如何降低車載電子系統(tǒng)故障？TDK高頻率功率電感器給你答案！

汽車已經(jīng)從由人駕駛的時代向輔助駕駛、自動駕駛轉(zhuǎn)變，使用的電子零部件的數(shù)量也在進(jìn)一步增多。一個零部件發(fā)生故障，就意味著汽車會喪失本來應(yīng)有的功能，對零部件可靠性的要求正在進(jìn)一步提高。TDK提出了面向車載可降低故障風(fēng)險的高可靠性高頻率功率電感器方案。

汽車電子的動向

市場需求要求汽車往安全性和節(jié)能性發(fā)展。安全性是通過機械的自動化、ECU的冗余性、功能分擔(dān)來實現(xiàn)的。另外，由于xEV的普及，增加了對xEV使用環(huán)境的需求。因此ECU的使用數(shù)量有增加，電子零部件需求也隨之增長，對于提高零部件的可靠性，小型、高性能化的要求越來越多。

圖1　汽車電子的動向

車載零部件工作環(huán)境的變化

伴隨著xEV、自動駕駛的普及，車載零部件的可靠性要求逐步發(fā)生變化。汽車從ICE(內(nèi)燃機)變?yōu)榱薆EV(電機)，其內(nèi)部發(fā)熱源(內(nèi)燃機)逐步被替代，內(nèi)部工作環(huán)境溫度也隨之降低，另一方面，伴隨著自動駕駛的普及，汽車的使用時間可能會延長。根據(jù)功能不同，零部件要求的工作環(huán)境溫度也有所差異，預(yù)計可靠性的要求時間會提高到3000小時。另外，為了穩(wěn)定電池的電壓，ECU必須搭載DC-DC轉(zhuǎn)換器，并且因為EMI噪音問題，開關(guān)頻率逐漸上升到1.8-2.2MHz來避開AM頻段。

圖2　車載零部件工作環(huán)境的變化

針對各種ECU分別提出最佳解決方案

圖3中，橫軸為感值，縱軸為電流，TDK繪制了具有代表性的ECU圖。大電流小感值的HPL系列用來對應(yīng)ADAS圖像處理器等大功率ECU。中間的TFM系列適用于ADAS和其他ECU的二次回路。BCL系列可對應(yīng)高感值，適合傳感器、車身類小功率ECU。針對高信賴性要求的ECU，TDK可以提供最優(yōu)的高可靠性車載用高頻率功率電感器。

圖3　針對各種ECU分別提出最佳解決方案 高可靠性車載用高頻率功率電感器的產(chǎn)品概述

與以前相比，HPL、TFM、BCL系列是為實現(xiàn)level5自動駕駛，降低了故障風(fēng)險的高可靠性車載用高頻率功率電感器。與面向ICT的金屬類功率電感器相比，在耐壓、可靠性方面改良了特性，HPL系列覆蓋大電流低電感范圍，BCL系列覆蓋高電感低電流范圍，TFM系列覆蓋兩者之間的范圍，形成了一個產(chǎn)品系列。

圖4　高可靠性車載用高頻率功率電感器的產(chǎn)品概述

高可靠性車載用高頻率功率電感器的產(chǎn)品概要、特點、用途等

HPL/BCL系列將開路風(fēng)險降到了最低，TFM將短路風(fēng)險降到了最低。

HPL的Rdc低，磁通漏小，采用3端子構(gòu)造，抗振動沖擊性、散熱性優(yōu)異。

TFM系列增強金屬材料的絕緣性，實現(xiàn)耐壓40V保障，還可在蓄電池線路中使用。另外，還可實現(xiàn)磁通漏小、高密度貼裝。

BCL通過新沖壓法，減少銅線的損傷。磁性材料的損失小，在磁通變大的升壓回路中效率很高。另外，可獲得大感值，在輸入輸出壓差很大的回路中也可以使用。

圖5　高可靠性車載用高頻率功率電感器的產(chǎn)品概要、特點、用途等

車載電源電路

圖6是一個車載電源電路的例子，顯示了ECU內(nèi)DC-DC變換器的1次電路、2次電路中電感的使用情況，2次電路的開關(guān)頻率逐漸達(dá)到2MHz左右。高可靠性車載用高頻率功率電感器的HPL、TFM、BCL系列可提供最佳解決方案。

圖6　車載電源電路