在新能源汽车应用中的创新电路保护

在新能源汽车应用中的 创新电路保护 刘建勇 博士 2 泰科电子是全球连接技术的领导者 我 们 服 务 于 广 阔 的 市 场 全球资源 100 生产基地 服务于每个区域 拥 有 广 泛 的 产 品 和 技 术 运输 通讯 电力消费产品 工业设备 航空和国防 连接器 光纤 触摸系统 电路保护产品 无线船舶电子 及保护 卫生保健 精度配线 7,000 工程师 与客户接触 5,000 销售人员 给客户建议 125 国家 接受服务 消费行业 工业和基础行业 3 我们的主要产品(不断发展中…) 4 泰科电路保护产品的优势 过电流保护 过电压保护综合保护 PolySwitch™ 自复式元件 表面贴装保险丝 2Pro™ 元件 PolyZen™ 元件 ESD静电保护元件 GDT 气体放电管 硅静电保护元件 过温度保护 新产品, 将于11月 10公布 通讯保险丝 新产品, 将于11 月10公布 5 泰科电路保护事业部30年的创新实践 •PolySwitch™ 部门起始于3位技术专家的创业小组 1981 •SLIC (用户接口卡) 产品供应 AT&T – 第一款 PPTC产品 1984 •SMD PolySwitch 产品供应 Apple –第一款表面贴装PPTC产品 1988 •轴向引线镍氢电池保护器供应Motorola –第一款轴向引线PPTC产品 1993 •miniSMD™ (1812)上市 – 业界最小的 PPTC保护电路器件 1994 •SiBar™ 半导体过电压保护器件上市 1997 •Raychem 被Tyco Electronics收购 1999 •nanoSMD™ (1206)上市 2000 •FT600 系列电信用保险丝上市 2002 •MOV (金属氧化物压敏电阻) 上市 2003 •慢断／快断贴片保险丝– 最大的电流、最小的封装 2004 我们追求创新的历史可以追溯到1980年，在当时首创将 PPTC(高分子 正温度系数)材料用作保护电路的热敏电阻 6 •picoSMD上市 – 最小尺寸，用于高精度电路板设计 2007 •新的2.3A PolyZen™元件上市–为汽车资讯外围设备设计 2008 •表面贴装GDT (气体放电贴片管）上市 2008 •大电流贴片保险丝上市– 高额定电流，1206封装 2009 •SESD (硅防静电保护）元件上市 2009 •GDT (气体放电管) 上市 2004 •PESD (静电放电保护)器件–业界最小封装 2005 •综合保护 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 上市: PolyZen™ 和 2Pro™ 器件 2006 泰科电路保护事业部30年的创新实践 7 TE协同的USB3.0电路保护方案 TE电路保护手段将有助于在USB 3.0应用中防止 因过流、过压和ESD(静电放电)瞬态而受损。 8 PolyZen微型集成保护模块 • 聚合物保护的精密齐纳二极管微型集成模块， 用于帮助保护敏感电器因感应式尖峰电压、瞬 间电压、错误供电和反向偏压导致的危害。 • 是由一个稳定的箝位电压精准的齐纳二极管和 一个非线性聚合物PTC(正温度系数)组合而成， PTC通过由低阻态向高阻态转换，从而对二极管 过热或过电流故障作出响应。 • 具有可复位式防止大功率故障事件的特点。二 极管过热或过电流发生时，PTC“动作”从而限制 电流并产生压降，这有利于保护齐纳二极管和 后续电子元件。这种集成使0.5W齐纳二极管具 备了120W的功率处理能力。 9 泰科电子为车载电子保驾护航 10 泰科电子使导航/娱乐系统安全耐用 11 泰科电子让驾驶操作更加放心 12 泰科电子使线路/线束保护经济可靠 13 泰科电子令车窗马达免于故障损坏 14 泰科电子保护印刷电路的连接可靠 15 泰科电子增强车载适配器“抵抗力” 16 泰科电子让汽车通讯线路更加“强壮” 17 泰科电子保护控制电路免于误损坏 18 泰科电子器件防止车内显示“热失控” 19 泰科电子保护线束、降低整车成本 20 消费者需求：混合动力车的高性能电气连 接和电路保护的解决方案 挑战：高电压/电流环境 解决方案：所设计的包括连接器、线缆组 件和电流感应器在内的新能源系统不仅性 能可靠，而且能够确保复杂的混合动力系 统的安全性; 采用带PPTC过流保护的分散 式架构可以大大降低汽车设计重量。其功 能可以恢复、低电阻特性、额定电泛， PolySwitch器件可以帮助汽车设计师减少 导线长度和重量，同时提高设计灵活性和 系统可靠性 TE全面解决方案助力中国加速发展 的混合动力汽车行业 21 新的锂电池应用需要新的电路保护技术 Power Portables Motive Power Standby Power EV 传统市场 大功率应用市场 Low Power Portables 新的锂电技术 3.6Vdc ~ 14.4Vdc Î更高的电压 20Vdc ~ 650Vdc 200mA ~ 20A Î 更高的电流 30A ~ 200A 传统的电路保护器件 需要新的电路 保护器件 Tyco Electronics 的新技术产品即将来临 Series-1 30A / 30Vdc~ Series-2 30A~60A/ 60V~300Vdc Higher Rated Devices Under Development 22 新品系列-1：高电流电压保护器件 优点 特点 •针对大电流放电锂离子电池包的过流/放电回路短路保护 •保护电池免于超大电流故障损坏 •帮助减少因现场事故造成的召回风险 •可自恢复，同时具有30~60V，30A以上的工作电性能 •和传统10A的保护器具有同样尺寸 •低成本替代复杂的IC/FET的保护模式 23 F E T ① ② ③ ƒ通过IC外部激活的3端器件Î智能激活技术 ƒ控制电路所需电流低Î可使用低成本FET控制 ƒ PPTC技术用于电弧抑制 Î改善触点电弧损坏可能 ƒ自恢复器件Î不因电流脉冲去选择高额定值的保护器件 ・ 工作电路 (①-②)：~60A ・ 控制电路 (①-③)：1A 新品系列-2：具有智能激活功能的器件 24 集中的大电流应用需要新的热保护技术 传统热保险丝 TE可回流焊的热保险丝 新的保护器件 手工焊接 Î 可无铅回流焊安装(260C = 不动作) PCB阻燃要求 Î 200C热断开工作温度点 更大的电流 Æ 更多的过温风险 更多更集中的电路器件Æ 需要SMT自动化安装方式 25 新品系列-3：可靠/可回流焊热保险丝 优点 • 保护用户远离元器件失效引起的热故障风险（例如 火灾) • 简单而且可靠的SMT安装方式 • 高可靠性、长寿命，低失效率 特点 • 200°C电路开路热保护 • 可应用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的260°C “无铅” 回流焊 • 高故障电流承受能力: 200A /16Vdc 以及 100A / 32Vdc • 汽车级可靠性器件 应用 – 汽车电力电子 – 电信电力系统 – 工业电力系统 – 高可靠计算机服务器供电系统 26 新品系列-3：发动机冷却风扇应用实例 发动机 冷却风扇 M VbAt 高温阻燃塑料壳体 优点: • 防止由于热失控导致的热故障器件。 • 过流保护功能 : 可代替保险丝防止短路 故障。 • 200°C 热保护防止燃烧，从而不必使用 阻燃塑料壳体。 50A Fuse 发动机冷却风扇 应用实例 27 FR4 PCB (2 layers) + Bus Bar Copper Bus Bar 客户1 客户3 客户4 TE TE TE 客户2 FR4 (4 layers) Single Layer Lead Frame 1.2mOhms 1.2mOhms 1.2mOhms 0.6 mOhms TE 发动机冷却风扇 新品系列-3：发动机冷却风扇应用实例 应用实例 28 新品系列-3：汽车HVAC控制系统热保护 汽车功率电子器件保护设计 (e.g. HVAC 控制) 在电力电子系统中，TE 可回流热保险丝帮助阻止 由于热失控导致的灾难 应用实例 29 用创新与高品质的产品服务客户 • TE大量的产品革新应用不仅体现在数量众多，形式各异的工业领域，也体现在日 常各种各样的社会商品中。 – 即将发布的新的热保险丝和功率锂离子保护器件，针对电力电子系 统和高能量锂离子电池的热保护、过流保护。其宽广的电流和电压 设计不仅应用于汽车电子，也应用于电信电力、太阳能供电以及工 业控制等领域。 30 谢谢聆听！！谢谢聆听！！ 全心全意为顾客服务全心全意为顾客服务 WWW.CIRCUITPROTECTION.COMWWW.CIRCUITPROTECTION.COM 表面贴型热保护器件 – 高可靠，表面贴，占板面积小，节约装配时间 汽车电子应用包括: – 保护由于MosFET失效导致的热失控 – 扩展的产品系列可应用到工业和电信领域 综合电路保护器件 – 在锂离子电池应用中提供超过 30VDC/30A，低成本小 尺寸的保护形式，应用包括: • 电动汽车 • 无绳电动工具 • 电动自行车 • 备用电源系统 – 为复杂、冗沉、昂贵的传统电路保护技术提供新型 的可替换方案。 泰科电子新型保护器件 即将推出 —— 敬请关注 Electronica2010 在新能源汽车应用中的��创新电路保护 幻灯片编号 2 我们的主要产品(不断发展中…) 泰科电路保护产品的优势 泰科电路保护事业部30年的创新实践 泰科电路保护事业部30年的创新实践 幻灯片编号 7 PolyZen微型集成保护模块 泰科电子为车载电子保驾护航 泰科电子使导航/娱乐系统安全耐用 泰科电子让驾驶操作更加放心 泰科电子使线路/线束保护经济可靠 泰科电子令车窗马达免于故障损坏 泰科电子保护印刷电路的连接可靠 泰科电子增强车载适配器“抵抗力” 泰科电子让汽车通讯线路更加“强壮” 泰科电子保护控制电路免于误损坏 泰科电子器件防止车内显示“热失控” 泰科电子保护线束、降低整车成本 幻灯片编号 20 新的锂电池应用需要新的电路保护技术 新品系列-1：高电流电压保护器件 幻灯片编号 23 集中的大电流应用需要新的热保护技术 新品系列-3：可靠/可回流焊热保险丝 幻灯片编号 26 幻灯片编号 27 幻灯片编号 28 用创新与高品质的产品服务客户 谢谢聆听！！