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如何打造百分百可靠的车载电子元器件

时间:03-03 来源:3721RD 点击:

对力特(Littelfuse)而言,汽车应用并非新市场,这家以保护器件起家的公司,在车用保险丝市场一直居于领先地位。"在传统汽车保护领域,比如 保险盒里的保险丝,我们牢牢占据行业第一名位置。"力特电子业务部高级工程师戴泰初告诉记者。

不过随着汽车技术的发展,车载电子系统保护的概念早已不局限于汽车保险丝,从仪表盘到车灯,从动力总成系统到高级驾驶辅助,所有车载电子系统都需要保护器件,而且汽车行驶速度快,工作环境复杂,一旦电子系统失灵,后果十分严重。而各种保护措施就是确保电子系统不会失灵的最后一道防线,因此可以认为,保护器件的可靠性就决定了汽车电子系统的可靠性,所以力特汽车电子商务副总裁兼总经理Eyal Altman说:力特汽车电子产品追求的是百分百的可靠性。

那么车载电子保护器件的可靠性如何保证,汽车电子系统的安全设计又需要注意哪些要素呢?

戴泰初表示,车规器件门槛非常高,想进入汽车行业的供应商,其制造工厂除必须通过ISO9001以及ISO14001等标准,还需要通过一个汽车产品生产质量体系标准TS16949。具体围绕TS16969,还有很多内容要做。他举了一个例子,TS16969中的生产件批准程序(Production Part Approval Process,简称PPAP)规定了包括生产件和散装材料在内的生产件批准的一般要求,这是相当繁琐的一项工作,但要进入汽车前装市场,供应商的PPAP文件必须得到汽车厂商的认可。

其次,电子元器件进入前装市场还需要通过AEC-Q的一系列标准。"针对不同的器件,例如TVS管、TVS阵列、压敏电阻和可恢复的高分子电阻PPTC(Polymeric Positive Temperature Coefficient)等,都有相应的测试项目,与普通商业级产品测试相比,车载元器件标准AEC-Q的测试难度都会加强,例如高温高湿、温度冲击、振动测试等,远远比普通元器件的测试标准要严苛。"

AEC-Q标准可称之为元器件合格性标准,此外针对电路保护元件的应用场景,例如静电防护与电气瞬变要求,都有一系列的国际标准,由上可见,打造车载电子系统的安全防线并非易事。

在车载电子系统安全设计方面,戴泰初强调在设计早期将电路保护纳入考虑非常重要,这是最有效可靠的安全设计理念,但不幸的是,在系统设计阶段,电路保护设计往往被低估,甚至完全忽略。

"一定要在设计前期的时候,把电路保护考虑在内,等功能实现完成再考虑保护就来不及了。"以静电保护为例,现在汽车电子系统越来越复杂,用到的芯片越来越多,功能越来越强大,但芯片抗ESD能力并没有多大变化,因此系统的防静电设计就变得非常重要。如果实现防静电设计考虑得不周全,产品被静电损坏而失效的可能性就会大幅上升,即使在出厂前进行ESD检验发现了问题,修改设计也会影响到整个产品的量产时间,因为在设计后期加入的保护器件有可能导致整个PCB板重新布局布线,这将大幅延迟设计周期。"加入保护器件会给电路造成哪些影响,是否会增加电路的损耗,到后期再考虑这些问题就已经晚了,所以在早期的时候,就要对电路保护方案进行通盘考虑。"

据戴泰初介绍,近年来,力特在汽车电子领域的产品线一直在延伸,已经从最擅长的电路保护产品,延伸到功率控制和传感器方面,在2016年收购了安森美半导体的TVS管和车用点火IGBT以后,汽车产品线愈加丰富。力特也于该年新成立了汽车电子事业部,汽车应用市场显然成为了力特未来的一个重点方向,就像Eyal Altman说得一样:汽车产业正在面临巨变,更多电子模块被采用意味着需要更多的保护产品。

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