Vishay无源元件，满足车载高性能需求

　　汽车里的控制设备非常复杂，还要组成网络，要求各个电子元件具有最高的可靠性，一些元件的缺陷率要达到零。高耗能的电气产品需要更高的发电机电压（如48V）、无损耗的开关稳压器和智能的能量管理，能以最高的效率应对设备的电能需求。新式环境传感器、主动安全系统和驾驶员辅助系统带有直接和快速的反馈环路，以及与所有中央执行器（如刹车和转向）通（信的功能，只有采用比以往更快的模拟信号才能工作，这些模拟信号必须在没有干扰的情况下进行传输。例如，雨量探测器与控制刹车的电子装置通信，根据环境影响来调整刹车动作。

　　在存在相当大的电压波动、瞬态、高脉冲和纹波电流的非常苛刻的负载环境中，除了对电气性能有很高的要求以外，电子零件和元件还会受到剧烈的外部负载的影响，例如汽车应用里极端的温度波动、潮湿、强烈振动和极高的工作温度等。因此，电子零件和元件必须满足针对无源零件的特别高的质量标准，这些标准被Automotive Electronics Council汇总在AEC_Q200标准里。这个标准定义了压力测试，确保在汽车应用里零部件的功能不会出问题。除了各种标准检测流程和用户提出的特定认证，Vishay还根据TS16949对生产线进行了认证，引入了“Safe Launch Policy”、“Maverick Lot Program”或“Robustness Validation”等质量保证概念，并将这些概念扩展到产品开发和销售环节。

　　一般情况下，使用者马上会想到最常用的标准零组件，比如片式电阻、MLCC、铝电解电容器，或是在对可靠性和性能有特殊要求的地方使用MELF电阻。然而，在必须考虑汽车应用的特殊要求时，人们越来越频繁地使用定制的无源元件。通过下面选择的应用可以看出，这个趋势愈发显著。

　　重点消除EMI

　　为了保证来自各个制造商的大量电子设备能够互不干扰和通信，汽车制造商制定了严格的标准来控制EMI。为了尽可能高效地满足这些不断增加的EMC要求，同时使用最少的空间和和产生最少的功耗， Vishay特别针对车载电子的使用环境，引入了全屏蔽的SMD IHLP 系列4040、5050和6767型电感器。IHLP系列使用铁粉技术，在很宽的负载和温度范围内都能保持优异的饱和反应，工作温度高达155°C，可以针对个别应用进行优化，用做EMI滤波器或储能电感。

　　很多陶瓷电容器的设计目标是抑制汽车领域的射频干扰（RFI）。这些电容器具有优异的滤波特性，共同点是都通过了AEC_Q200认证。Vishay的产品也包括专门用于汽车的多层片式电容器，有轴向封装和直插式封装，以及SMD的产品。这些电容器的最高工作温度高达160°C，是市场上达到这种性能的首批产品。截止目前，还没有其他制造商能够提供通过汽车标准认定的类似元件。为满足汽车领域不断提高温度的要求，Vishay正在开发一款通过汽车级认证，最高工作温度甚至达到175°C的MLCC，将在2013年内投放市场。

　　DEEQ和DDZZ系列穿心电容器通过汽车标准认证，对高频电磁干扰的抑制能力更佳。这些电容器用陶瓷空心圆柱体做为电介质。这些电容器在高频下的阻抗很低，把它们连到需要滤波的直流电缆上，就可以把这个频率范围的干扰过滤和释放到地。试验表明，Vishay的MLCC具有非常好的滤波性能。然而，使用穿心电容器甚至可以进一步提高抑制电磁干扰的能力，尤其是在频率超过100MHz的超高频情况下，几乎可以把整个频率范围内的干扰都消除干净。最为重要的是，在电子设备里值得使用这些电容器，因为汽车制造商针对这些设备制定了特别严格的与电磁辐射有关的标准。

　　起步-停车和HEV技术

　　一个更有意思和迅猛增长的用途是针对起步-停车（微混）和HEV（混合动力）技术的双向、智能电流检测。要调节起步-停车的能耗，智能电流检测电阻就成为了关键元件。大多数汽车制造商都需要特殊的解决方案，以便在电气系统里优化能量管理。Vishay可以支持这些用户特定的对结构和电气标准的要求，如提供在一个元件内集成阻值为50 µΩ~250µΩ旁路电阻，ASIC和带有用户特定连接（插头）的接口全集成方案。Power Metal Strip®电阻可实现1000A的连续电流和3000A的电流浪涌。

　　另外，汽车制造商需要能在所有的汽车工作状态下满足各种能量需求的高效、双向电压转换器。最重要的是，这对于无损耗转换的同时实现高效率至关重要。输出功率高达3kW，绝缘强度达到3kV的小尺寸、特别定制的平面变压器可以满足这些要求。这些变压器具有出色的电流阻断能力、高效率、低损耗和高安全性，使用逆变器时的输出功率超过1kW，工作电压超过60V。高性能系列的IHLP8787电感器具有极低的直流阻抗，可以在输入或输出端进行组合滤波，保证能有效地抑制干扰信号。MKP1848膜电容器能确保在中间回路里储存必要的电荷，可与电感器组合起来进行滤波。

　　最后是厚膜高压电阻，在变压器启动和停止或出现意外情况时，这种电阻可以对变压器存储的电荷进行充电或放电，对电冲击提供足够的安全保障。

　　功率谱的另一端是对更高精度和更小尺寸的需求在增加，小型化以及在新型汽车中增加电子产品的比重正在推动这种需求。通过提高公差等级，可以实现更高的精度，公差等级变得越来越低，温度系数也变得越来越低。薄膜电阻阵列集成多个电阻，组合在一个陶瓷载体上，可以比较好地满足应用对更少空间、更高精度和电气稳定性的要求。通过这种集成，像这样的零件安装所需的空间要少于使用同样数量的单个电阻的情况。这样就可以提高电子电路的封装密度，从而在单位面积内实现更多的功能。薄膜电阻阵列还被用在电阻的相关动作起重要作用的地方。由于热传导，热辐射或是周围电子零件的热对流，在同一块印制电路板上的环境温度通常是不一样的。如果使用独立的电阻，环境温度的变化引起的电阻变化是不同的。电阻阵列提供了一个很好的办法，能够保证集成的所有电阻处在恒定的环境温度下。对电阻进行集成后，所有电阻在温度变化时的行为是一致的。薄膜电阻阵列的典型应用包括在运算放大器电路或DC-DC转换器中用来采样的分压器和反馈电路。高导热陶瓷使得所有电阻的温度都处在差不多同样的温度水平上。这样就可以保证固定电压稳压器的输出电压不会受到温度的影响。AT-Grade-Series ACAS AT系列薄膜电阻阵列通过了AEC-Q200认证，由2个或4个集成的0603尺寸的电阻组成。阵列最多能集成4个独立电阻，能够限定相对公差和相对TC（温度系数）。在陶瓷载体上实现的电阻值可以是完全相同的各种数值。车厂使用经过AEC-Q200认证的MPMA精密配对电阻网络，做为上述产品的车用高端特异产品，可实现极低的TC跟踪和低至±0.05%的公差，使用模压SMD SOT-23外壳进行保护。这并不是特殊元件的全部内容。上面提到的例子仅仅为各种各样的应用和产品选项给出了一个提示。从带有柔性聚合物触点的MLCC到用于电动和混合动力汽车的MKP1849高性能直流中间回路电容，从小型薄膜片式电阻到高温铝电解电容器，从WSL Power Metal Strip SMD检流电阻到直接连到汽车电池，用于热保护的HCTF高电流温度熔断器。无源零件的应用和针对车用需求的解决方案十分广泛，而且在持续增加。前提是，除了要开发比以前更小和更高性能的功率元件，还要采用定制的专用元器件，元器件之间要能顺畅地相互作用。

——本文选自电子发烧友网3月《电源技术特刊》“透视新设计”栏目，转载请注明出处！