作者：Rolf Horn

投稿人：DigiKey 歐洲編輯

自十九世紀末電氣照明問世以來，保險絲就一直被用作必不可少的保護裝置。在發(fā)生負載短路等故障的情況下，保險絲通過中斷電流來保護設(shè)備，使其免受故障影響。這種中斷可以保護線路、電子設(shè)備和負載，避免災(zāi)難性損壞。因此，保險絲可以最大限度地降低發(fā)生故障時的人身傷害和財產(chǎn)損失風(fēng)險。

保險絲提供的保護對于不斷增長的汽車市場和電動汽車 (EV) 需求尤其有益。由于電動汽車需要進行電源轉(zhuǎn)換，以及電子系統(tǒng)數(shù)量的不斷增加，電路保護已成為保護電動汽車中大量設(shè)備的必備功能。

汽車保險絲

典型汽車保險絲的工作原理是熔斷導(dǎo)電鏈路。電弧隨之產(chǎn)生，將鏈路變?yōu)殚_路。電流脈沖（幅度、形狀和時間）、環(huán)境溫度和保險絲特性決定了保險絲熔斷的溫度。不同額定保險絲電流下的時間-電流曲線（稱為 TCC）有助于確定特定電流下的中斷時間。該中斷時間和熔化能量（I^2^ x t，其中 I 是電流，t 是時間）有助于確定[適合給定應(yīng)用的保險絲]。汽車保險絲不斷發(fā)展，以滿足不斷變化的行業(yè)需求。上世紀 60 年代，玻璃管保險絲的使用非常普遍。目前使用最多的是更小巧的刀片式保險絲。這些保險絲大多響應(yīng)迅速（幾毫秒內(nèi)），有利于防止敏感電子設(shè)備遭受損壞，但由于啟動時的涌流較大，因此不適用于電機。慢熔保險絲專為電機應(yīng)用而開發(fā)，其響應(yīng)時間長達幾秒。汽車應(yīng)用對保險絲的其他一些特性要求包括：

• 預(yù)計在不久之后，母線的電壓將提高至 800 V。因此，我們需要超過 1,000 V 的額定電壓，并要高度重視在這些電壓下產(chǎn)生的電弧放電，以防止電路損壞。
• 由于故障可能導(dǎo)致災(zāi)難性事故，因而保險絲必須具備高可靠性。
• 工作環(huán)境溫度的范圍大。在發(fā)動機艙中使用的保險絲可能在 -40?C 至 +150?C 甚至更廣的溫度范圍內(nèi)工作。
• 在給定電池電量的情況下，要提高車輛性能和續(xù)航能力，電動汽車中使用的所有元器件都必須實現(xiàn)尺寸、重量和外形尺寸最小化的關(guān)鍵目標(biāo)。
• 由于路況和駕駛條件不同，抗振性也是一項關(guān)鍵要求。

AEC-Q200 汽車標(biāo)準

克萊斯勒、福特和通用汽車公司于上世紀 90 年代成立了汽車電子委員會 (AEC)，旨在建立共同的質(zhì)量體系，并統(tǒng)一汽車應(yīng)用的零件合格標(biāo)準。AEC-Q200 標(biāo)準涵蓋無源元器件的應(yīng)力測試認證。早期的 AEC-Q200 D 版本自 2010 年 6 月生效，涵蓋電阻器、電容器、變壓器、諧振器、晶體、自恢復(fù)保險絲、熱敏電阻器、壓敏電阻器等元器件。該標(biāo)準涵蓋了無源元器件的兩個主要應(yīng)力類別：

• 環(huán)境應(yīng)力：包括溫度循環(huán)、濕度偏差、高溫儲存和高溫工作壽命測試。
• 物理應(yīng)力：包括振動、機械沖擊、可焊性和耐焊接熱性、可燃性、端子強度和耐溶劑性。

2023 年 3 月發(fā)布的 AEC-Q200 E 版本增加了對保險絲的可靠性要求。如圖 1 所示，E 版本包含一份全面的應(yīng)力測試清單，其中包含了上述環(huán)境應(yīng)力和物理應(yīng)力因素。

圖 1：AEC-Q200 E 版本規(guī)定的保險絲應(yīng)力測試示意圖。（圖片來源：[Littelfuse]）

如圖 1 所示，AEC-Q200 E 版本的應(yīng)力條件比典型非汽車測試更為嚴格?，F(xiàn)在增加了一些關(guān)鍵測試，例如在指定最高工作溫度下進行 1,000 小時的工作壽命測試。保險絲測試方法要求進行應(yīng)力前和應(yīng)力后的電阻測量，以及應(yīng)力后的載流能力和過載測試。AEC-Q200 E 版本的目標(biāo)是提供一個通用標(biāo)準，讓制造商使用該標(biāo)準來設(shè)計和測試在汽車市場中使用的保險絲。

Littelfuse 通過 AEC-Q200 E 版本認證的保險絲

Littelfuse 擁有悠久的汽車保險絲開發(fā)和生產(chǎn)歷史。該公司在上世紀 30 年代首次推出汽車保險絲，他們的 ^ATO?^ 快速熔斷刀片式保險絲被視為全球標(biāo)準。Littelfuse 為保險絲的 E 版本應(yīng)力測試認證的發(fā)展做出了貢獻，因為其內(nèi)部的汽車保險絲認證測試已與 AEC-Q200 E 版本保持一致。

圖 2 顯示了 Littelfuse 生產(chǎn)的汽車應(yīng)用保險絲產(chǎn)品系列。這些系列分為多種主體樣式，如通孔式、表面貼裝式和盒式。

圖 2：Littelfuse 適用于汽車應(yīng)用的 AEC-Q200 認證保險絲產(chǎn)品系列。（圖片來源：Littelfuse）

下面列出了部分 AEC-Q200 認證保險絲的詳細信息：

• [828 系列盒式保險絲]的高壓額定值為 1,000 V 直流 ，額定電壓下的分斷能力為 10 kA。這些產(chǎn)品面向 OBC 和 PDU 系統(tǒng)。
• 表面貼裝式 [885^Nano2?^]系列的額定電壓高達 500 V 直流 ，在 350 V直流電壓下的分斷能力為 1,500 A。這些小型保險絲可用于鋰離子電池組、BMS 和高壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。
• 表面貼裝式薄膜片式保險絲 [437A]系列的額定電壓為 32 V直流至 125 V 直流 ，額定電壓下的分斷能力為 50 A。該系列產(chǎn)品的基底面較小，響應(yīng)速度快，非常適合為 LED 前照燈、導(dǎo)航系統(tǒng)、TFT 顯示屏等緊湊型汽車電子部件提供次級電路保護。
• 通孔陶瓷體 [^PICOII?^ 521]系列是響應(yīng)非?？斓谋ｋU絲，采用節(jié)省空間的超小型封裝。額定電壓為 75 V，額定電壓下的額定中斷電流為 300 A。這些產(chǎn)品可用于提供 BMS 保護。

總結(jié)

電動汽車需要更多的電子和電能轉(zhuǎn)換元器件和模塊。保險絲扮演著至關(guān)重要的安全角色，不僅保護電子元件、線路和設(shè)備，還保護駕駛車輛的人員。將保險絲納入 AEC-Q200 認證標(biāo)準，可確保這些重要元器件符合統(tǒng)一標(biāo)準。Littelfuse 提供一系列通過 AEC-Q200 認證的保險絲，可用于各種電動汽車過流保護應(yīng)用。