特定の過酷な環境アプリケーションで車載用ヒューズを使った過電流保護の必要性 - 半導体事業

条件を指定して絞り込む

現在2000件がヒットしています。check

設計アナログディスクリート Bourns

はじめに

電子システムとアプリケーションの相互依存性が高まるにつれて、隣接する回路やシステムへの損傷を防ぐために、過電流障害を迅速に分離する必要があります。同時に、周囲温度、突入電流またはシステムにリスクをもたらさないその他のイベントによる厄介なトリップを最小限に抑えて、統合システムがオンライン状態を維持できるようにする必要があります。IoT やスマートセンサーベースの設計などの接続された次世代アプリケーションは、1つ以上のデバイスの障害につながる過電流イベントに対して特に脆弱であり、ネットワークの信頼性が低下する可能性があります。

これらの高度に統合され相互依存するアプリケーションの多くは、厳しい環境で動作するシステムであり、信頼性を維持するために回路保護がこれらの設計の重要な部分となっています。主な例は、車載設計の統合電子機器であり、広範な温度変化、衝撃と振動、湿度、その他の有害な条件にさらされます。エンジン制御、バッテリー管理システム (BMS)、快適性/利便性機能、インフォテインメントなどの新しい車載アプリケーションのための厳しい車載信頼性基準では、これらの仕様を満たすために過電流保護が必要です。

新しい表面実装 (SMD) ヒューズの技術的進歩により、過酷な環境条件で動作しなければならないアプリケーションの範囲が拡大する中で、効果的な過電流保護に対するニーズの高まりに対応することができます。特に、新しい AEC-200 相当準拠ヒューズは、設計者に高ストレスのかかるアプリケーションでの、ワンランク上のパフォーマンスと動作を提供する堅牢なパフォーマンスと機能を提供します。

車載グレードのヒューズが効果を発揮する場所

車載の設計にはこれまで以上に多くの電子部品が組み込まれています。電気自動車 (EV) 市場で予測される急速な成長に伴い、回路保護ソリューションは、増加する動的設計要件を満たすために進化する必要があります。調査会社 Research and Markets によると、世界のハイブリッドおよび電気自動車用ヒューズ市場は、2018年から 2022年にかけて 23% 以上の CAGR で成長すると予測されています。この市場の成長に影響を与えている主な要因の1つは、ハイブリッドおよび電気自動車に使用される電子部品の数が増加し、それに応じて潜在的な故障条件の数が増加していることです。自動車部門の電動化が進むにつれて、信頼性の高い自動車用グレードのヒューズの必要性も高まります。

今日の電子化された車載アプリケーションで起こり得る故障条件の増加により、高エネルギー貯蔵システムの設計者は、設計の複数の要素を保護できる回路保護コンポーネントを探すようになっています。BMS 内では過電流保護は、主制御電源入力、スレーブ制御モニターライン、セルバランスラインおよびバッテリーモジュールと接続ボードに必要です。

多くの設計は一時的な障害状態によって引き起こされる過電流の脅威に対して、リセッタブルデバイスに依存しています。重大な回路またはシステムの損傷を引き起こす可能性のある障害電流から保護するために、ノンリセッタブルヒューズは優れた選択肢です。すべての組み込み電子機器をより多くの機能を追加しながらより小さくする傾向があるため、PCB に簡単にマウントできる省スペース SMD ヒューズの需要が増加しています。

設計による保護

Bourns® SingleFuse™ SMD ヒューズなどのヒューズは、ヒューズを流れる電流に基づいて負荷を保護します。ヒューズは定格パラメーターを超えるとトリップします。単一のブローヒューズとして、Bourns® SingleFuse™ SMD ヒューズは、デバイスがトリップしたときに真の開回路になり、サージの反対側にあるダウンストリームコンポーネントに電流が流れないようにします。

SingleFuse™ SF-0603SA-M、SF-0603HIA-M、SF-1206SA-M および SF-1206HIA-M ファミリーは、Bourns の高度な多層セラミック設計を使用して開発され、強化された電圧および電流処理能力を実現します。小型の 0603 および 1206 パッケージサイズで提供されるこれらのモデルは、高い突入電流耐性とスローブロー溶断速度を特長としています。

デバイスの定格仕様内のサージに確実に耐えるには、SMD ヒューズの構造が重要です。Bourns の革新的な PCB ワイヤーコア、金属箔およびセラミック多層設計を使用して、最新の AEC-200 相当準拠モデルファミリーは、電圧および電流処理能力を向上させ、ヒューズエレメントに沿ってより正確なホットスポット制御を提供します。また、従来のセラミックチューブヒューズ設計と比較して、アーク発生の抑制と突入電流の耐容性が向上し、ブロー時の構造的完全性も優れています。さらに、精密なヒューズ特性によりカスタマイズが容易になり、設計者はアプリケーション固有のヒューズ要件を満たすことができます。

適切なヒューズの選択

車載アプリケーションでは起動パルスが発生するのが一般的であるため、設計者は通常、突入電流耐圧要件に基づいて自動車設計用のヒューズを指定します。ほとんどの設計では、突入電流耐圧機能が強化されたヒューズが必要です。これによりヒューズは、厄介なトリップを発生させることなく突入状態に耐え、不要な過電流状態から保護することができます。また、ヒューズの種類を指定するときに条件の予想期間を考慮することも重要です。

車載グレードのヒューズを選択する際には定格電流と定格電圧、および溶断速度も重要な考慮事項です。Bourns の車載グレード SMD ヒューズポートフォリオは現在、定格電流が 0.5A から 20A、定格電圧が 24V から 250V までの幅広い範囲で提供されています。利用可能なパッケージサイズは現在、EIA2410 から 0603 までの範囲で、高速動作、高速動作精度、スローブローおよび高突入耐性を含む 4つの異なる溶断速度オプションが用意されています。

スローブローヒューズは、敏感な電子機器を過電流状態から保護するのに十分な速さで開かない可能性があるため、高速動作ヒューズが指定されている場合はスローブローヒューズを交換用として使用しないことが重要です。

UL などの製品安全規格ではバッテリー駆動機器、関連する充電器および電源の過電流保護が要求されています。二次過電流保護を提供する SinglFuse™ SMDヒューズは、多くの家電製品に多くの利点を提供します。

Bourns® SinglFuse™ は AEC-200 相当に準拠しており、特定の過酷な環境でのアプリケーションに最適な保護ソリューションです。新しい7つのモデルファミリーは、Bourns 社内の AEC-Q200 相当テスト手順に完全に準拠しており、さまざまな高ストレスアプリケーションでの堅牢なパフォーマンスを保証します。

車載グレードとは

特定の基準を満たすように設計および開発された Bourns 車載グレード標準コンポーネントは、IATF16949 の完全認証を受けた施設で製造されています。また、パッシブコンポーネントの AEC-Q 製品検証基準を使用してテストおよび認定され、PPAP を使用して選択と承認のためにお客様に提示されている必要があります。

　・適用される最新の AEC-Q200、AEC-Q101 または AEC-Q102 製品検証基準または Bourns が決定した同等の基準への適合

　　　　Note：ワンタイム SMD ヒューズの AEC-Q200 準拠のテストは、まだ規格開発中です。しかし Bourns は厳格な自動車設計仕様を満たすために、
　　　　　　ヒューズ製品に対して同等のテスト手順であると Bourns が考えるものを開発しました。

　・新製品および新プロセスの開発は、最新の AIAG 改訂版の高度製品品質計画 (APQP) プロセスで確立された要件を満たすか、それ以上の要件を充足。
　 Bourns の設計レビュープロセスは、Bourns® 標準コンポーネントが APQP プロセスの要件を満たすか、それを上回っていることを
　 Bourns の品質および設計エンジニアリングチームが確認した場合に使用可能

　・製造施設の VDA6.3 プロセス監査スコアが 80% を超え、ダウングレードなし

　・製造所は IATF16949 の認証が必要

アプリケーション例

以下のアプリケーション例は、設計者が特定の保護要件を満たすために、さまざまな電圧定格、電流定格および溶断速度を備えた Bourns® SingleFuse™ SMD ヒューズを使用する方法を示しています。

USB I/O ポート

48V -12V などの DC/DC コンバーターを使用する車載システムに最適な定格電圧と定格電流を提供するように設計されたBourns® SingleFuse™ は、USB I/O ポート保護に必要な溶断速度を提供します。

オンボードチャージャー

オンボードチャージャー (OBC) アプリケーションでは、SinglFuse™ SMD ヒューズを電源グリッドと DC-DC コンバーター間の一次過電流保護として使用できます。

バッテリーマネジメントシステム (BMS)

バッテリーマネジメントシステムでは、BMS コントローラーボードの一次過電流保護とバッテリーセル過電流保護の両方に SinglFuse™ SMD ヒューズを使用できます。

設計者は、SinglFuse™ SMD ヒューズやその他の過電流保護デバイスを含むすべてのコンポーネントをテストして、設計者の特定のアプリケーションで適切なパフォーマンスを得ることをお勧めします。

バッテリーシステムのニーズ以上のものに対応

これらの新しい車載グレードのヒューズにより、Bourns は SinglFuse™ SMD ヒューズのポートフォリオを拡大し続け、さまざまなバッテリーシステムアプリケーションにおける効果的な回路保護のニーズの高まりに対応します。堅牢な設計と広い温度範囲での動作により、Bourns の最新の車載グレードのヒューズは通信およびネットワーク機器、PCおよびモニター、サーバーファーム、ポータブルメモリー、ポータブルエレクトロニクス、ゲームシステム、ロボット、スマート家電、産業用コントローラーなど、さまざまなアプリケーションにも適しています。

本記事で取り上げた車載グレードのヒューズに加えて、Bourns はヒューズ技術のポートフォリオを拡大し続けており、設計者はアプリケーションに適したヒューズを選択できます。

お問い合わせ

本記事に関して、ご質問などありましたら以下よりお問い合わせください。

お問い合わせはこちら

Bourns メーカー情報Topへ

Bourns メーカー情報 Top ページへ戻りたい方は、以下をクリックください。

メーカー情報Topへ戻る