与集成电路(IC)相比,电阻、电容、电感、传感器、电路保护等电子元件,由于结构相对简单,功能单一,产品和技术迭代的速度也不快,因此在很多人看来并不起眼。但实际上,这些电子元件作为构建电子系统不可或缺的重要元素,也在随着电子技术的发展,亦步亦趋,不断进化。
虽然这些电子元件的种类繁多,但是它们技术演进的趋势还是有很多共同点的,归纳起来有以下几个方面:
小型化
这是电子设计技术发展对所有电子元器件提出的要求。在电子元件中,片式元件的发展、更多SMD封装产品的出现,都很好地契合了这一需要。
可靠性
提升产品的可靠性,是电子元件实现差异化、与竞品拉开距离的重要策略,因此在新材料、新工艺等方面进行探索一直是这个领域的主旋律。
易用性
在设计上,电子元件厂商会通过不断对产品组合的完善和标准化,去满足不同应用场景的要求;在生产上,则需要考虑与主流的自动化装配和焊接工艺兼容,以适应规模化生产的需要。
成本
任何提升产品性价比的举措,当然都很重要,但这还不够。电子元件厂商还需要考虑如何帮助用户降低总体的研发和生产成本。比如不断扩充产品线,为客户提供一站式的电子元件解决方案,简化用户在选型和供应链管理方面的工作,就是一种很有效的方式。
环保
日益严苛的环保要求,使得相关电子元件的研发也要加速。比如符合RoHS指令、研发无铅产品等工作,以前可能是厂商的选答题,现在则已经成为必答题,这也是产品能够进入一些特定应用或区域市场的敲门砖。
可以讲,电子元件技术的发展虽然在表面上显得“波澜不惊”,但实际上各个厂商围绕着上述几个方面的角力一直没有停歇。
作为全球电子元件行业知名玩家之一,国巨集团(YAGEO)这些年的市场表现一直很抢眼。而仔细观察我们会发现,这宏观市场成绩的背后,来自国巨集团的贴片电阻、多层陶瓷电容、铝电解电容、保护元件、电感、无线元件等主要产品线,众多优秀产品的支撑才是关键。
今天我们就从具体的产品案例出发,来认识一下国巨集团的几款优秀产品。
片式电阻(也称为贴片电阻)以及其他表面贴装元件的出现,可以说是电子元件发展的一个里程碑。这种变化带来的好处,不仅体现在产品设计的小型化上,在提升可靠性以及电子装配自动化水平方面,片式元件也都功不可没。
按照产品特性、材料和工艺,片式电阻可分为厚膜电阻和薄膜电阻两类。前者基于金属钌系电阻浆料,通过印刷、烧结、调阻等工艺制造而成,在成本和抗湿性能上比较有优势;后者是采用真空蒸发、磁控溅射等工艺将电阻材料蒸镀于陶瓷等绝缘材料基板表面而制成,精度比较高。
图1:厚膜片式电阻制造工艺
(图源:国巨集团)
无论是那种类型的片式电阻,应用领域都十分广泛,而为了适应不同应用场景的需求,片式电阻又演化出很多细分的门类,比如精密电阻、排阻与电阻网络、高压电阻、防硫化电阻、抗浪涌电阻、车规级电阻等等。针对这些细分领域都有相应的产品组合,可以说布局十分全面。
今天我们向大家重点介绍的是一个厚膜片式电阻系列——R-Chip系列无铅片式电阻。显而易见,这个系列的产品主打的是“环保牌”,其采用无铅材料,且无RoHS豁免(7C-1),并使用了有助于减少对环境有害的废物的无卤环氧树脂,这使得该系列的产品能够满足严苛的环保规范的要求。
在其他性能方面,R-Chip无铅电阻的工作电压范围为15V至200V,最大额定功率为1W,具有±0.5%、±1%或±5%三种容差等级,以及从0402到2512多种封装尺寸。此外,该系列产品具有高可靠性电极结构,与多种焊接工艺兼容,在自动化表面贴装工艺流程中具有高度的稳定性,因此不论从设计还是生产方面,都可为通用型应用提供很大的便利性。
如果说R-Chip系列无铅片式电阻是凭借出众的环保特性取胜,那么在电路保护元件领域,国巨集团的一大关键竞争优势就是一个字——“全”。
电路保护是确保电子系统可靠安全工作的防线,其主要包括过流和过压保护两个方面。过流保护的任务,就是当电路中的电流超过预定的最大值时,及时切断电流的通路,避免后级的电路遭受大电流的冲击而失效或者损坏。过压保护的功能,则是当电路中出现一个超预期的高压时,快速“铺设”一条瞬态高能量的泄放通道,保护下游的电路和元器件。
图2:典型的电路保护架构
(图源:国巨集团)
如果再细分,电路保护可以根据浪涌能量的大小、响应速度、受保护接口的数据传输速率等要求,划分出不同的应用场景,而不同场景需要有不同的保护元件来“驻守”,才能达到可靠性和安规设计的要求。有时,还需要多个保护元件配合使用,才能构筑一个完整的电路保护“防线”。
图3:过压保护元件的特性比较
(图源:国巨集团)
的电路保护元件组合可以覆盖大量应用场景。
在电流保护方面,国巨集团可提供PPTC和NTC产品。这两种元件电阻值可随温度变化而变化,分别呈现显著的正温度系数和负温度系数。利用这一特性可分别将PPTC和NTC用于过流保护和浪涌电流抑制。
在过压保护方面,国巨集团的GDT、SPG和TSS产品可以向地面传导较高能量的瞬态浪涌电流,实现电压箝位,因此适用于初级电源保护;而TVS、MOV和ESD产品具有精确的电压箝位能力,响应速度也比较快,因此可以用在次级电源的保护。
丰富的产品组合为用户带来的宝贵价值在于,无论其面对的是汽车、工业、电源、电信还是消费电子领域的应用,国巨集团都可以提供整体的电路保护解决方案,能够大大减少用户花费在元件选型和采购供应链管理方面的成本。这种“一站式”的服务,也体现出了一种综合性的竞争优势。
图4:国巨集团丰富的电路保护元件组合
(图源:国巨集团)
在日常工作中,提到电流的测量,大家首先想到的是用万用表。不过严格来讲,万用表只适合于小电流的测量,当需要测量大电流时,就需要用到特殊的设备——钳式电流表。通常测量较大交流电流的钳式电流表,是基于电磁电流互感器实现的。
电流互感器实际上是一种特殊的变压器,其原理是交流电通过一定匝数比的线圈在钳头线圈中产生电磁感应,这样就将大电流变成了便于测量的小电流。
KEMET的C/CT钳式电流传感器,就是这样一种电流互感式的交流电流测量方案,可测量火线中高达250A的大电流。这样的性能在同类产品中十分抢眼。
图5:C/CT钳式电流传感器产品特性
(图源:国巨集团)
同时,C/CT系列产品外形紧凑小巧,为现场使用带来很大的便利性,而且该电流传感器具具有平坦的温度特性(工作温度范围-20°C至+60°C),测量性能稳定,符合RoHS指令,可以说是一款在测量性能、可靠稳定性、易用性、小型化等方面都有出色表现的电流传感器,在高性能配电板、调功器、电源监控系统、逆变器和工业机械等产品中,都十分适用。
本文小结
在一个电子系统中,大多数情况下被动电子元器件的头上并没有主角光环,但它们的作用依然十分关键,因此对于电子元件产品的打磨同样需要匠心。
审核编辑:汤梓红
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