器件温度电路汽车放电电池和热保护器件创新制胜

汽车放电电池和热保护器件创新制胜

时间:2011年11月29日
大家或许对发生于手机等便携式产品上的锂电池爆炸事件还心有余悸,而随着锂离子电池技术的发展,更小、更轻和更高功率的锂离子电池已经向电动工具、电动自行车、电动汽车、后 三星核心工艺Tegra 3或将成为40nm ARM四核心独苗处理器算法芯片奥维视讯推出OMAP-L137开发平台论坛运营商标准2011中国Femtocell高峰论坛9月召开器件逆变器功率IR 推出采用焊前金属的汽车级绝缘栅双极晶体管中国电子展慧聪深圳宇阳科技参加第77届中国电子展器件功率电路IR推出功能齐全的IRS2573DS HID 镇流器控制IC半导体演示驱动器ST参加2011慕尼黑上海电子展并展出先进技术终端运营商华为2011年通信世界十大期待:TD全力布局4G請教各位大俠:QP242報警無法消除

大家或许对发生于手机等便携式产品上的锂电池爆炸事件还心有余悸,而随着锂离子电池技术的发展,更小、更轻和更高功率的锂离子电池已经向电动工具、电动自行车、电动汽车、后备电源等大功率高电流应用领域延伸,为让隐患“消弭于无形”,高性价比的高强度电路保护器件显然“一个也不能少”。近日,以电路保护著称的泰科电子就推出了用于锂电池保护的新型金属混合聚合物正系数温度电阻(MHP)器件。

MHP提高安全性

目前业界很少有针对高速放电电池应用的保护方案,大都采用传统电路保护技术,这些方案往往体积大、复杂度高而且价格昂贵。泰科电子电路保护产品大中华区高级销售经理江如祥介绍,比如有些电路保护设计结合使用IC+FET或类似复杂方案;有些考虑采用断路器,但必须用很大的触点才能承受如此高的电流,结果导致保护装置体积过大。此外,由于触点之间产生电弧可能损坏触点,所以还必须限制动作次数。

而MHP技术采用了一种新型混合电路保护方法,它将一个双金属保护器与一个聚合物正温度系数(PPTC)器件并联在一起。这种集成化的解决方案既可提供可复位的过电流保护功能,又可利用PPTC器件的低电阻特性来抑制双金属保护器在大电流条件下动作时产生电弧。“这不仅提高了保护性能,还可减少实际应用中放电场效应管(FET)和相应的散热片的数量,减少空间占用面积,节约成本。”泰科电子电路保护产品部全球战略销售总监EricBraddom对《中国电子报》记者表示。

而MHP替代传统保护器件的进程与成本线性相关。EricBraddom表示,以18650锂电池为例,每颗电池都配有一个热保护器件可达到最好的效果,而如果考虑到成本,则可将MHP卡在两颗电池芯片中间或者温度点最高的地方,具体需求量和方式需要依据客户的要求来定。

目前MHP可用于额定值在30VDC/30A以上的各种高速放电电池应用,未来泰科还将开发能够支持更高电压(高达400VDC)和电流(60A)的器件。

热保护器件“热”不怕

除了电池放电保护外,汽车电子热保护的问题也日益突出。记者了解到,目前业界经常使用powerFET(功率场效应晶体管)、继电器和重型散热器等冗余器件进行热保护,但它们的阻性故障如影随形。“阻性模式故障尤其值得关注,即使powerFET在规定的工作条件下运行,也会在不同的电阻水平下出现随机、不可预测的阻性短路。”江如祥表示,“如果电路板上某点为阻性短路,则只要10W的功率就可以在局部产生180℃的高温,会损坏电路板结构,并且汽车的powerFET更容易出现疲损和故障。”

应对这样的保护需求,泰科电子推出了首款可回流焊热保护(RTP)器件,该RTP器件的独特性能在于它能够承受住多次峰值温度远超过200℃的回流焊,然而当它在实际应用检测到温度超过200℃时就会形成开路,这一看起来颇为矛盾的指标是如何实现的?江如祥介绍,RTP器件采用了一种一次性电子激活程序,在激活之前,它能够承受住3次无铅焊料回流步骤而不会断开。当用户完成回流焊之后,可选择灵活的激活时间节点,可以在系统启动或系统测试过程中自动实现,RTP被激活后会变得热敏感,当它检测到温度超过200℃时,就会形成开路,这个断开是不可自动回复的。

但目前汽车电子芯片要求的工作温度范围远不到200℃,而RTP需要检测到它周围的器件温度达到200℃时才断开,会不会失去保护作用?面对记者的疑问,EricBraddom解释,200℃是一个合适的温度断开点。因为这个温度高于大部分电子器件正常工作时的温度范围,但低于常见无铅焊料熔点。

值得一提的是,RTP可采用SMD工艺安装。“业界其他对手没有热保护器件可通过标准SMD工艺,而RTP做到了这一点,这相比他们以前采用手工装配节省了大量费用。”江如祥介绍,“在一个高性价比的设计中,该器件还有助于节省宝贵的电路板空间。”

他还介绍,RTP针对汽车应用已通过一系列相关的认证和测试,目前已有一些客户在进行Design-in。这款热保护器件被用来帮助满足汽车电子系统中的可靠性要求,包括ABS、冷却风扇和动力转向系统,此外还可为IT服务器、通信电源和其他工业应用提供一个功能强大的解决方案。

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