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AEC-Q200车用额定功率电阻

贸泽电子设计圈 2019-06-05 15:24 次阅读

绕线电阻额定功率通常为持续功率,不足以支持电动汽车应用。典型应用是大电容预充电和放电,通常称为“软启动”。这种情况下,电阻的脉冲处理能力也非常重要。结合理论基础与热性能有限元模拟,可以确定较长脉冲持续时间内的这种能力。所得具体结果便于快速评估不断变化的客户需求,提供合适的电阻。

1、绕线电阻容许脉冲负载

绕线功率电阻一般根据持续功率确定额定功率。然而,由于(电阻成分)用量多且热容量高,电阻成分和绕线仅在中等温升过程中即可吸收大量能量。因此,绕线功率电阻是脉冲负载应用的理想选择。

2、额定脉冲负载能力很重要

由于频率和电压转换器的广泛使用,额定脉冲负载能力变得越来越重要。脉冲负载能力通常只按一次脉冲的一定功率或能量和持续时间象征性來规定。列出几个脉冲振幅和持续时间规定脉冲负载能力的情况极为少见。如果电阻所受脉冲冲击持续时间不在数据表显示的范围内,且超出绝热边界条件的范围,则很难计算最大允许脉冲负载。而理论基础结合有限元模拟,可以计算出电阻在几乎无限脉冲持续间隔下的功耗,即从非常短的脉冲到持续脉冲的热性能。

3、电动汽车需要脉冲负载能力

电动汽车需要高脉冲负载高,限制电容器充放电电流是绕线电阻在电动汽车领域中的典型应用。为了保持生产工艺尽可能简单,首选方法是将所有电子器件焊接PCB上,而不使用“外部”电阻。这种情况下,可将若干小的绕线功率电阻直接焊到PCB上,取代单个大的绕线功率电阻。

4、脉冲负载产生热量

根据电阻散热便能够评估电脉冲负载的影响。一种有效方法是假定牛顿冷却定律成立,即温变率与热电阻及其冷却封装材料的温差成正比,后者温度是恒定的。在水泥型绕线电阻的情况下(如AC-AT系列),封装材料是绕线四周的水泥。不过,以下论证也可用于漆包或绕线电阻。

5、绝热边界条件下的脉冲负载

假定牛顿冷却定律成立,因此绕线或电阻成分瞬时温变与最大温度成正比,可得出描述绕线和电阻温度随时间变化的指数函数。

AEC-Q200车用额定功率电阻

图1:R=47Ω瓷芯AC05-AT(蓝曲线)和电阻线(红曲线)脉冲负载限制。两条曲线通常组合在一起:组合1(黑曲线)低估允许的过载(蓝点);组合2(绿线)高估所示扭折处脉冲负载极限(约0.05秒)

图1中,蓝线和红线分别显示瓷芯AC05-AT 47Ω电阻及其绕线各自的脉冲负载极限。整个电阻最大脉冲负载能力通常是两条曲线的简单组合。一种方法是牛顿冷却型指数函数,图1中组合1,它远低于5秒标称功率规定的过载额定值10倍,因此低估了这一脉冲持续时间的脉冲负载能力。另一种方法,图1中组合2,高估了所示扭折处(约0.05秒处)脉冲负载能力,因为计算绕线温度极限时未考虑瓷芯的热量。

6、脉冲负载FE模拟

利用有限元(FE)模拟,通过分析电阻器内的热流和温度分布,很容易看出整个AC05-AT电阻在脉动电负载下缓慢变热。电阻线在脉冲过程中升温,然后冷却。电阻其他部分被热脉冲加热的速度也延慢了。脉冲负载持续时间在有限元模拟中并不重要,只要边界条件得当。因此,从绕线(ms范围)到电阻近乎连续负载(100s范围)绝热的角度看,几乎可以模拟电阻和绕线任何脉冲持续时间内的温度。从而可根据绕线规定的最大允许温度来确定允许的最大电脉冲负载。

7、延伸归纳

通过延伸绕线热扩散特征时间,可以归纳多个脉冲持续时间的有限元模拟结果,从而确定修正系数,结合指数函数,根据牛顿冷却定律给出温度。

8、非绝热边界条件下的脉冲负载

上述修正系数可从绕线角度计算非绝热边界条件下的脉冲负载极限(图2)。不过,未涵盖长脉冲持续期间整个电阻的脉冲负载极限。但是,如果把整个电阻热扩散特征时间延伸较长脉冲持续时间,则非绝热极限曲线可以涵盖连续负载极限曲线(图2)。

AEC-Q200车用额定功率电阻

图2:从绕线角度看非绝热边界条件下最大允许脉冲负载(蓝曲线),根据相应热扩散特征时间进行校正(红曲线)。常见极限曲线很大程度上低估脉冲持续时间的脉冲负载能力,图中所示从0.1 秒到10秒不等,供参考(黑虚线)。

9、用于其他阻值和电阻

通过适当延伸,可以归纳特定电阻(本文为AC05-AT,47Ω)热状态的有限元模拟结果。这样,所得结果不仅可以用于所有阻值(绕线配置)的AC05-AT,而且可以应用于所有其他AC-AT类型的电阻,因为它们的结构相似。

这种方法甚至可以用于所有其他相似类型的电阻,如G200系列,无需额外的FE模拟,因此效率极高。对于客户的好处是能够及时准确地解决脉冲负载能力的问题。

原文标题:AEC-Q200车用额定功率电阻

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FDMF2011 高性能100V智能功率级模块

11 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-30 05:02 0次 阅读
FDMF2011 高性能100V智能功率级模块

ALM-31222 1.7 - 2.7GHz 1瓦高线性度放大器

Broadcom’ ALM-31222是一款高线性1瓦功率放大器,具有良好的OIP3性能,在1dB增益压缩点具有极佳的PAE,通过使用 博通&rsquo的;专有的0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺。特性 完全匹配,输入和输出 高线性度和P1dB 无条件稳定负载条件 内置可调温度补偿内部偏置电路 GaAs E-pHEMT技术[1] 5V电源 产品规格的均匀性非常好 提供卷带包装选项 MSL-3和无铅 基站应用的高MTTF 应用 用于GSM / PCS / W-CDMA / WiMAX基站的A类驱动放大器 通用增益模块...
发表于 07-04 09:57 32次 阅读
ALM-31222 1.7  -  2.7GHz 1瓦高线性度放大器

MGA-31689 0.5W高增益驱动放大器

MGA-31689是一款0.5W高增益驱动放大器MMIC,适用于1.5 GHz至3 GHz的应用,采用SOT-89标准塑料封装。 它是Broadcom增益模块系列之一,具有高线性度,高增益,出色的增益平坦度和低功耗特性。 特性 符合ROHS 无卤素 低直流偏置功率下的高线性度 高增益 低噪声图 高OIP3 高级增强模式PHEMT技术 产品规格的优异均匀性 SOT-89标准包
发表于 07-04 09:57 0次 阅读
MGA-31689 0.5W高增益驱动放大器

MGA-30989 2 - 6GHz高线性度增益模块

MGA-30989是宽带,平坦增益,高线性度 通过使用Broadcom的专有0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺实现增益模块MMIC放大器。 该器件采用符合RoHS标准的低成本SOT89工业标准SMT封装。 功能 高线性 产品规格的优异均匀性 内置温度补偿内部偏置电路 不需要 RF 匹配组件 Standart SOT89 包 MSL-2和无铅无卤素 用于基站应用的高MTTF 应用 IF放大器,RF驱动放大器 通用增益块
发表于 07-04 09:57 0次 阅读
MGA-30989 2  -  6GHz高线性度增益模块

MGA-31389 高增益驱动放大器50MHz - 2GHz

MGA-31389是一款0.10W高增益驱动放大器MMIC,适用于50 MHz至2.0 GHz的应用,采用SOT-89标准塑料封装。 它是Broadcom增益模块系列之一,具有高线性度,高增益,出色的增益平坦度和低功耗特性。 MGA-31389是一款0.10W增益模块解决方案,针对频率进行了优化,可提供卓越的RF性能。这个高增益0.10W增益模块系列有2个器件。 MGA-31389适用于50 MHz至2.0 GHz的应用,而MGA-31489适用于1.5 GHz至3.0 GHz,因此覆盖了所有主要的蜂窝频段 - mdash; GSM,CDMA和UMTS—加上下一代LTE频段。 通用的封装和PCB布局允许单一设计支持多种频率和地域市场,并可选择输出功率。这些器件还具有高增益,可以减少所需的RF级总数。 特点 符合ROHS 无卤素 低直流偏置功率时的高IP3 高增益,增益平坦度好 低噪声图 高级增强模式PHEMT技术 产品规格的一致性非常好 SOT-89标准包...
发表于 07-04 09:56 0次 阅读
MGA-31389 高增益驱动放大器50MHz  -  2GHz

MGA-31289 0.25W高增益驱动放大器

MGA-31289是一款0.25W高增益驱动放大器MMIC,适用于1.5 GHz至3.0 GHz的应用,采用SOT-89标准塑料封装。 它是Broadcom增益模块系列之一,具有高线性度,高增益,出色的增益平坦度和低功耗特性。 MGA-31289是一款0.25W增益模块解决方案,针对频率进行了优化,可提供卓越的RF性能。此高增益0.25W增益模块系列有2个器件。 MGA-31189适用于50 MHz至2.0 GHz的应用,而MGA-31289适用于1.5 GHz至3.0 GHz,因此覆盖了所有主要的蜂窝频段 - mdash; GSM,CDMA和UMTS—加上下一代LTE频段。 通用的封装和PCB布局允许单一设计支持多种频率和地域市场,并可选择输出功率。这些器件还具有高增益,可以减少所需的RF级总数。 特性 符合ROHS 无卤素 低直流偏压时的高线性度 高增益 良好的增益平坦度 低噪声图 产品规格的优异均匀性 SOT-89标准包装...
发表于 07-04 09:56 10次 阅读
MGA-31289 0.25W高增益驱动放大器

MGA-30889 40MHz - 2600MHz平坦增益高线性度增益模块

MGA-30689是宽带,平坦增益,高线性度 通过使用Broadcom的专有0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺实现增益模块MMIC放大器。 该器件需要简单的直流偏置元件才能实现宽带宽性能。 特性 高线性度 产品规格的优异均匀性 内置温度补偿内部偏置电路 不需要 RF 匹配组件 标准 SOT89 封装 MSL-2和无铅无卤素 用于基站应用的高MTTF 应用 中频放大器,射频驱动放大器 通用增益模块
发表于 07-04 09:56 18次 阅读
MGA-30889 40MHz  -  2600MHz平坦增益高线性度增益模块

MGA-31589 0.5W高增益驱动放大器

MGA-31589是一款0.5W高增益驱动放大器MMIC,适用于450 MHz至1.5 GHz的应用,采用SOT-89标准塑料封装。 它是Broadcom增益模块系列之一,具有高线性度,高增益,出色的增益平坦度和低功耗特性。 特性 符合ROHS 无卤素 低直流偏置功率下的高线性度 高增益 低噪声图 高OIP3 高级增强模式PHEMT技术 产品规格的优异均匀性 SOT-89标准包
发表于 07-04 09:56 8次 阅读
MGA-31589 0.5W高增益驱动放大器

MGA-31489 高增益驱动放大器1.5GHz - 3GHz

MGA-31489是一款0.10W高增益驱动放大器MMIC,适用于1.5 GHz至3.0 GHz的应用,采用SOT-89标准塑料封装。 它是Broadcom增益模块系列之一,具有高线性度,高增益,出色的增益平坦度和低功耗特性。 MGA-31489是一款0.10W增益模块解决方案,针对频率进行了优化,可提供卓越的RF性能。这个高增益0.10W增益模块系列有2个器件。 MGA-31389适用于50 MHz至2.0 GHz的应用,而MGA-31489适用于1.5 GHz至3.0 GHz,因此覆盖了所有主要的蜂窝频段 - mdash; GSM,CDMA和UMTS—加上下一代LTE频段。 通用的封装和PCB布局允许单一设计支持多种频率和地域市场,并可选择输出功率。这些器件还具有高增益,可以减少所需的RF级总数。 特性 符合ROHS 无卤素 低直流偏置电源下的高IP3 高增益,增益平坦度好 低噪声图 高级增强模式PHEMT技术 产品规格的优异均匀性 SOT- 89标准包...
发表于 07-04 09:56 11次 阅读
MGA-31489 高增益驱动放大器1.5GHz  -  3GHz

MGA-30789 2-6GHz高线性度增益模块

MGA-30789是一个宽带,高线性度 增益模块MMIC放大器使用Broadcom的专有0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺。 该器件需要简单的直流偏置元件才能实现宽带宽性能。 特性 高线性度 产品规格的优异均匀性 内置温度补偿内部偏置电路 不需要 RF 匹配组件 标准 SOT89 封装 MSL-2和无铅无卤素 用于基站应用的高MTTF 应用 射频驱动放大器 通用增益模块
发表于 07-04 09:55 38次 阅读
MGA-30789 2-6GHz高线性度增益模块

MGA-31189 0.25W高增益驱动放大器

MGA-31189是一款0.25W高增益驱动放大器MMIC,适用于50 MHz至2.0 GHz的应用,采用SOT-89标准塑料封装。 它是Broadcom增益模块系列之一,具有高线性度,高增益,出色的增益平坦度和低功耗特性。 MGA-31189是一款0.25W增益模块解决方案,针对频率进行了优化,可提供卓越的RF性能。此高增益0.25W增益模块系列有2个器件。 MGA-31189适用于50 MHz至2.0 GHz的应用,而MGA-31289适用于1.5 GHz至3.0 GHz,因此覆盖了所有主要的蜂窝频段 - mdash; GSM,CDMA和UMTS—加上下一代LTE频段。 通用的封装和PCB布局允许单一设计支持多种频率和地域市场,并可选择输出功率。这些器件还具有高增益,可以减少所需的RF级总数。 特性 符合ROHS 无卤素 低直流偏置功率下的极高线性度 高增益 良好的增益平坦度 低噪声图 产品规格的优异均匀性 SOT-89标准包装...
发表于 07-04 09:55 28次 阅读
MGA-31189 0.25W高增益驱动放大器

ALM-32220 1.7 - 2.7GHz 2瓦高线性度放大器

Broadcom’ ALM-32220是一款高线性度2瓦功率放大器,具有良好的OIP3性能和极佳的PAE,1dB增益压缩点,通过使用Broadcom’专有的0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺。特性 完全匹配,输入和输出 高线性度和P1dB 在负载条件下无条件稳定 内置可调温度补偿内部偏置电路 GaAs E-pHEMT技术[1] 5V电源 产品规格均匀性极佳 可提供卷带包装选项 MSL-3和无铅 基站应用的高MTTF 应用 用于GSM / PCS / W-的A类驱动放大器CDMA / WiMAX基站 通用增益块...
发表于 07-04 09:54 40次 阅读
ALM-32220 1.7  -  2.7GHz 2瓦高线性度放大器