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應用升級,微小、強健型電路保護器件獲青睞

關鍵字:電路保護器件  電路保護應用 

電路保護器件由原先簡單的玻璃管保險絲,發(fā)展到今天種類繁多、功能各異的一大基礎元器件分支,已成為了電子設備中不可或缺的一個組成部分。特別是近年來,不管是便攜式電子、汽車電子、LED照明,還是工業(yè)控制等領域中的各種設備,都越來越趨向于小型化、集成化、高頻化設計,這些也使得整機制造廠商對于過壓保護、過流保護、浪涌抑制、靜電防護等電路保護方案的性能提出了更嚴苛的要求。

 

微型化、強健型兼?zhèn)?/b>

 

在現(xiàn)階段消費電子市場上,以智能手機為代表的便攜式產(chǎn)品對電路保護器件封裝尺寸的超小型化要求日益提升,促使保護器件的要求朝著貼片化、小型化、大電壓、大電流的方向發(fā)展。

 

 

《國際電子商情》愛普科斯市場部經(jīng)理陳孟愷
愛普科斯市場部經(jīng)理陳孟愷

 

TDK旗下的愛普科斯(上海)產(chǎn)品服務有限公司中國區(qū)氣體放電管、PTC及變壓器產(chǎn)品應用市場部經(jīng)理陳孟愷介紹說:“在愛普科斯最新的產(chǎn)品開發(fā)上,我們的壓敏電阻SMD 1206 S20系列與插腳式G31系列(2.8×3.5mm)借著小型化優(yōu)勢可滿足客戶空間不足的需求,同時電流承受力可達到500A~1KA,回復速度快,符合現(xiàn)行雷擊測試的需求。另外,愛普科斯的貼片壓敏電阻也不斷向小尺寸、更高通流能力的方向發(fā)展,EIA2220系列的通流能力達到4.5KA,EIA 1210系列的通流能力達到1KA。在靜電防護方面,愛普科斯也已開發(fā)出更小尺寸、更低容值的貼片壓敏電阻,滿足高頻信號端口的防護需求。”

 

冠寶科技股份有限公司/麗智電子(昆山)有限公司開發(fā)的電路保護器件主要包括手機和便攜式產(chǎn)品USB 3.0接口的靜電防護及各式按鍵開關、音頻浪涌保護,以及主板、筆記本電腦的HDMI 和USB 3.0接口的超低電容靜電保護器件、按鍵或其它音頻保護等。該公司總經(jīng)理張子岳表示,目前ESD TVS陣列正由DFN1006封裝規(guī)格加速朝DFN0603規(guī)格發(fā)展,針對手機和便攜式電子產(chǎn)品小型化的要求,進行0201表面貼裝ESD保護TVS陣列新型封裝結構以及配合此類封裝結構的芯片研發(fā),并且強調更低的電容特性和更強的耐浪涌能力。冠寶科技/麗智電子目前DFN1006封裝器件的產(chǎn)能接近20KK/M,并陸續(xù)有國際大廠采用該公司的產(chǎn)品,預計DFN1006器件的產(chǎn)能會在今年底前增長到40KK/M以上,另外,其DFN0603器件規(guī)劃的產(chǎn)能則是從20KK/M起跳。

 

 

《國際電子商情》麗智電子(昆山)有限公司總經(jīng)理張子岳
麗智電子(昆山)有限公司總經(jīng)理張子岳

 

他還指出,伴隨著USB、HDMI接口標準的不斷提升,數(shù)據(jù)傳輸速率越來越高,也要求電路保護方案能夠緊隨接口發(fā)展的趨勢,提高接口電路的可靠性。目前公司新產(chǎn)品開發(fā)的另一個方向是針對Intel計劃于今年內(nèi)推出的Skyla*ke新處理器平臺,提供具備更低箝位電壓VC保護及更高ESD耐受能力的電路保護器件。

 

 

《國際電子商情》力特公司電子部技術市場總監(jiān)Bharat Shenoy
力特公司電子部技術市場總監(jiān)Bharat Shenoy

 

另一方面,力特公司電子部技術市場總監(jiān)Bharat Shenoy也反映,越來越多的智能手機等便攜設備開始搭載高容量的電池,以及具備快速充電性能的大功率充電器,并被連接至交流電源(120~250VACrms),極易導致嚴重的浪涌瞬變(如雷擊、負載切換等)以及短路/過載等情況的發(fā)生,在保障電池安全充電的同時,也需要強勁的熔斷器來抵抗浪涌及靜電放電的影響。此外,新的4K超高清視頻(UltraHD)應用使得數(shù)據(jù)速率高達6Gbps,要求總線ESD保護須具有更低的電容值才能保持兼容性,現(xiàn)在的目標是大約0.3pF,且需要與低箝位電壓相結合,以保護較敏感的處理器和ASIC專用集成電路芯片。

行業(yè)應用需求各異

 

在電路保護市場中,近來年的一個明顯的現(xiàn)象是,由于各個應用市場在裝設地點、場景及環(huán)境等方面各不相同,令到不同行業(yè)設備對保護線路設計的要求也不一樣。

 

以LED行業(yè)為例,在戶外LED照明上,為了提高燈具的浪涌抗擾性能,力特于近期發(fā)布了NANO2 超微型系列保險絲和SPD浪涌防護模塊,其中,新的470和476系列保險絲具有耐浪涌性,采用表面貼裝封裝,為空間受限的應用提供高度的靈活性,支持更高的貼裝速度和產(chǎn)出率。另外,其開發(fā)的LSP05和LSP10系列浪涌保護模塊有強勁的浪涌電流處理能力,集成式熱元件與壓敏電阻體之間的近距離,確保了對閃電引起的浪涌或附近負載切換的快速響應,可為戶外和商業(yè)LED照明設備提供瞬態(tài)過電壓保護。

 

而在LED電源部分,由于目前LED電源產(chǎn)品的抗浪涌能力一般都較弱,非常容易受到浪涌、過電壓與過電流的沖擊而造成損壞,加上目前LED電源的防雷要求已由原先的4KV 組合波形,提升到6KV~10KV不等(由于溫室效應引起的雷電頻繁所致),為此,提高保護性能與降低故障發(fā)生率成為了當務之急。采用愛普科斯開發(fā)的GDT陶瓷氣體放電管從最小500A到20KA不同系列與MOV壓敏電阻相組合的方案,在有接地的情況下可有效地抵擋共模防護。另外,還可在L/N之間分別采用MOV壓敏電阻或MOV+GDT組合,來有效抑制差模所產(chǎn)生的浪涌過電壓并起到對后級電路的保護。

 

安防監(jiān)控市場,系統(tǒng)智能化高清畫質(Full HD)與IP網(wǎng)絡監(jiān)控技術等已成為安防行業(yè)發(fā)展的焦點。在這一趨勢下,系統(tǒng)具有快速數(shù)據(jù)傳輸與儲存的能力,尤其是在圖像處理、傳輸、顯示部分容易受到瞬時ESD與浪涌噪聲的干擾。愛普科斯針對安防監(jiān)控系統(tǒng)提出了有效的ESD與浪涌的防護方案,在I/O接口如RS485、RJ45、POE、Coaxial、AC/DC power、HDMI等都符合現(xiàn)行測試法規(guī)(如IEC61000-4-5、ITU-T K20/K21 6KV增強測試等)要求的產(chǎn)品系列。如:對以太網(wǎng)與POE接口的浪涌防護上,愛普科斯開發(fā)的GDT在一次測具有高防雷能力與可靠性;其小型化貼片系列如1206尺寸及1812尺寸的器件均受到市場的歡迎;另外其0402尺寸ESD器件具有低電容值0.6pF,適合應用在高頻信號端口,且成本低于現(xiàn)行的TVS方案。

 

就工業(yè)電器的初級電路保護領域來講,石油/天然氣工業(yè)環(huán)境的控制設備、醫(yī)療急救設備、照明鎮(zhèn)流器等對過流保護有較高的要求,基于IEC60079-11防爆炸安全標準,SCHURTER開發(fā)了一款具有防爆炸保護功能緊湊型表面貼裝式保險絲系列,在額定電壓下,這種保險絲不僅分斷能力高,且方形設計相比典型的圓柱形管狀保險絲空間使用率更高,更能滿足對空間要求極為敏感的設備要求。

技術創(chuàng)新實現(xiàn)突破

 

“工業(yè)及通信電子產(chǎn)品規(guī)格逐年升級,行業(yè)規(guī)范日益嚴格,使得電子電路保護顯得格外重要,然而,在功率密度增大、器件小型化、保護及時準確精細、防范等級提高等一系列看似矛盾的綜合要求下,保護方案遇到了空前的挑戰(zhàn)。”美商柏恩(Bourns)應用工程師白玉成說道。在這一趨勢下,就要求電路保護器件廠商能夠在客戶產(chǎn)品研發(fā)階段就提供即時服務,加大技術投入,努力為客戶帶來更多的技術創(chuàng)新方案。

 

 

《國際電子商情》美商柏恩(Bourns)應用工程師白玉成
美商柏恩(Bourns)應用工程師白玉成

 

以過壓保護為例,GDT陶瓷氣體放電管器件是一種較受歡迎的過壓保護解決方案,傳統(tǒng)GDT處理浪涌能量及維持電氣隔離的關鍵在于其整體的直徑和長度。為了進一步優(yōu)化產(chǎn)品體積,柏恩新推出的FLAT GDT氣體放電管技術運用獨特的隔離通道設計,使其可以在軸向壓縮,與普通GDT相比,降低了高度并減少了整體的體積,節(jié)省了大量設計空間,但依舊保留了隔絕性及電流處理能力,具備良好的浪涌電流額定值、低滲漏及插入損耗,電壓范圍廣(90~600V),同時還有限壓性能,非常適合運用在對信號影響較為敏感的設備或系統(tǒng)中。

 

據(jù)悉,去年底,柏恩收購了日本Komatsulite公司,后者是可充電鋰電池安全防護裝置領域的領導廠商之一,通過導入Komatsulite原有的微型溫控開關、雙金屬開關和熱阻器等保護裝置,將令柏恩的產(chǎn)品線更具有互補性,且多元豐富。

 

而對比無法滿足高電壓和短路測試要求的現(xiàn)有保險絲解決方案,力特也在最近推出了外形尺寸為5×20mm的487系列保險絲,可為要求高電壓直流斷流額定值的電信電源供應器和數(shù)據(jù)中心服務器應用提供保護。這種緊湊的陶瓷體保險絲的設計目的是為了確保電源供應器PSU和電路斷路器面板之間在短路和過電流故障時的最佳協(xié)調性,在安裝于電源供應器中時,比電氣面板中的斷路器更快斷開,使支路繞過有問題的電源供應器,以保持支路正常運行而不會斷電。

 

SCHURTER目前開發(fā)的電路保護器件主要圍繞過流保護和電磁干擾防護,不僅提供電路的初級、次級保護,同時還可確保電源純潔,包括過流過壓對設備造成的損害、電源以及設備在任何情況下的持續(xù)供電、有效地對抗電磁干擾等。例如,電氣系統(tǒng)在電磁環(huán)境中必須要有良好的運行特性(抗擾度),以避免對電磁環(huán)境造成不利影響(輻射),而這種電磁既存在于交流電中也存在于直流電中,SCHURTER的EMC解決方案能輕松地為設備解決來自這兩方面的干擾,大幅提升設備的應用功能。另外,SCHURTER一直持續(xù)提升本地化服務的能力,如對于移動電磁干擾測試項目,公司可安排人員到場為廠商的設備提供EMC測試服務,從而節(jié)約客戶的開發(fā)時間。

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