- TDK接受專訪
- 探討汽車領域的被動器件應用和市場
用于汽車的被動器件不同于一般民用產品，一直要求具有高信賴性，能適應高溫，振動，沖擊這類嚴酷的環(huán)境。特別是驅動控制系的被動器件發(fā)生問題，很可能會引起重大事故，后果嚴重。為了防止控制系的不良發(fā)生，生產被動器件時，在汽車專用工序生產線上徹底實施特殊的品質管理。
從前，在車載用這一框架范圍里，如果是用于汽車的話，要求所有的零部件都具備高信賴性，連材料，構造都采用專用物品。
但是，同樣是用于汽車，使用的部位不同，對零部件的要求也不盡相同。因此，近來根據不同要求的使用環(huán)境，更細化地選擇最合適的零部件，總成本也降低了。
比如:使用在引擎，動力傳輸，排氣這種驅動系部位時，就需要使用車載信賴性達到可對應125~175度的部件。汽車導航，車載影音，ETC系統(tǒng)這種使用在車廂內部的情況，也可以采用適用溫度范圍在105度以下的一般民用被動器件。
關于使用在高溫環(huán)境下的被動器件，不僅是在材料方面選擇耐高溫的材料，還需要應付由于各種材料熱膨脹產生的應力對器件造成的破壞（裂縫等）。部件的形狀越大，發(fā)生的應力就越大，所以就需要下功夫想辦法減小熱沖擊時的應力。
舉個例子：SMD Power Inductor 為了減少基板的膨脹應力，不依靠粘著劑，采用發(fā)生應力較少的應力釋放（Stress Release）構造的端子構造。
另外，比較下組成電感的主要材料，磁性體，卷線和端子，熱膨脹系數有很大差異的樹脂底座和粘著劑等輔助材料，都盡可能不使用或少使用，不單在基板的應力上下功夫，還努力抑制產品內部應力的產生。
近年來，在不斷應對環(huán)保，汽車節(jié)省燃油費，安全化的進程中，測試胎壓系統(tǒng)（TPMS）,無鑰進入系統(tǒng)（RKE）,汽車防盜系統(tǒng)（Immobilizer）等越來越多的使用起接收電波的天線線圈（Transponder Coil）
車載電子器件的使用不斷增加，又因為必須最大程度地保證車內空間，所以，各種電子器件將從車內挪至車外，特別會被安裝在引擎等更加惡劣的環(huán)境里。
引擎室內裝的不僅是從前的ECU，還有很多其他的零部件，引擎室的空間就更加不夠了。特別是把電池電壓轉換至各種必要電壓的DCDC轉換器的需求增大，安裝的空間就更小了，因此，就要求零部件小型化。
提高開關頻率對DCDC轉換器的小型化轉變很有效。由于開關頻率上升，即便相同的電流值，也能降低電源電感的感值，就能實現小型化。
以前，車載用的DCDC轉換器和一般的民用品相比，一般普遍使用100kHz不到的比較低的驅動，但是最近為了小型化，民用的電子設備里使用的開關頻率迅速上升，過去的環(huán)狀卷線型的電源電感小型化了，向SMD化轉變。
環(huán)狀卷線的線圈基本上是靠手工卷線，操作員工不同，參差很大。但是由于SMD化后，自動卷線，不僅做到了小型化，更提高了品質的穩(wěn)定性。
另一方面，汽車大部分都有AM收音，考慮到收音噪音的影響，DCDC轉換器的開關頻率需要避開AM收音頻率帶（AM收音頻率帶540～1620kHz）。
因此，要將開關頻率提高到500kHz以上，就必須一下子把頻率帶做到1.6MHz之上，但是以現狀來看很難。這是轉換器小型化的難點。
另外，電源電感會伴隨發(fā)熱，在高溫下使用的情況下，有適用溫度的上限，還受自身升溫的制約。
也就是說假定周圍溫度為室溫～65℃，民用可以上升40℃，與此相對使用在高溫環(huán)境下的話，允許溫度上升的空間小，可能會導致通過的電流小于民用產品的電流。
一直以來，一般的電感是以Ni-Zn系的鐵氧體作為磁芯的，這種材料雖然強度較高，但是飽和磁束密度較低，高溫時，飽和磁束密度會降低，在電子部件驅動日趨低電壓，大電流化的今日，這類小型化產品無法對應大電流。要在高溫環(huán)境下通過更大的電流，就要使用由飽和磁束密度高且損耗小的Mn-Zn鐵氧體磁芯構成的電感。一般而言，Mn-Zn鐵氧體材料的電感，磁芯的中腳部分會形成Gap,磁芯的中腳部分開始較容易飽和。如圖4 VLM所示，結構是由口字形磁芯（磁性結合型磁芯）和棒狀磁芯組成。采用了這種構造后，將本來容易產生飽和的中心磁芯的中腳部分分成上下兩部分，在上下根部形成Gap，不易出現部分飽和，能夠容許更大電流通過。另外，由于Gap分散在卷線的上下兩端，可以減少從Gap泄漏的磁束對卷線的影響。過電流損失減少，電源效率也提高了。再者，還可使用金屬磁芯的電感。它的飽和磁束密度更高，受溫度影響飽和電流的變化很少。如圖6 ERM6050所示。金屬磁芯的電感還有另外一款復合金屬型的電感（圖7 SPM系列）。
受各種電子器件控制的影響，電源電感的可聽頻率帶信號可能重疊，發(fā)出嘶響。如果安裝在引擎室內沒有任何問題，但是隨著對車內環(huán)境安靜性的提高，這類器件安裝在引擎室之外的場所時，電源電感的低噪音對策就顯得尤為重要。
可聽頻率帶的信號只要通電，就不能完全抑制鳴叫的發(fā)生。但是為了降低鳴叫，可以通過采取使用低磁致伸縮材料，減少組成部件，向更小型化發(fā)展，及固定部件盡可能把固有頻率提高到可聽頻率帶之上這類方法解決。
如同圖7 SPM系列這類的復合金屬型產品不僅僅能對應高溫時的大電流，因為繞線和磁芯材料是一體成形的，更能有效抑制繞線的振動，降低鳴叫。
隨著今后電動汽車及混合動力車的發(fā)展，汽車的電子化也將加速發(fā)展。與此同時，對應的被動部件也將不斷地向小型化，生產自動化，SMD化演變。可以預計未來的需求會越來越大。
