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车规保险丝“金标准”出台,谁家产品能率先“上车”?

元器件行业的玩家都知道,谁家如果能够做出车规级的产品,在车载应用上落地,那就算是端上了“金饭碗”。不过这个”金饭碗”并不容易端,因为汽车应用场景的特殊性,决定了能够“上车”的元器件,必须经受得住比消费级、工业级产品更为严苛的品质和可靠性考验。

为了能够明确什么样的元器件才能上车,自然需要一个标准来定义为此,美国汽车电子协会(AEC)制定了AEC系列测试规范,它是针对车用元器件建立的通用认证和质量体系标准,也是行业公认的“金标准”,一旦元器件产品经过了测试,在Datasheet中打上了AEC-Q的标识,也就意味着这颗料通过了车规认证,可以放心地上车应用了。

新版AEC-Q200带来的新变化

在AEC系列标准中,AEC-Q200是面向无源元件可靠性测试认证的规范,自2010年6月以来经历了多次版本迭代,涵盖不同种类的元器件,包括电阻器、电容器、电感器、变压器、谐振器、晶振、PPTC、热敏电阻和变阻器等等。所有符合AEC-Q200规范的元件,都必须经过两种主要的可靠性测试,即环境可靠性(例如温度循环和偏高湿度等)以及物理特性可靠性(例如机械冲击和振动)测试,且在测试前后能够保持特性不变。

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图1:AEC-Q200规定的两种可靠性测试(图源:Littelfuse)

不过,细心的小伙伴可能发现,AEC-Q200规范并没有覆盖所有的无源元件产品门类。在2023年之前,有一个我们常用的电路保护元件就没有包含在其中,那就是保险丝(熔断器)。也就是说,如果想向车企和Tier-1供应商推销保险丝产品,相关的元器件厂商只能“自说自话”,通过各自不同的测试规范来证明自己产品的过硬品质,这显然会增加供需双方在BOM选型时的工作量。而随着新能源汽车的兴起以及汽车智能化的趋势,汽车电子设备中需要保险丝提供过流保护的场景越来越多,这种局面显然需要改变。

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图2:先进的车载功能需要高可靠、高品质的电路保护产品(图源:Littelfuse)

好消息是,今年3月发布的AEC-Q200 Rev E修订版标准,将保险丝/熔断器的测试要求也纳入了其中。与典型的通用产品测试规范相比,所有面向车载应用的保险丝/熔断器都必须通过更高规格的环境可靠性测试(包括高低温存储、高低温工作、温度循环、温度冲击、湿度耐久等)和物理可靠性测试(包括端子强度、可溶性、可燃性、可焊性、抗焊接性、振动、机械冲击等),以确保其能够满足车载应用耐用性和可靠性的严苛要求。

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图3:AEC-Q200 Rev E中规定的保险丝/熔断器的可靠性测试与典型产品测试的比较(图源:Littelfuse)

AEC-Q200 Rev E的发布,可以消除由于规范缺失而造成的认知差异,对于元器件厂商和汽车电子开发者双方都是一个利好:对于厂商而言,通用标准使其产品质量有章可循,也省去了建立自己汽车级产品测试平台的麻烦;对于开发者来讲,则有助于他们快速完成车规保险丝产品的选型,为开发安全可靠的汽车电子设备保驾护航。

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图4:AEC-Q200 Rev E中规定的保险丝/熔断器可靠性测试内容(图源:Littelfuse)

在AEC-Q200车规保险丝市场抢得先机

新版AEC-Q200的发布,无疑为车用保险丝的产品演进指明了方向,当然也为新一轮的竞争鸣响了发令枪,竞争的焦点则是要看谁能够率先推出符合AEC-Q200新规范的保险丝产品。

在这场竞逐中,Littelfuse迅速推出了AEC-Q200车规保险丝产品,而且品类非常齐全,涵盖了新能源和智能汽车中的诸多应用。

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图5:Littelfuse的AEC-Q200车规保险丝产品涵盖了各类车载应用(图源:Littelfuse)

其实,Littelfuse能够迅速抓住市场机遇也不是偶然的。首先,Littelfuse在保险丝领域有数十年的技术积淀,丰富的产品组合和专业经验自然会让其在新产品研发上得心应手,快人一步;其次,在汽车领域Littelfuse也是浸染多年,在AEC-Q200新标准推出之前,就已经建立起了完善的质量体系和测试规范,得到了汽车行业客户的认可,这也为其快速推出符合AEC-Q200的产品打下了坚实的基础;再有,Littelfuse自身就是AEC技术委员会的成员,也是AEC-Q200保险丝认证标准的关键推手,新标准本身就包含了Littelfuse专业性的贡献,因此伴随着新标准的出台迅速推出AEC-Q200认证产品,也算是水到渠成。

全面的AEC-Q200保险丝产品

如上文所述,在新一代汽车中,越来越多的电子设备被整合进来,电池监测系统、车载充电器、牵引电机逆变器、配电系统、通信系统和视觉传感器单元……这些车载系统和功能电路都需要保险丝进行过流保护,以保障其安全可靠工作。而由于应用场景不同,它们所需的保险丝特性也各有差异。

为了满足特定汽车电路过流保护的需求,Littelfuse开发出了全面的AEC-Q200保险丝产品,主要包括表面贴装、管状和PICO®️ II陶瓷保险丝三大类产品。无论哪种类型的保险丝,都具有出色的可靠性和很高的I2t值,能够为目标应用提供高浪涌电流承受能力,实现对异常过载和浪涌的电路保护。

表面贴装保险丝

Littelfuse的AEC-Q200表面贴装保险丝产品组合十分丰富,应用范围也十分广泛,它们可以在高达150℃的环境温度下工作,而且有包括快断式、高I2t和高电压等类型的产品可供选择,适用于高压、低压及高压小电流、低压大电流等不同应用场景,为设计带来极大的灵活性。

其中,437A、438A和440A系列快断式保险丝属于小电流、低电压系列的产品,具有出色的温度稳定性和可靠性,在BMS电池管理系统、高压DC-DC转换器、汽车导航系统、传感器电路、TFT显示器和车载信息娱乐系统中都可应用。

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图6:Littelfuse的小电流、低电压AEC-Q200表面贴装保险丝产品(图源:Littelfuse)

881和885系列表面贴装保险丝则属于大电流、高电压产品,分别可以在额定电压100V和500V的高压电路中工作,881系列保险丝的额定电流高达100A,这两个系列保险丝的分断额定值都为1500A,主要应用于保护电池组中的锂离子电池模块。

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图7:Littelfuse的大电流、高电压AEC-Q200表面贴装保险丝产品(图源:Littelfuse)

管状保险丝

Littelfuse的AEC-Q200管状保险丝产品主要面向500V以上的高电压、大电流应用,其代表性的产品包括526、527和828三个系列的保险丝,它们都具有高额定分断电流(10kA)、高分断能力以及紧凑的设计,工作温度范围-55°C至+125°C,可以为车载充电器电路和配电装置提供过流保护。

其中,526和527系列高电压管状保险丝具有30A至60A的电流范围、高达500VAC的额定电压;526系列的尺寸为10mm x 32mm,而527系列的尺寸为6mm x 32mm。828系列管状保险丝则具有1000VDC的高额定电压,并有通孔和螺栓旋紧配置可供选择。

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图8:Littelfuse AEC-Q200管状保险丝(图源:Littelfuse)

PICO®️ II陶瓷保险丝

Littelfuse PICO®️ II 521系列AEC-Q200特快熔断型保险丝采用节省空间的超小型引线和管式封装,额定电流为2A,额定电压为75V。其突出特点是在1秒内分断200%过电流,额定分断电流达300A,非常适合为电池管理系统和线束提供过流保护。
图9:PICO®️ II 521系列特快熔断型保险丝(图源:Littelfuse)

所有这些Littelfuse的AEC-Q200保险丝组合在一起,形成了一个完整的“防线”,可以应对不同电压、不同电流、不同分断能力下车载设备过流保护应用的要求。

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图10:Littelfuse AEC-Q200保险丝产品组合(图源:littelfuse)

本文小结

AEC-Q200 Rev E修订版标准的出台,为车规保险丝产品可靠性测试提供了一个“金标准”,使得相关产品的生产测试和应用选型都变得更加便捷和高效。而伴随着新标准的出台,谁能够快速推出符合AEC-Q200 Rev E的保险丝产品,满足各类车载应用的设计要求,显然就有望成为市场的赢家。

在围绕AEC-Q200 Rev E标准第一回合的竞逐中,Littelfuse凭借更快的产品面世时间、更全面的产品组合赢得了先机,这些产品也能够助力你的设计创意顺利“上车”,任意驰骋。

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