了一整套过流保护解决方案。保险丝额定电流为15A~50A，交流额定电压为250V~305V，直流额定电压450V，可以满足不同功率车载充电机的设计需求。针对OBC上不同的布局要求和器件安装要求，可以提供相应的不同尺寸的保险丝，安装方式有插件式安装和螺栓式安装。这些保险丝都采用了新的熔丝结构设计和新的灭弧材料选择，不仅使保险丝的防爆能力达到了10000A，而且大大提升了保险丝的可靠性，产品通过了Littelfuse全套可靠性测试项目，包括1000次冷热冲击，1000小时高温寿命测试，高频振动，极限温度下电器性能测试等，产品在-40 ℃到125 ℃温度范围内长期工作可靠性非常高。制造工艺方面，对关键制造工序采用了防呆设计，对关键参数进行Cpk、SPC控制，保证了每一颗出厂保险丝的质量、性能和可靠性，Littelfuse推出的这些车规级产品将会是OBC设计工程师过流保护方案的一个非常好的选择。

　　Littelfuse是全球最大TVS二极管供应商，针对汽车电子市场，提供了从200W到7000W的各种功率等级车规TVS二极管，Littelfuse在TVS二极管上面的长期技术积累，使其产品能够轻松满足汽车应用的苛刻要求，比如ISO16750-2/ISO7637-2标准上定义的各种测试要求，SLD8S系列7000W TVS二极管更是专门为汽车电子客户提供的抛负载保护解决方案，可以通过最严苛的load dump 5a波形。尤其Littelfuse在收购安森美半导体的TVS二极管产品线后，其在汽车电子大客户上有了更加多的成熟应用。为了给客户提供更加多样性的TVS选择，Littelfuse今后还会推出5000W和6000W的车规级TVS。由于电动汽车的母线电压从传统的12V和24V转变为高压，Littelfuse也顺势推出Vbr电压高达650V的600W TPSMB系列新产品，尤其适用于电动汽车的MCU电驱IGBT有源嵌位保护和HID车灯保护。

　　针对汽车电子的半导体ESD静电保护产品，Littelfuse的技术在于把高浪涌能力、低钳位电压、超低电容这ESD保护的三大关键参数综合考虑在一起，为汽车电子提供最佳的解决方案。由于IC和半导体工艺的小型化，使得电子系统和元器件对ESD越来越敏感，以及小尺寸大功率要求，不断提高的数据速率，单个系统芯片上的功能集成，数据和电源接口的组合，这些都会导致瞬态电压损坏的风险更高。每个因素对ESD和浪涌保护提出了不同的要求，并且一些应用需要考虑所有因素的组合，Littelfuse的半导体ESD静电保护产品就是考虑上述因素的解决方案。Littelfuse为汽车电子ESD防护推出的新产品很多，比如AQ系列大部分新产品主要优势在于用SOD882和DFN等小封装，提供高达30kV的接触放电，较高的浪涌保护能力，适合于汽车电子所有的接口保护。AQ24CANFD-02HTG和AQ24C-01FTG是针对汽车电子最常用的CAN和LIN总线保护，还得到了全球几家主要汽车OEM的许可使用。

　　参考文献：

　　[1] 杨洁,杨艳军. 全片内LDO频率特性的简化电路分析方法[J],电子产品世界，2013(1);31~32

　　[2] Pytlik P. USB 3.0电路保护[J],电子产品世界，2013(6);62~64

　　本文来源于《电子产品世界》2018年第12期第21页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。