與集成電路(IC)相比,電阻、電容、電感、傳感器、電路保護等電子元件,由于結構相對簡單,功能單一,產品和技術迭代的速度也不快,因此在很多人看來并不起眼。但實際上,這些電子元件作為構建電子系統不可或缺的重要元素,也在隨著電子技術的發展,亦步亦趨,不斷進化。
雖然這些電子元件的種類繁多,但是它們技術演進的趨勢還是有很多共同點的,歸納起來有以下幾個方面:
小型化
這是電子設計技術發展對所有電子元器件提出的要求。在電子元件中,片式元件的發展、更多SMD封裝產品的出現,都很好地契合了這一需要。
可靠性
提升產品的可靠性,是電子元件實現差異化、與競品拉開距離的重要策略,因此在新材料、新工藝等方面進行探索一直是這個領域的主旋律。
易用性
在設計上,電子元件廠商會通過不斷對產品組合的完善和標準化,去滿足不同應用場景的要求;在生產上,則需要考慮與主流的自動化裝配和焊接工藝兼容,以適應規?;a的需要。
成本
任何提升產品性價比的舉措,當然都很重要,但這還不夠。電子元件廠商還需要考慮如何幫助用戶降低總體的研發和生產成本。比如不斷擴充產品線,為客戶提供一站式的電子元件解決方案,簡化用戶在選型和供應鏈管理方面的工作,就是一種很有效的方式。
環保
日益嚴苛的環保要求,使得相關電子元件的研發也要加速。比如符合RoHS指令、研發無鉛產品等工作,以前可能是廠商的選答題,現在則已經成為必答題,這也是產品能夠進入一些特定應用或區域市場的敲門磚。
可以講,電子元件技術的發展雖然在表面上顯得“波瀾不驚”,但實際上各個廠商圍繞著上述幾個方面的角力一直沒有停歇。
作為全球電子元件行業知名玩家之一,國巨集團(YAGEO)這些年的市場表現一直很搶眼。而仔細觀察我們會發現,這宏觀市場成績的背后,來自國巨集團的貼片電阻、多層陶瓷電容、鋁電解電容、保護元件、電感、無線元件等主要產品線,眾多優秀產品的支撐才是關鍵。
今天我們就從具體的產品案例出發,來認識一下國巨集團的幾款優秀產品。
片式電阻(也稱為貼片電阻)以及其他表面貼裝元件的出現,可以說是電子元件發展的一個里程碑。這種變化帶來的好處,不僅體現在產品設計的小型化上,在提升可靠性以及電子裝配自動化水平方面,片式元件也都功不可沒。
按照產品特性、材料和工藝,片式電阻可分為厚膜電阻和薄膜電阻兩類。前者基于金屬釕系電阻漿料,通過印刷、燒結、調阻等工藝制造而成,在成本和抗濕性能上比較有優勢;后者是采用真空蒸發、磁控濺射等工藝將電阻材料蒸鍍于陶瓷等絕緣材料基板表面而制成,精度比較高。
圖1:厚膜片式電阻制造工藝
(圖源:國巨集團)
無論是那種類型的片式電阻,應用領域都十分廣泛,而為了適應不同應用場景的需求,片式電阻又演化出很多細分的門類,比如精密電阻、排阻與電阻網絡、高壓電阻、防硫化電阻、抗浪涌電阻、車規級電阻等等。針對這些細分領域都有相應的產品組合,可以說布局十分全面。
今天我們向大家重點介紹的是一個厚膜片式電阻系列——R-Chip系列無鉛片式電阻。顯而易見,這個系列的產品主打的是“環保牌”,其采用無鉛材料,且無RoHS豁免(7C-1),并使用了有助于減少對環境有害的廢物的無鹵環氧樹脂,這使得該系列的產品能夠滿足嚴苛的環保規范的要求。
在其他性能方面,R-Chip無鉛電阻的工作電壓范圍為15V至200V,最大額定功率為1W,具有±0.5%、±1%或±5%三種容差等級,以及從0402到2512多種封裝尺寸。此外,該系列產品具有高可靠性電極結構,與多種焊接工藝兼容,在自動化表面貼裝工藝流程中具有高度的穩定性,因此不論從設計還是生產方面,都可為通用型應用提供很大的便利性。
如果說R-Chip系列無鉛片式電阻是憑借出眾的環保特性取勝,那么在電路保護元件領域,國巨集團的一大關鍵競爭優勢就是一個字——“全”。
電路保護是確保電子系統可靠安全工作的防線,其主要包括過流和過壓保護兩個方面。過流保護的任務,就是當電路中的電流超過預定的最大值時,及時切斷電流的通路,避免后級的電路遭受大電流的沖擊而失效或者損壞。過壓保護的功能,則是當電路中出現一個超預期的高壓時,快速“鋪設”一條瞬態高能量的泄放通道,保護下游的電路和元器件。
圖2:典型的電路保護架構
(圖源:國巨集團)
如果再細分,電路保護可以根據浪涌能量的大小、響應速度、受保護接口的數據傳輸速率等要求,劃分出不同的應用場景,而不同場景需要有不同的保護元件來“駐守”,才能達到可靠性和安規設計的要求。有時,還需要多個保護元件配合使用,才能構筑一個完整的電路保護“防線”。
圖3:過壓保護元件的特性比較
(圖源:國巨集團)
的電路保護元件組合可以覆蓋大量應用場景。
在電流保護方面,國巨集團可提供PPTC和NTC產品。這兩種元件電阻值可隨溫度變化而變化,分別呈現顯著的正溫度系數和負溫度系數。利用這一特性可分別將PPTC和NTC用于過流保護和浪涌電流抑制。
在過壓保護方面,國巨集團的GDT、SPG和TSS產品可以向地面傳導較高能量的瞬態浪涌電流,實現電壓箝位,因此適用于初級電源保護;而TVS、MOV和ESD產品具有精確的電壓箝位能力,響應速度也比較快,因此可以用在次級電源的保護。
豐富的產品組合為用戶帶來的寶貴價值在于,無論其面對的是汽車、工業、電源、電信還是消費電子領域的應用,國巨集團都可以提供整體的電路保護解決方案,能夠大大減少用戶花費在元件選型和采購供應鏈管理方面的成本。這種“一站式”的服務,也體現出了一種綜合性的競爭優勢。
圖4:國巨集團豐富的電路保護元件組合
(圖源:國巨集團)
在日常工作中,提到電流的測量,大家首先想到的是用萬用表。不過嚴格來講,萬用表只適合于小電流的測量,當需要測量大電流時,就需要用到特殊的設備——鉗式電流表。通常測量較大交流電流的鉗式電流表,是基于電磁電流互感器實現的。
電流互感器實際上是一種特殊的變壓器,其原理是交流電通過一定匝數比的線圈在鉗頭線圈中產生電磁感應,這樣就將大電流變成了便于測量的小電流。
KEMET的C/CT鉗式電流傳感器,就是這樣一種電流互感式的交流電流測量方案,可測量火線中高達250A的大電流。這樣的性能在同類產品中十分搶眼。
圖5:C/CT鉗式電流傳感器產品特性
(圖源:國巨集團)
同時,C/CT系列產品外形緊湊小巧,為現場使用帶來很大的便利性,而且該電流傳感器具具有平坦的溫度特性(工作溫度范圍-20°C至+60°C),測量性能穩定,符合RoHS指令,可以說是一款在測量性能、可靠穩定性、易用性、小型化等方面都有出色表現的電流傳感器,在高性能配電板、調功器、電源監控系統、逆變器和工業機械等產品中,都十分適用。
本文小結
在一個電子系統中,大多數情況下被動電子元器件的頭上并沒有主角光環,但它們的作用依然十分關鍵,因此對于電子元件產品的打磨同樣需要匠心。
審核編輯:湯梓紅
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