Panasonicin passiivikomponentit ovat monien nykyaikaisten liikkuvuusratkaisujen perusta: ne tukevat sähköautojen toimintaa, nopeiden junien järjestelmiä, sähköpyörien tehokkuutta ja maatalouskoneiden luotettavuutta.

Nykyinen edistyminen riippuu suurelta osin liikenteen kehityksestä, mikä korostaa edistyneiden kuljetusjärjestelmien keskeistä merkitystä. Nykyinen liikenneinfrastruktuuri kattaa laajan kirjon koneita: henkilöautoista ja hyötyajoneuvoista rautatieverkkoihin, sähköpyöriin ja automaattisesti ohjattaviin ajoneuvoihin (AGV), joita käytetään teollisuudessa ja maataloudessa. Jotta ymmärtäisimme näiden järjestelmien edistyneisyyden asteen, meidän on keskityttävä elektroniikan perusteisiin, erityisesti passiivikomponentteihin. Nykyaikaisen liikenteen evoluutio ja luotettavuus riippuvat suurelta osin merkittävistä saavutuksista tässä perustavanlaatuisessa alueessa.

Käyttämällä Panasonicin huippumodernia LCR-komponenttiteknologiaa — tunnettu korkeasta suorituskyvystä, poikkeuksellisesta tehokkuudesta, turvallisuudesta ja luotettavuudesta — liikenneverkkomme ovat turvallisempia, älykkäämpiä ja tehokkaampia kuin koskaan aiemmin.

Tässä artikkelissa käsittelemme aiheita kuten:

• Haasteet sähköautojen markkinoiden kehityksessä
• Hybridikondensaattoreiden tärkeimmät ominaisuudet ja edut
• Hybridikomponentit käytännössä
• MC-ydintekniikkaa hyödyntävät kelat
• Häiriöiden vähentäminen ja suodattimien miniatyrisointi
• Induktiiviset komponentit akkukäytössä
• Korkean suorituskyvyn siruresistorit
• Panasonicin ratkaisut tyypillisissä ajoneuvojen piireissä
• Panasonicin innovatiivisten komponenttien ominaisuuksien ja sovellusten yhteenveto

LIIKENNESEKTORIN MUUTTUVAT VAATIMUKSET

Sähköistämisen ja automaation nopeutuminen on radikaalisti muuttanut vaatimuksia koko liikennesektorin komponenteille. Niiden on oltava erittäin luotettavia ja kestettävä korkeita virtamääriä.

Tämä edellyttää myös nopeasti kasvavan sähköpyörien markkinan huomioon ottamista:

• moottorin teho kasvaa: 500W:stä yli 750W:iin;
• järjestelmäjännite kasvaa 36V:sta 48V:iin ja jopa 60V:iin;
• integroitu rakenne: kompaktit moduulit korkealla toiminnallisuudella.

Näihin muuttuviin vaatimuksiin vastaamiseksi komponenttien avainominaisuudet sisältävät seuraavat seikat:

• korkea virtatehokkuus (matala DCR ja ESR parantuneen tehokkuuden saavuttamiseksi);
• terminen vakaus (taattu toiminta laajalla lämpötila-alueella, esim. -55°C:sta 170°C:een);
• miniatyrisointi (pienet pinta-asennettavat komponentit, SMD);
• elektromagneettisten häiriöiden rajoittaminen (vähentynyt emittoitu melutaso);
• pitkä käyttöikä ja korkea suorituskyky koko käyttöiän ajan.

HYBRIDIKONDENSAATTORIT – SUORITUSKYKY JA KESTÄVYYS

Markkinoiden johtavat Panasonicin hybridikondensaattorit ultra-alhaisella ESR-arvolla ja korkealla kapasiteetilla mahdollistavat kompaktien rakenteiden toteuttamisen ilman suorituskyvyn heikkenemistä, helpottaen integroitujen informaatio-viihdejärjestelmien ja ohjausjärjestelmien luomista ajoneuvoissa. Sähköautojen ja autonomisten ajoneuvojen sujuvan, luotettavan toiminnan takaamisesta, korkeiden nopeusvaatimusten tukemisesta rautatiejärjestelmissä, sähköpyörien ja maatalouskoneiden voimanlähteiden tukemiseen — Panasonicin passiivikomponentit ovat nykyaikaisten liikkuvuusratkaisujen perusta.

 

Tekniset haasteet liikennesovelluksissa

Korkeiden virtamäärien käsittely. Sähköpyörien ja AGV-ajoneuvojen 500W:sta 6kW:iin ulottuva lähtöteho edellyttää DC-link-kondensaattoreita kykeneviä siirtämään 20…60A:n virtapulssiarvoja. Perinteiset elektrolyyttikomponentit vaativat useiden elementtien käyttöä, mikä lisää piirilevyn pinta-alaa.

Pitkäaikainen luotettavuus. Sähköajoneuvot ja AGV-ajoneuvot vaativat nykyään 10 vuoden käyttöiän yli 4000 tunnin toiminnalla 125°C:n lämpötilassa, mikä ylittää perinteisten elektrolyyttikondensaattoreiden tyypillisen 2000 tunnin takuun.

Turvallisuus hätätilanteissa. Vaikka polymeerikondensaattorit kestävät korkeita virtamääriä, vikatilanteessa on oikosulkuriski, joka voi johtaa tulipaloon tai järjestelmän sammumiseen. Autoteollisuuden ja teollisuuden standardit vaativat avoimen piirin hätätilatilat välttääkseen toissijaiset vahingot.

Panasonicin hybridikondensaattoriteknologia

Panasonicin hybridikondensaattorit yhdistävät elektrolyytti- ja polymeeriteknologiat kattavasti ratkaistakseen edellä mainitut ongelmat.

Suorituskyvyn vertailu (esim. 47µF, 35V):

• yhdistää korkean luotettavuuden elektrolyyttikondensaattoreiden (matala LC, avoin tila) korkean virtatehokkuuden kanssa polymeerikondensaattoreiden (matala ESR);
• kaksinkertainen kestävyys verrattuna perinteisiin kondensaattoreihin
• 4,5-kertainen sallitun virtapulssiarvon kasvu.

Hybrid cap has High Reliability (Low LC, Open mode) and suitable for Large Current (Low ESR)

35V47uF (Dia 6.3mm)	E-Cap	Hybrid	Polymer Cap
Electrolyte	Liquid	Polymer + Liquid	Polymer
LC (mA)	◯ 0.01CV	◯ 0.01CV	✕ 0.2CV
Life end mode	◯ Open	◯ Open	✕ Open (Accidental short)
Humidity	◯ 85℃ 85%RH	◯ 85℃ 85%RH	✕ 60℃ 95%RH
Endurance	✕ 125℃ 2000h	◯ 125℃ 4000h	✕ 125℃ 2000h
Ripple current (125℃ 100kHz)	✕ 197 mA	◯ 900 mA	◯ 1000 mA (* 3100mA at 105℃)
ESR (20℃ 100kHz)	✕ 450 mΩ	◯ 60 mΩ	◯ 26 mΩ
Low temperature, High-frequency characteristics	✕ Unstable	◯ Stable	◯ Stable

legend:◯ : good ✕ : bad

Keskeiset tuotesarjat

Tärkeimmät Panasonicin tuotesarjat hybridikomponenttien tarjonnassa:

• ZTU – lisääntynyt kapasiteetti tai miniatyrisointi,
• ZUU – erittäin korkea kapasiteetti ja merkittävä virtapulssiarvon käsittely.

Alla olevassa taulukossa esitetään kunkin sarjan erottuvat ominaisuudet:

Sarja	Kapasiteetti	Virtapulssiarvo	Miniatyrisointi
ZTU	1,7 kertaa suurempi kuin perus hybridisarjassa (esim. 330µF → 560µF, φ10×10,2mm)	1,8 kertaa (esim. 2900mA → 3500mA)	φ10×10,2mm → φ8×10,2mm (pienempi kotelo samalla kapasiteetilla)
ZUU	Sarjan suurin kapasiteetti jopa 1000µF	Suurin sarjan virtapulssiarvo jopa 6100mA	Kustannusten ja tilan säästö monen tyyppisten vaihtoehtojen avulla.

 

SMD-hybridikondensaattorit

 

 

THT-hybridikondensaattorit

 

Esimerkki sähköpyörien käytöstä

Alla on kaksi ehdotusta Panasonicin hybridikondensaattoreiden käytöstä sähköpyörien piireissä. Lähtökohtana on 6kW:n tehoisen kolmivaiheisen moottorin ajurin suunnittelu. Piiriä syöttää 48V litiumioniakku.

Perinteinen suunnittelu edellyttäisi 12 kpl 150µF (63V) kondensaattoreiden käyttöä, joiden mitat ovat φ10×16,5mm.

 

Ehdotus 1 (ZUU): 63V, 180µF, φ10×16,5mm × 8kpl.

• kokonaiskapasiteetti: 1440 µF
• virtapulssiarvo: 44A RMS
• komponenttien määrä vähentynyt 33%

Ehdotus 2 (ZUU Low-Profile): 63V, 120µF, φ10×12,5mm × 9 kpl.

Matalan profiilin suunnittelu (korkeus vähennetty 16,5mm:stä 12,5mm:iin, vähennys 24%).

 

Piirin tehokkuuden lisääminen ehdotettujen komponenttien avulla.

 

Esimerkki autojen käytöstä

Kuten aiemmin mainittiin, tärkeä alue, jossa Panasonicin komponenttien käyttö auttaa mm. piirien koon pienentämisessä, on autoilu. Katsotaan, miltä tällainen miniatyrisointi näyttää käytännössä.

Esimerkki: sähköinen ohjaustehostin (12V, 500W)

Perinteinen suunnittelu edellyttäisi 4 kpl 25V:n jännitteellä ja 470µF:n kapasiteetilla olevien kondensaattoreiden käyttöä, joiden mitat ovat φ10×12,5mm. Panasonicin komponenteilla (ZUU-sarja) riittää 2 kpl 25V, 1000µF, joiden kumpikin on φ10×16,5mm. Tämä antaa parametrit:

• kapasiteetti: 2000 µF (+6,4%),
• sallittu virtapulssiarvo 12,2A RMS,
• komponenttien määrä vähentynyt 50%.

 

Molempien piirien vertailu ottaen huomioon vaadittu PCB-alue.

 

Esimerkki: jäähdytyspuhallin (24V, 4kW, kolmivaihemoottori)

Tavallisessa suunnittelussa käytettäisiin 11 kpl 470µF/35V kondensaattoreita, joiden kumpikin on φ10×16,5 mm. ZUU-elementit vähentävät tämän määrän 9 kpl:een 680µF/35V komponentteihin (φ10×16,5mm). Tämä tarkoittaa muutosta:

• 18-prosenttinen kokonaiskapasiteetin kasvu (6120 µF),
• 18-prosenttinen komponenttien määrän väheneminen.

 

Hybridikondensaattorit eivät vain paranna parametreja, vaan myös pienentävät PCB-aluetta.

 

Esimerkki: DC–DC-muunnin OBC-ajoneuvolaturissa

Tämän tyyppinen muunnin toimii tyypillisesti seuraavilla parametreilla: 400 V lähtöjännite ja 12 V tulopuolella. Sen piirissä käytetään perinteisesti 8 kpl 470 µF / 25 V kondensaattoreita, joiden mitat ovat φ10 × 10,2 mm. Panasonic vähentää tämän määrän 5 komponenttiin ZV-sarjasta, joiden parametrit ovat 330 µF / 25 V (φ10 × 10,2 mm). Näin saavutetaan kaksi tavoitetta:

• komponenttien määrä pienenee 38 %,
• sama suorituskyky säilyy ESR-ominaisuuksien ansiosta.

 

Paremmat ESR-arvot mahdollistavat pienemmän kapasitanssin kondensaattorirakenteen.

TEHOKELOJEN KOMPAKTI RAKENNE

Panasonicin tehokelat yhdistävät edistyneen materiaalitekniikan ja huippuluokan rakenteen, tarjoten erinomaisen suorituskyvyn laajalla käyttöalueella. Panasonicin patentoiman metallikomposiittisydämen (MC) teknologian ansiosta nämä kelat saavuttavat jopa 103 A virrankeston, säilyttäen samalla kompaktit mitat 5 × 5 mm – 15 × 15 mm.

MC-sydämen rakenne takaa matalan tasavirtavastuksen, korkean kyllästysvirran ja erinomaisen lämmönpoiston, mahdollistaen vakaan ja tehokkaan tehonmuunnon tilarajoitteisissa ympäristöissä. Panasonicin tehoinduktorit soveltuvat erinomaisesti auto-, teollisuus- ja tietoliikennesovelluksiin, tarjoten suunnittelijoille monipuolisen ratkaisun korkean suorituskyvyn DC–DC-muuntimiin, jännitesäätimiin ja uuden sukupolven tehomoduuleihin.

Tekniset haasteet ja niiden ratkaisut

Sähkömagneettisten häiriöiden rajoittaminen.Korkeataajuinen kytkentä sähköpyörissä ja AGV-ajoneuvoissa synnyttää sähkömagneettisia häiriöitä. Perinteisissä ferriittisydämisissä keloissa on suuri magneettivuon vuoto, mikä vaikeuttaa EMC-vaatimusten täyttämistä.

Miniatyrisoinnin rajoitteet.Järjestelmäjännitteen noustessa 48…60 V:iin induktorien on kestettävä yli 5 A virtoja ilman merkittävää koon kasvua.

Lämpötilanhallinta.Suuret virrat aiheuttavat lämpötilan nousua, mikä vaikuttaa induktanssin vakauteen ja piirin hyötysuhteeseen, erityisesti moottorien läheisyydessä. Panasonicin kelat tarjoavat alan johtavaa luotettavuutta ja erinomaista lämpötilastabiilisuutta.

Panasonicin MC Core -kelojen ominaisuudet vastaavat kaikkiin edellä mainittuihin haasteisiin.

Mitat

Alla esitetään Panasonicin kompaktien kelojen (metallikomposiittisydän) ja vakiomallisten ferriittikelojen (22 µH) vertailu.

 

Taulukossa on korostettu merkittävää eroa koossa ja kyllästysvirrassa.

 

Alhainen sähkömagneettinen häiriötaso

Vuohäviö metallikomposiittisydämisissä keloissa on merkittävästi pienempi kuin ferriittipohjaisissa komponenteissa. Pienempi hajavuon määrä tarkoittaa alhaisempaa säteilevän kohinan tasoa, mikä helpottaa EMC-vaatimusten täyttämistä auto- ja AGV-sovelluksissa.

 

Sähkömagneettisen säteilyn vertailu ferriitti- ja Panasonicin MC-komponenttien välillä.

 

Induktanssin stabiilisuus

Panasonicin MC-kelojen keskeinen etu on vakaa induktanssi, joka ilmenee kolmella tavalla:

• ei jyrkkää kyllästymiskäyttäytymistä;
• vakaa suorituskyky koko lämpötila-alueella;
• korkea sietokyky hetkellisille virroille.

 

Jyrkän kyllästymisen ominaiskäyrä ferriitti- ja MC-sydämisissä komponenteissa.

 

Luotettavuus

On syytä huomioida myös useita Panasonicin kelojen (valituille malleille ominaisia) piirteitä, jotka liittyvät komponenttien kestävyyteen:

• AEC-Q200-standardin mukaisuus;
• käyttölämpötila-alue –40 °C … 150 °C;
• tärinänkestävyys jopa 50 G;
• jännitteenkesto 80 V (67 % marginaali 48 V järjestelmille).

Sovellukset sähköpyörien / AGV-ajoneuvojen piireissä

 

Alla olevat kuvat esittävät Panasonicin MC-sydämisten kelojen käyttöä tyypillisissä pienempien sähkökäyttöisten ajoneuvojen piireissä.

 

Kaaviossa kela on sijoitettu vakauttamaan kenno­paketista tulevaa virtaa.

 

 

Suodatinkela kolmivaiheisen moottoriohjaimen syöttöpiirissä.

 

Käyttö akkujärjestelmissä

Panasonicin kelojen käytöllä litiumioniakkujärjestelmissä (esim. 48 V) saavutetaan useita etuja:

• Tilansäästö BMS-piirikortilla: saavutettu miniaturisoinnilla (pinta-alan pienennys 57 %, tilavuuden pienennys 74 %).
• Yksinkertaistetut EMC-torjuntatoimet: pienen hajavuon ansiosta.
• Varmistettu suunnittelumarginaali: korkean kyllästysvirran ansiosta.
• Parantunut luotettavuus: ylläpidetty lämpötilastabiilisuuden avulla.
• Korkeampien järjestelmäjännitteiden tuki: soveltuu 48–60 V ja sitä korkeammille sovelluksille.
• Korkea jännitteen ja virran kesto: optimoitu uuden sukupolven tehonsyöttöjärjestelmiin.
• Induktorien terminen stabiilisuus: takaa tasaisen suorituskyvyn kohonneissa lämpötiloissa.
• Integroitu kompakti rakenne: ihanteellinen matalaprofiilisille, pinta-asennettaville (SMD) sovelluksille.

SUURTEHOISET SIRUVASTUKSET

Panasonicin siruvastukset tarjoavat olennaista tukea kuljetusjärjestelmissä, joissa tehotiheys, tarkkuus ja ympäristönkestävyys ovat ratkaisevia tekijöitä.

ERJP- ja ERJB-sarjat tarjoavat korkean tehon kompakteissa koteloissa, ja ne soveltuvat erinomaisesti suuritehoisiin piireihin sähköajoneuvoissa ja sähköpyörissä. Tarkan ohjauksen tarpeisiin ERA-sarja tarjoaa kapean toleranssin ja alhaisen TCR-arvon. Vaativissa olosuhteissa, kuten maatalous- ja rautatiesovelluksissa, ERJU-sarja tarjoaa rikkivedyn kestävyyttä ja pitkäaikaista luotettavuutta, tukien turvallista ja tehokasta toimintaa eri kuljetusalustoilla.

 

Kuljetussektorin piirien vaaditut ominaisuudet

 

Alla oleva taulukko esittää tyypilliset vastusvaatimukset kuljetussovelluksissa sekä osoittaa, mitkä Panasonicin tuotteet soveltuvat parhaiten kuhunkin käyttökohteeseen.

Toiminto	Keskeiset vaatimukset	Tekniset haasteet	Suositellut ratkaisut
Jännitteen mittaus	Korkea tarkkuus (±0,1 %), alhainen lämpötilakerroin (TCR) (~25 ppm), pitkäaikainen stabiilisuus.	Pienten jännitemuutosten ja lämpötiladriftin tarkka havaitseminen.	ERA-sarjan suur­tarkkuusvastukset.
Jännitejakaja	Korkea jännitekesto (500 V), laaja vastusarvoalue (10 MΩ), vuoto- ja välimatkan vaatimusten täyttäminen suurjänniteturvallisuutta varten.	Matalajännite­vastusten sarjakytkentä lisää komponenttimäärää ja tilantarvetta sekä vaikeuttaa vuotoetäisyyksien toteutusta kompaktilla PCB:llä.	Suurjännitevastukset: ERA8P- ja ERJPM8-sarjat.
Virran tunnistus	Alhainen resistanssi, suuri teho (1…3 W), lämpötilastabiilisuus (155 °C).	Suurten virtojen aiheuttama lämpeneminen yhdessä tärinän ja korkean lämpötilan kanssa voi aiheuttaa mittausvirheitä.	Virranmittausvastukset: ERJB/D- ja ERJ*BW-sarjat.
Porttiohjaus	Suuri teho (3 W), erinomainen lämmönpoisto jatkuvassa käytössä, lämpötilastabiilisuus vaativissa auto-olosuhteissa.	Jatkuva tehonhajonta porttiohjauksessa aiheuttaa lämpökuormaa ja vastusarvon muutoksia.	Suurtehovastukset ERJP tai ERJB/D.
Ympäristönkestävyys	Kestävyys ympäristötekijöitä vastaan (rikki, tärinä), pitkäaikainen luotettavuus.	Rikkiä sisältävät kaasut, kosteus ja korkea lämpötila lisäävät vikariskejä vaativissa ympäristöissä.	Rikinkestävät vastukset: ERJU/S-sarja.

Konkreettisten ongelmien ratkaisu

Edellä taulukossa kuvatut ominaisuudet vaikuttavat merkittävästi elektroniikkapiirien suunnitteluun. Alla nämä näkökohdat on esitetty konkreettisten esimerkkien avulla.

Jännitteen mittaus ja ERA-sarja

Pienten jännitemuutosten tarkka havaitseminen edellyttää lämpötilavaihteluista johtuvan vastusdriftin minimointia. Kuljetusjärjestelmät toimivat vaativissa olosuhteissa lämpötiloissa –40 °C … 125 °C tai korkeammissa, joten alhainen TCR ja pitkäaikainen stabiilisuus ovat välttämättömiä luotettavan toiminnan varmistamiseksi. Näitä ominaisuuksia tarjoavat ERA-sarjan vastukset (ohutkalvovastukset).

Keskeiset ominaisuudet:

• vastustoleranssi ±0,1 %, TCR: ±25 ppm/K;
• rajoitettu suorituskyvyn ja luotettavuuden heikkeneminen pitkäaikaisessa käytössä ja lämpötilavaihteluissa;
• parempi kokonais­toleranssi takaa pitkäaikaisen luotettavuuden.

Korkea luotettavuus on saavutettu patentoidun vastusmateriaalin ansiosta (±0,1 % toleranssi kestävyytestien jälkeen).

 

ERA-ohutkalvovastusten rakenne ja niiden vakaa ominaiskäyttäytyminen ajan myötä.

 

Jännitejakajat ERA8P- ja ERJPM8-sarjoilla

BMS-jännitteen mittauspiireissä sarjaan kytketyt akkukennot tuottavat korkeita jännitteitä (300–500 V). Perinteisesti tämä ratkaistaan kytkemällä useita pienjännitevastuksia sarjaan, mikä kasvattaa komponenttien määrää ja vaatii enemmän asennustilaa, aiheuttaen suunnittelu- ja kustannushaasteita. Lisäksi riittävien vuoto- ja eristysvälimatkojen varmistaminen korkeajännitesolmujen välillä kompaktilla piirilevyllä on keskeistä turvallisuusvaatimusten täyttämiseksi, mikä monimutkaistaa rakennetta entisestään. Tässä kohtaa ERA8P- ja ERJPM8-sarjan vastukset tarjoavat tehokkaan ratkaisun.

 

Keskeisiä ominaisuuksia:

• komponentin enimmäisjännite 500 V;
• vastustoleranssi ±0,1 %, TCR ±15 ppm/K (ERA8P);
• AEC-Q200-standardin mukaisuus;
• vastusten lukumäärän vähentäminen.

 

Panasonicin vastusten käyttö jännitejakajan toteutuksessa.

 

Erittäin tarkan jännitejakosuhteen (VD = V × R2/(3R1 + R2)) ansiosta akun jännitteen mittauspiirissä saavutetaan merkittävästi parempi BMS-tarkkuus. Lisäksi Panasonicin komponentit mahdollistavat vastusten määrän pienentämisen:

• perinteinen rakenne: 0805-koko, 300 kΩ × 10 kpl, PCB-pinta-ala 40,25 mm²;
• ehdotettu rakenne: 1206-koko, 1 MΩ × 3 kpl, PCB-pinta-ala 21,15 mm² (vähennys 48 %).

On huomioitava, että todellinen komponenttimäärän väheneminen riippuu eristys- ja vuotoetäisyysmääräyksistä.

 

Vertailu tavanomaisilla vastuksilla ja ERJPM8-sarjan komponenteilla toteutettujen piirien välillä.

 

	Resistance value x usage	Resistance tolerance (%)	TCR (x10⁻⁶/K)	Working voltage (V)	PCB sizing* (mm²)
Current : Other company 2012 Thin film resistance	300 kΩ x 10 in-line	± 0.1	± 25	150 x 10 p = 1500	40.25
Suggestion A : ERA8PEB 1206 Thin film high resistance	1 MΩ x 3 in-line		± 25	500 x 3 p = 1500	21.15 (About 48% Reduction)
Suggestion B : ERJPM8F 1206 High resistance and high withstand voltage		± 1	± 100		21.15 (About 48% Reduction)

Virran mittaukseen: ERJB/D- ja ERJ*BW-sarjat

Suuret virrat tuottavat huomattavaa lämpöä, mikä yhdessä tärinän ja lämpöjännitysten kanssa voi aiheuttaa vastusarvon drift’iä ja mittausvirheitä. Virran tunnistuspiirit – kuten sähköajoneuvojen vetojärjestelmissä, latausjärjestelmissä ja sulakesuojauksissa – vaativat matalaresistanssisia ja suuritehoisia vastuksia, joilla on erinomainen stabiilisuus. Näihin sovelluksiin Panasonic tarjoaa *_ERJB/D- ja ERJ_BW-sarjan komponentit**.

*_ERJ_BW-sarja (kaksipuolisella vastuselementillä) tarjoaa erittäin alhaisen resistanssin (jopa 5 mΩ) sekä ainutlaatuisen rakenteen, joka mahdollistaa suuren tehon pienemmässä kotelossa**, pienentäen piirilevyn kokoa.

 

Poikkileikkaus, joka esittää kaksipuolisen vastuselementtirakenteen.

 

 

Koon pienennys on mahdollista 0805-kokoisten komponenttien käytön ansiosta.

 

ERJB/D-sarja (leveillä liitännöillä) vähentää komponenttien määrää, mahdollistaen miniaturisoinnin, massan pienentämisen ja piirilevykustannusten alentamisen. Useista vastuselementeistä koostuva rakenne jakaa kuormituksen tasaisesti, rajoittaen pintalämpötilan nousua kuumimmissa kohdissa. Pitkä liitinkonstruktiot vaimentavat lämpöshokkeja verrattuna perinteisiin liitinvastuksiin.

 

Ero Panasonicin vastusten ja muiden valmistajien komponenttien rakenteessa.

 

Parempi kuormanjako johtaa parempiin lämpöominaisuuksiin. Tämä etu voidaan havainnollistaa mittaustuloksilla graafina ja lämpökuvana:

 

Monielementtisten vastusten pienempi lämpeneminen.

 

Transistorien porttiohjaus (ERJP / ERJB -sarjat)

Porttiohjauspiirit sähköajoneuvojen vetosovelluksissa ja inverttereissä kokevat jatkuvaa tehonhajontaa nopean kytkennän aikana, mikä tuottaa runsaasti lämpöä. Tavalliset vastukset eivät usein tarjoa riittävää tehonkestoa tai lämmönhallintaa, mikä johtaa vastusarvon muutoksiin ja käyttöiän lyhenemiseen. ERJPA/P0- ja ERJB/D-sarjan vastukset ovat suurtehokomponentteja, joilla on optimoitu lämmönhajotus ja vakaa terminen rakenne, varmistaen luotettavan porttiohjauksen.

ERJB/D-sarjan komponentit voivat korvata perinteiset siruvastukset, mahdollistaen PCB:n miniaturisoinnin ja laitteen massan pienentämisen. Korkea ylijännitekesto ehkäisee vaurioita ja tarjoaa suunnittelussa turvallisen marginaalin. Erityisrakenteiset suurtehovastukset jakavat kuormituksen tasaisesti ja estävät paikalliset jännitykset.

 

Vastuselementin rakenne ERJPA-sarjan komponenteissa.

 

Ympäristönkestävyys: ERJU- ja ERJS-sarjat

Ulko- tai rikkipitoisissa ympäristöissä – kuten teollisissa AGV-ajoneuvoissa ja maatalouskoneissa – hopeapohjaisilla liitännöillä varustetut vastukset ovat alttiita sulfatoitumiselle, mikä voi johtaa piirin katkeamiseen tai suorituskyvyn heikkenemiseen. Yhdessä kosteuden ja korkean lämpötilan kanssa nämä tekijät lisäävät merkittävästi vikaantumisriskiä pitkäaikaisessa käytössä. ERJU- ja ERJS-sarjan vastuksissa käytetyt materiaalit minimoivat nämä riskit.

Rikinkestävyyden ominaisuudet:

• ehkäisee sulfidoinnista johtuvat piirin katkokset, parantaen luotettavuutta;
• poistaa tarpeen piirilevyn tiivistämiselle, mikä alentaa kustannuksia;
• AEC-Q200-standardin mukaisuus;
• käyttölämpötila-alue –55 °C … 155 °C.

ERJU-sarjan mallivalikoima:

• suuren tarkkuuden komponentit – ERJU*R-sarja (0402–0805, toleranssi 0,5 %);
• kompaktit suurtehovastukset – ERJUP-sarja (0603–1206, 0,5 W 0805-koossa);
• matalaresistanssiset versiot – ERJU*S/Q-sarja (0805, 0,1 Ω – 1 Ω, 10 mΩ – 1 Ω);
• suurtehotyyppi (leveät liitännät) – ERJC-sarja (1020-koko, 2 W, 10 mΩ – 1 Ω).

 

Kuvissa ja kaaviossa on esitetty liitosten heikkeneminen sulfatoitumisen vaikutuksesta sekä Panasonicin komponenttien kestävyys haitallisia tekijöitä vastaan.

 

YHTEENVETO

Panasonic kehittää johdonmukaisesti tuotevalikoimaansa liikennesektorin innovatiivisten komponenttien pohjalta. Yritys tarjoaa ratkaisuja, jotka tukevat ajoneuvojen sähköistämistä ja automatisointia, tehden liikkumisesta turvallisempaa, tehokkaampaa, paremmin integroitua ja tuotannossa kustannustehokkaampaa.

 

Liite: tuotteet ja niiden käyttökohteet

Sähköpyörä, AGV-veto (48…60 V, 500…6000 W)

• DC-link-kondensaattorit: ZUU / ZVU / ZSU (suuri rippelivirta, pitkä käyttöikä, matala profiili).
• Shunttivastukset: ERJD (±100 ppm/K, metallishunttien tasoa).
• Induktorit: ETQP4M220KV (MC-sydän, matalat EMC-häiriöt, kompakti koko).
• Suur­tarkkuusvastukset: ERAV / K / P.

Automotive BMS (12…48 V)

• DC-link-kondensaattorit: ZUU / ZSU (125 °C, 4000 h).
• Suurjännitevastukset: ERA8P / ERJPM8 (500 V, ±0,1 %).
• Suur­tarkkuusvastukset: ERAA, ERAV / K (0,05 %, ±10…25 ppm/K).

Sähköajoneuvojen elektroniikka (EPS, OBC, invertteri)

• DC-link-kondensaattorit: ZUU / ZV (maksimaalinen rippelivirta).
• Virranmittausvastukset: ERJD, ERJBW (suuritehoinen virranmittaus).
• Suurjännitevastukset: ERA8P / ERJPM8 (500 V, ±0,1 %).

AGV-ohjaus ja -valvonta (vaativat ulko-olosuhteet)

• Tehopiirit: ERJU / ERJS (rikinkestävät vastukset) + ZUU / ZSU.
• Ohjauspiirit: ERJUR (suur­tarkkuuksiset rikinkestävät vastukset).
• Virran tunnistus: ERJUS / Q (matala resistanssi, rikinkestävät).

 

Alkuperäinen teksti: TME