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車用耐高溫鐵氧體磁珠的靜噪特性分析

發(fā)布時間:2019-01-18 責任編輯:xueqi

【導讀】隨著汽車電裝化的發(fā)展,汽車音響設備等信息技術化和安裝ADAS(先進駕駛系統(tǒng))的事例不斷增加。由于安裝到這些設備上的無線規(guī)格的增加、半導體的工作頻率高速化等,對傳輸噪聲•輻射噪聲的靜噪元件需求也越來越高。
 
隨著汽車的輕量化、小型化,在引擎箱附近以及容易發(fā)熱的地方,越發(fā)需要能夠保證超過125℃的耐高溫元件。
 
作為應對該需求的其中一個解決方案,下面介紹可在-55℃~+150℃溫度下使用的高可靠性片狀鐵氧體磁珠
 
鐵氧體磁珠的必要性
 
如下所示是車載設備上必須使用鐵氧體磁珠的2個原因。
 
1) 符合車載靜噪規(guī)格
 
與一般設備用規(guī)格(CISPR22)相比,車載設備上的更嚴規(guī)格(CISPR25)可適用的案例更多,必須認識到規(guī)定頻帶內的對策。
 
這個頻帶包括,一直以來使用的AM無線頻帶150kHz和搭載多個GHz頻帶無線的汽車音響娛樂設備的6GHz頻帶。
 
鐵氧體磁珠具有靜噪難度比較高的FM調諧器頻帶~GHz頻帶的靜噪特性。(圖1)
 
圖1:車載設備用靜噪規(guī)格要求的頻帶和代表性鐵氧體磁珠的靜噪特性
 
2) 傳感器的噪聲耐性改善
 
對于保護地球環(huán)境和防止事故發(fā)生,汽車內置傳感器變得越來越重要。為了降低油耗和廢氣中的NOx等(氮氧化物),要掌握引擎工作和排氣狀態(tài)的各種傳感器所檢測到的溫度•流量•壓力等,電子控制單元(ECU)對引擎工作控制進行微調整。
 
融合了傳感器和通信設備的先進ADAS(先進駕駛系統(tǒng))和ADS(自動駕駛系統(tǒng)),通過傳感器掌握步行者和障礙物等汽車以外的狀況,來控制方向盤、剎車、加速器。
 
該重要的感知能力會盡可能地避免因噪聲而造成的劣化,傳感器內置鐵氧體磁珠,能夠有效改善抗噪聲干擾度。
 
株式會社 村田制作所的片狀鐵氧體磁珠通過簡單的構造實現(xiàn)了低成本和小尺寸,是擁有豐富產(chǎn)品陣容的EMC(Electro Magnetic Compatibility: 電磁兼容性)靜噪元件。通過一臺設備簡單方便地消除多個頻帶的噪聲,鐵氧體磁珠是個不錯的選擇。特別是在超過100 MHz的高頻帶域中,通過獨特材料和減少雜散電容(不被期望的容量成分)的設計實現(xiàn)高阻抗,并有效發(fā)揮EMC靜噪效果。
 
需要耐高溫的鐵氧體磁珠
 
對汽車來說,鐵氧體磁珠變得越來越不可或缺,同時對于高于125℃耐高溫的鐵氧體磁珠的呼聲也越來越高。
 
① 為實現(xiàn)與汽車油耗直接相關的「輕量化」,想在引擎機箱內安裝引擎系統(tǒng)和安全系統(tǒng)的電子控制單元(ECU),但是引擎機箱內高度變高。
 
② 由于電子控制單元(ECU)小型化,不得不在發(fā)熱元件(半導體)附近安裝鐵氧體磁珠,因此熱量容易累積,形成高溫。
 
③ 引擎系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的傳感器無論如何都將置于高溫下,所以傳感器中內置鐵氧體磁珠時,也必須耐高溫。
 
因此,如圖2所示,引擎以外的需要保證高溫的設備也不斷增加。
 
村田制作所的車載對應片狀鐵氧體磁珠符合AEC-Q200標準,且通過獨特材料和設計技術,實現(xiàn)了能夠承受引擎機箱內環(huán)境的高可靠性,可研發(fā)滿足保證溫度的所有車載設備。
 
圖2:汽車內需要高溫保證的電裝設備
 
保證150℃的片狀鐵氧體磁珠介紹
 
1) 高溫保證片狀鐵氧體磁珠的產(chǎn)品陣容
 
此次大幅擴充了保證150℃的鐵氧體磁珠產(chǎn)品陣容,焊接貼裝元件和導電性粘合劑貼裝元件也能夠選擇。小型產(chǎn)品目前正在研發(fā)中,今后將對應更加廣范圍的產(chǎn)品陣容。
 
① 對應導電性粘合劑貼裝的外部電極銀鈀產(chǎn)品(符合AEC-Q200標準)
 
BLM18AG_WH1系列
適合0603 inch (1608 mm)尺寸/低頻~寬帶域的靜噪對策
 
② 對應焊接貼裝的外部電極鍍錫產(chǎn)品(符合AEC-Q200標準)
 
BLM18AG_BH1系列
適合0603 inch (1608 mm)尺寸/低頻~寬帶域的靜噪對策
 
BLM18BD_BH1系列
適合0603 inch (1608 mm)尺寸/信號線的靜噪對策
 
BLM18KG_BH1系列 
適合0603 inch (1608 mm)尺寸/實現(xiàn)低直流阻抗的電源線的靜噪對策
 
BLM18KG_JH1系列 
適合0603 inch (1608 mm)尺寸/對應最大4A的電源線的靜噪對策
 
BLM21AG_BH1系列 
適合0805 inch (2012 mm)尺寸/低頻~廣帶域的靜噪對策
 
BLM21PG_BH1系列 
適合0805 inch (2012 mm尺寸/對應最大3.3A的電源線的靜噪對策
 
表1:對應焊接貼裝的保證150℃片狀鐵氧體磁珠總結
 
2) 通過保證150℃的片狀鐵氧體磁珠的額定電流降額
 
保證150℃的產(chǎn)品規(guī)定了125℃和150℃溫度狀態(tài)下的額定電流,保證了150℃環(huán)境下的規(guī)格和可靠性。(降額參照圖3)
 
圖3:保證150℃的產(chǎn)品額定電流降額
 
結語
 
「對應焊接貼裝的外部電極鍍錫產(chǎn)品」于2016年5月0603 inch(1608 mm))產(chǎn)品作為新產(chǎn)品亮相,目前0805 inch (2012 mm)產(chǎn)品也在量產(chǎn)中。今后將繼續(xù)擴充尺寸、對象頻帶的產(chǎn)品陣容,并繼續(xù)研發(fā)可對應超過保證150℃(170℃以上)的產(chǎn)品。

來源:村田中文技術社區(qū)
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