汽车级抗突波绕线晶圆电阻
AEC-Q200认证，绕线结构设计，超高能量吸收，专为汽车电子严苛浪涌环境设计
绕线抗突波核心技术
采用特殊合金绕线结构设计，单脉冲能量吸收高达50J，耐冲击电压达15kV，专为汽车电子严苛浪涌保护应用设计
产品特点
- AEC-Q200 Grade 0认证 : 通过汽车电子委员会最严苛测试
- 超高抗突波能力 : 单脉冲能量吸收高达50J，耐冲击电压15kV
- 绕线结构设计 : 特殊合金绕线，高热容高熔点特性
- 超宽工作温度 : -55℃ ~ +175℃超宽温度范围工作
- 超高可靠性 : 通过ISO 16750-2最严苛汽车电子测试
- 优异散热性能 : 陶瓷基板+绕线结构，散热能力优异
AWR系列采用多层结构设计：1. 陶瓷基板(散热层)；2. 特殊合金电阻丝(能量吸收层)；3. 高温绝缘层(绝缘保护)；4. 环氧树脂涂层(机械保护)。这种结构提供了优异的能量吸收能力和散热性能。
注：AWR系列采用特殊合金绕线结构，单脉冲能量吸收能力高达50J，是抗突波膜层电阻的5倍，标准晶圆电阻的30多倍，为汽车电子系统提供最高级别的浪涌保护。
Level 1: 基础保护
- 单脉冲能量：3-5J
- 冲击电压：2-3kV
- 技术：厚膜电阻
- 应用：消费电子
Level 2: 工业级保护
- 单脉冲能量：5-10J
- 冲击电压：4-6kV
- 技术：抗突波膜层
- 应用：工业控制
Level 3: 汽车级保护 (AWR系列)
- 单脉冲能量：30-50J
- 冲击电压：10-15kV
- 技术：合金绕线结构
- 应用：汽车电子
绕线技术核心优势
AWR系列采用先进的合金绕线技术：
- 高熔点合金材料 : 采用镍铬/康铜等高熔点合金，熔点达1400℃以上
- 绕线结构设计 : 均匀绕线分布，避免局部过热，提高能量吸收均匀性
- 陶瓷基板散热 : 高导热率氧化铝陶瓷基板，快速散热
- 多层保护结构 : 绝缘层+保护涂层，双重防护
- 热容量大 : 绕线结构具有更大的热容量，能量吸收能力强
产品概述
汽车级抗突波绕线晶圆电阻是深圳市硕为科技有限公司专为汽车电子最严苛浪涌保护应用开发的高可靠性电阻产品。通过AEC-Q200 Grade 0认证，满足汽车电子极端环境要求。产品采用特殊合金绕线结构和高导热陶瓷基板设计，具有超高的抗高压冲击能力，单脉冲能量吸收高达50J，耐冲击电压达15kV，适用于汽车电子系统中需要最高级别浪涌保护的各类应用。
AWR系列能够承受ISO 16750-2标准规定的Pulse 5b测试波形：正向脉冲电压+150V～+300V，负向脉冲电压-150V～-450V，脉冲宽度2ms～200ms，重复频率0.5Hz～5Hz，这是汽车电子最严苛的浪涌测试标准。
绕线技术详解
AWR系列采用先进的绕线电阻技术，与传统膜层电阻相比具有显著优势：
绕线电阻 vs 膜层电阻抗突波能力对比
绕线电阻技术优势：
- 能量吸收能力 : 绕线电阻50J vs 膜层电阻10J，提升5倍
- 耐冲击电压 : 绕线电阻15kV vs 膜层电阻6kV，提升2.5倍
- 热容量 : 绕线结构热容量更大，散热更快
- 可靠性 : 绕线结构更坚固，机械强度更高
- 温度范围 : 工作温度-55℃~+175℃ vs -55℃~+155℃
汽车严苛应用场景
电动汽车充电系统
快充桩输出保护、车载充电器输入保护，防止充电过程中的高压浪涌。
高压电池管理系统
800V高压电池包预充电路、接触器控制电路保护，防止高压电弧。
大功率电机驱动
300kW以上大功率电机控制器IGBT吸收电路、驱动电路保护。
高压辅助系统
48V轻混系统、高压空调压缩机、电动转向等高压辅助系统保护。
典型应用案例 - 电动汽车快充桩输出保护
应用场景： 电动汽车直流快充桩输出端的浪涌保护电路。使用AWR系列3920封装、±5%精度、5Ω的抗突波绕线电阻与高压TVS串联，组成输出保护网络。在车辆侧出现15kV/10ms的极端浪涌电压时，AWR电阻能够吸收绝大部分能量，将残压限制在安全范围内，保护后级功率器件免受损坏。经过2000次极端浪涌测试后，电阻值变化小于3%，性能稳定可靠，满足快充桩10年使用寿命要求。
电气特性 (环境温度: 25℃)
| 参数 | 规格 | 测试条件 |
|---|---|---|
| 阻值范围 | 0.1Ω ~ 100kΩ | 依据E24系列 |
| 精度 | ±1%, ±5%, ±10% | 室温，1kHz |
| 温度系数(TCR) | ±100ppm/℃, ±200ppm/℃, ±300ppm/℃ | -55℃ ~ +175℃ |
| 额定功率 | 2W (2512), 5W (3720), 10W (3920), 15W (5930), 20W (7530) | 70℃环境温度 |
| 最大工作电压 | 350V (2512), 500V (3720), 750V (3920), 1000V (5930), 1500V (7530) | 最大连续工作电压 |
| 单脉冲能量吸收 | 20J ~ 50J (根据封装尺寸) | 10ms脉冲宽度 |
| 耐冲击电压 | 10kV ~ 15kV (根据封装尺寸) | 1.2/50μs标准浪涌波形 |
| 绝缘电阻 | ≥10GΩ | 500V DC，室温 |
| 电感量 | 10nH ~ 100nH | 1MHz测试频率 |
封装尺寸与抗突波能力对应表
| 封装尺寸 | 尺寸(mm) | 额定功率(70℃) | 单脉冲能量 | 耐冲击电压 | 适用阻值范围 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2512 | 6.4×3.2 | 2W | 20J | 10kV | 0.1Ω ~ 10kΩ |
| 3720 | 9.5×5.0 | 5W | 30J | 12kV | 0.1Ω ~ 50kΩ |
| 3920 | 10.0×5.0 | 10W | 40J | 14kV | 0.1Ω ~ 100kΩ |
| 5930 | 15.0×7.5 | 15W | 45J | 15kV | 0.1Ω ~ 100kΩ |
| 7530 | 19.0×9.5 | 20W | 50J | 15kV | 0.1Ω ~ 100kΩ |
环境与可靠性特性
| 特性参数 | 规格 | 测试条件 | 标准 |
|---|---|---|---|
| 工作温度范围 | -55℃ ~ +175℃ | - | AEC-Q200 Grade 0 |
| 温度循环 | ΔR/R ≤ ±3% | -55℃ ~ +175℃，1000次 | AEC-Q200 |
| 高温高湿 | ΔR/R ≤ ±3% | 85℃/85%RH，1000小时 | AEC-Q200 |
| 高温储存 | ΔR/R ≤ ±3% | 175℃，1000小时 | AEC-Q200 |
| 耐焊接热 | ΔR/R ≤ ±1% | 260℃，10秒 | IEC 60068-2-20 |
| 振动 | ΔR/R ≤ ±1% | 10-2000Hz，20G，每轴4小时 | IEC 60068-2-6 |
| 机械冲击 | ΔR/R ≤ ±1% | 100G，6ms，1000次 | IEC 60068-2-27 |
| 浪涌寿命 | ΔR/R ≤ ±5% | 15kV，2000次冲击 | ISO 16750-2 |
| 长期稳定性 | ΔR/R ≤ ±2%/年 | 70℃，额定功率，8760小时 | 内部标准 |
汽车电子严苛应用领域
汽车级抗突波绕线晶圆电阻凭借其超高的抗浪涌能力，广泛应用于以下汽车电子严苛应用场景：
高压充电与电源系统
- 直流快充桩 : 输出端浪涌保护、接触器控制电路保护
- 车载充电器(OBC) : 高压输入端保护、DC-DC转换器吸收电路
- 高压电池管理系统 : 800V电池包预充电路、高压接触器保护
大功率驱动系统
- 大功率电机控制器 : IGBT吸收电路、驱动电路保护
- 电动压缩机 : 空调压缩机驱动保护、电源输入保护
- 电动助力转向 : EPS电机驱动保护、电源滤波
安全与高压辅助系统
- 高压安全系统 : 高压互锁检测、绝缘监测电路保护
- 48V轻混系统 : BSG电机驱动保护、DC-DC转换器保护
- 高压照明系统 : LED矩阵大灯驱动保护、电源输入保护
- 多级协同保护 : 采用绕线电阻+高压TVS+GDT的多级协同保护方案
- 能量分级吸收 : 合理分配各级保护元件的能量吸收比例和时间序列
- 热设计与散热 : 确保保护元件有足够的热设计和散热能力
- 响应时间优化 : 优化各级保护元件的响应时间匹配，避免盲区
- 极端环境验证 : 进行-40℃~+125℃全温度范围的浪涌测试验证
应用选型指南
| 应用场景 | 推荐封装 | 推荐阻值 | 推荐精度 | 特殊要求 |
|---|---|---|---|---|
| 快充桩输出保护 | 3920/5930 | 5-50Ω | ±5% | 超高能量吸收，耐高压 |
| 800V BMS预充电路 | 5930/7530 | 10-100Ω | ±5% | 大功率，超高能量 |
| 大功率电机吸收 | 3720/3920 | 1-10Ω | ±10% | 快速响应，高能量 |
| 高压辅助系统保护 | 2512/3720 | 10-100Ω | ±10% | 基本保护，成本优化 |
抗突波测试标准与方法
AWR系列汽车级抗突波绕线晶圆电阻按照国际最严苛标准进行极端的抗浪涌测试，确保满足汽车电子最严苛应用要求：
ISO 16750-2 测试
汽车电子最严苛脉冲抗扰度测试，包括Pulse 1, 2a, 3a, 3b, 5a, 5b等极端脉冲波形。
IEC 61000-4-5 Class 5 测试
最高等级浪涌(冲击)抗扰度测试，1.2/50μs电压波形，8/20μs电流波形。
重复极端冲击测试
15kV浪涌电压，2000次重复极端冲击，测试电阻的极限耐久性。
极端温度冲击测试
-55℃ ~ +175℃极端温度循环下进行浪涌测试，验证超宽温范围性能。
测试数据与性能指标
| 测试项目 | 测试条件 | AWR系列性能 | 常规绕线电阻 | 性能提升 |
|---|---|---|---|---|
| 单脉冲能量吸收 | 10ms脉冲宽度 | 50J (5930封装) | 25J | 100% |
| 耐冲击电压 | 1.2/50μs波形 | 15kV | 8kV | 87.5% |
| 重复冲击寿命 | 15kV，2000次 | ΔR/R < 5% | ΔR/R > 20% | 4倍寿命 |
| 极端温度性能 | 175℃下测试 | 性能保持90% | 性能保持70% | 28.6%提升 |
| 长期稳定性 | 1000小时，125℃ | ΔR/R < 2% | ΔR/R < 5% | 2.5倍稳定性 |
| 热冲击恢复 | 15kV冲击后冷却 | 完全恢复 | 部分恢复 | 完全恢复特性 |
测试设备与条件
极端测试设备配置
- 高压浪涌发生器 : 满足IEC 61000-4-5 Class 5标准，最大输出20kV/10kA
- 极端脉冲发生器 : 满足ISO 16750-2标准，可产生汽车电子最严苛脉冲波形
- 超宽温试验箱 : -70℃ ~ +200℃温度范围，精度±0.5℃
- 高压数字存储示波器 : 带宽1GHz，采样率5GS/s，高压探头
- 热成像仪 : 红外热成像，监测电阻冲击时的温度分布
- 极端环境数据采集系统 : 实时监测电阻温度、电压、电流、形变等参数
深圳市硕为科技有限公司建立了完善的质量保证体系，通过IATF 16949:2016汽车行业质量管理体系认证。AWR系列汽车级抗突波绕线晶圆电阻采用全自动生产线制造，每批产品都经过100%的电性能测试和抽样极端浪涌测试，确保产品质量的一致性和可靠性。
所有汽车级产品均具有完整的可追溯性，从原材料批次、生产时间、生产线、操作员到最终测试数据，全程可追溯，满足汽车行业零缺陷质量要求。产品已通过第三方检测机构认证，符合AEC-Q200 Grade 0最严苛标准。
