用于自動泊車的超聲波泊車傳感器
傳感技術和通信網絡的發展有助于實現自動駕駛社會及其成長。超聲波泊車輔助是一種實現自動駕駛和泊車功能的關鍵傳感器。在關于自動駕駛的爭論還不是很激烈之前，超聲波泊車傳感器就已經在歐洲使用了。多年來，TDK一直提供超聲波傳感器圓片和超聲波驅動器變壓器，與超聲波泊車傳感器一起使用。TDK還開發了一種多層陶瓷芯片電容器，該電容器在高溫環境下具有衰減電容（ZL特性），適用于帶超聲波傳感器圓片的諧振電路。本文將介紹超聲波傳感器圓片、超聲波驅動器變壓器和具有ZL特性的MLCC。
目次
超聲波泊車輔助
超聲波傳感器圓盤
與超聲波泊車輔助一起使用的變壓器
用于超聲泊車輔助、具有ZL特性的MLCC
總結
超聲波泊車輔助
自動駕駛社會正在實現，以減少交通事故造成的傷亡人數，提高移動服務的便利程度。各種計劃要求自動駕駛車輛和具有ADAS功能的車輛配備攝像頭、毫米波雷達、LiDAR、遠程信息控制單元（TCU）和其他新單元。在歐洲，大多數車在道路上泊車，或在狹窄的私人道路上平行泊車，超聲波泊車輔助一直在使用，甚至在安裝ADAS功能之前也是如此。
超聲波傳感器發出超聲波，接收器檢測從障礙物上反射回來的波，以確認物體的存在，并測量到障礙物的距離。過去，系統向司機發出警告，以便車輛能夠避免與墻壁和其他車輛等障礙物相撞，但現在，在控制轉向的自動泊車系統中的采用和使用正在增加。超聲波泊車輔助將繼續在自動駕駛和自動泊車功能中發揮至關重要的作用。
圖1.超聲波泊車輔助方塊圖（摘自應用指南）
應用指南
汽車 - 安全 - 超音波停車助手
超聲波傳感器圓盤
超聲波泊車輔助系統需要一個超聲波傳感器圓片來檢測和測量到障礙物的距離。壓電裝置根據電極之間的力從機械力產生電能。相反，如果在電極之間施加電壓，則該裝置將根據施加的電壓量而發生機械變化。產生的電量用于檢測物體是否存在，并測量到物體的距離。
在超聲波泊車輔助系統中使用TDK品牌的壓電產品，但在汽車領域，多年來也被用于噴油器壓電器件。這意味著TDK產品在惡劣的汽車環境下具有高精度的傳感性能和長期的可靠性，能夠根據客戶的要求進行定制設計。
超聲波傳感器圓盤概要
在汽車泊車輔助系統方面有長期經驗
產品符合汽車標準IAT F16949
精確傳感
終身穩定的性能
非接觸式傳感
根據要求定制尺寸
金屬化回繞
圖2.超聲波傳感器圓片產品的特點和系列
表1.超聲波傳感器圓盤概要
| 厚度(mm) | 0.195～1.02 |
| 直徑(mm) | 5～7 |
| 頻率(kHz) | 285～2000 |
| 金屬化回繞：可能 | 可能 |
表2. 超聲波傳感器圓盤陣容
| 訂購代碼 | B59050Z0206A030 |
B59070Z0285D120 B59070Z0285D121 |
| 直徑 / mm | 5 | 7 |
| 厚度 / mm | 1.02 | 0.195 |
| 串聯諧振頻率 / kHz | 2000 | 285 |
| 電容 / pF | 300 | 2000 |
| 使用溫度范圍 / °C | -40 to 160 | -40 to 160 |
超聲波傳感器圓片的產品信息
綜合介紹TDK集團超聲波傳感器圓片的各種信息。
與超聲波泊車輔助一起使用的變壓器
向上述超聲波傳感器圓片提供穩定電壓的組件是超聲波泊車輔助變壓器。TDK變壓器在汽車應用中有很長的使用記錄。由于它們是在先進的、自動化的生產線上制造的，所以非常結實。此外，我們已經與驅動壓電組件的集成電路制造商TI和Elmos進行了參考設計。表4所示，TDK有適合不同配置、電感和頻帶的產品。
與超聲波泊車輔助一起使用的汽車變壓器概述
圖3.超聲波泊車輔助變壓器
表3.與超聲波泊車輔助一起使用的汽車變壓器
| 變壓器尺寸 | EP6 |
| 鐵芯材料 | 鐵氧體 |
| 端子 | SMD, 5 U形狀 |
| 最大尺寸 / mm | L:8.8 x W：7.6 x H:7.1 |
超聲波探頭用于汽車變壓器的產品信息
綜合介紹TDK集團超聲波探頭用于汽車變壓器的各種信息。
與超聲波泊車輔助一起使用的汽車變壓器的特點
根據JEDEC J-STD-020D在245°C條件下耐受回流焊接熱10秒
窄電感公差
低電感溫漂
高峰值電壓
由于封閉磁場和金屬帽的作用，具有優異的抗EMC屏蔽性能
表4.與超聲波泊車輔助一起使用的量產汽車變壓器系列
| 訂購代碼 | B78416A2232A003 | B78416A2360A003 | B78416A2386A003 | B78416A2430A003 | B78416A2433A003 |
| 鐵芯形狀 | EP6 | EP6 | EP6 | EP6 | EP6 |
| 鐵芯材料 | 鐵氧體 | 鐵氧體 | 鐵氧體 | 鐵氧體 | 鐵氧體 |
| 電感 | 3mH | 3mH | 0.23mH | 4.2mH | 5mH |
| 電感公差 | ±10% | ±10% | ±8% | ±6% | ±10% |
| 圈數比 | 1 : 1 : 8.42 | 1 : 1 : 8.42 | 1 : 1 : 9 | 1 : 1 : 15 | 1 : 1 : 10.1 |
| 工作頻率 | 52kHz | 52kHz | 300kHz | 50kHz | 50kHz |
| 工作溫度范圍 | -40 ~ +85°C | -40 ~ +85°C | -40 ~ +85°C | -40 ~ +85°C | -40 ~ +85°C |
| 屏蔽 | - | 與6號針連接 | - | - | - |
| 符合規格 | AEC-Q200 | AEC-Q200 | AEC-Q200 | AEC-Q200 | AEC-Q200 |
用于超聲波泊車輔助、具有ZL特性的MLCC
超聲波傳感器圓片有一個靜電電容分量，靜電電容隨工作溫度的變化而變化。 當靜電電容分量發生變化時，超聲波傳感器的共振頻率會發生偏差，這對測量范圍或測量精度有影響。 為了解決這個問題，具有ZL特性的電容器具有這樣一個溫度特性：電容隨工作溫度的升高而減小，補償了超聲波傳感器圓片靜電電容的變化。
圖4.產品外觀
表5.用于超聲波泊車輔助、具有ZL特性的MLCC
| 元件名稱 | CGA4F3ZL2E122J | CGA4F3ZL2E132J |
| 電容 | 1200 pF ± 5% | 1300 pF ± 5% |
| 尺寸 | 長（L） | 2.00 ± 0.20 mm |
| 寬（W） | 1.25 ± 0.20 mm | |
| 厚（T） | 0.85 ± 0.15 mm | |
| 端子寬度（B） | 0.20 mm Min. | |
| 端子間隔（G） | 0.50 mm Min. | |
| 溫度特性 : ZL | -5350 ± 750ppm/℃ [ -40 ~ 20°C ] | |
| -4500 ± 500ppm/℃ [ 20 ~ 85°C ] | ||
| 額定電壓 | 250 VDC | |
| 消耗因素 | 0.025 Max. | |
| 絶縁抵抗 | 10000 MΩ Min. |
測量條件
電容、消耗因素 : 1kHz/ 1Vrms
絶縁抵抗 : 250V / 60sec.
積層貼片陶瓷片式電容器的產品信息
綜合介紹TDK集團積層貼片陶瓷片式電容器的各種信息。
Temperature characteristics
|Z|, ESR-f characteristics
DC Bias characteristics
Permissible current (Reference)
總結
為了實現一個能夠廣泛、安全和舒適地自動駕駛的社會，汽車將配備有攝像頭和無線通信功能的新傳感器。除了新傳感器外，已經使用了一段時間的超聲波泊車輔助的功能在繼續使用時也會發生變化。TDK長期以來一直為超聲波泊車輔助提供組件，并將繼續努力為建立一個現代化、移動和聯網的社會做貢獻，同時進一步完善其先進技術。若要獲得詳細的產品數據、就個別產品規格進行咨詢，請參閱產品中心。
審核編輯：彭菁
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