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羅姆全新小尺寸超高額定功率分流電阻器“GMR50”問市,適用于車載和工業領域

作者:shiyang時間:2019-11-28來源:電子產品世界收藏

2019年11月19日,由全球知名半導體制造商(總部位于日本京都)主辦的以5.0×2.5mm尺寸實現超高額定功率4W的產品發布會在北京成功舉辦,最新開發了小型、散熱性能優異的,該產品非常適用于車載和工業設備使用的電機、電源電路的電流檢測。

本文引用地址:http://www.crmfjg.tw/article/201911/407610.htm

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首先,通用元器件生產本部電阻器制造部組長田中幸作先生提到,羅姆的電阻器大多數銷售額來自車載市場,隨著市場變化以及自動駕駛等技術的發展,在車載和工業設備上被廣泛用來檢測電流,在車載領域,隨著汽車的性能提升和多功能化,電機和ECU的搭載數量也在日益增加,這就需要在有限的空間內配置應用。因此,部件的安裝密度越來越高,對于其中部件之一的分流電阻器的大功率和小型化的需求也日益高漲。在這種背景下,羅姆此次開發的系列以5025的尺寸在世界范圍內率先實現了4W化,能夠實現客戶要求的小型化大功率化。 

緊接著,ROHM半導體(北京)有限公司技術中心高級工程師吳波先生向與會記者詳細介紹了這款產品。吳波首先表示,羅姆重點關注的領域主要是通用元器件、功率元器件和模擬電源IC產品三個方面,基于銷售額來說,羅姆的電阻器在世界上排名第三位,和第二位不相上下,主要集中市場是在車載和工控,整體出貨量達到65%,在其他的一些移動設備或者消費類產品加在一起35%左右,羅姆電阻器主要在車載以及工業設備等方面有著非常穩定的發展市場前景。同時他介紹了一下羅姆電阻器的產品陣容:

羅姆分流電阻器的開發趨勢:

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羅姆電阻器的目標規格:

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除了之前6.4×3.2mm尺寸的GMR100之外,產品陣容中新增了5.0×2.5mm尺寸的GMR50。在這里,TCR(Temperature Coefficient of Resistance)是指“電阻溫度系數”,該值越低,相對環境溫度變化的電阻值變化越小,從而可抑制設備運行過程中的波動。

吳波提到,從市場上看,電阻器的尺寸不斷向小型化發展,并且以CASE、MaaS為核心的零件需求增加,市場需要一種即使在大電流下也能穩定檢測電流的小型分流電阻器,需要一種小型、大功率、抗浪涌、抗硫化的高可靠性電阻器,在這樣的發展趨勢下,“GMR50”系列電阻器應運而生。“GMR50”系列通過改善電極結構和優化元件設計,采用高散熱結構,成功地提高了PCB的散熱性能,與同樣是4W額定功率的普通產品相比,可減少39%的安裝面積。此外,對過電流負載也具有優異的耐受性,即使在施加超出額定功率的異常負載時,也能保持穩定的電流檢測精度,有助于提高設備的可靠性并進一步節省車載和工業設備的空間。

吳波強調,“GMR50”是世界上首次以5.0×2.5mm達到了額定功率4W的功率保證的分流電阻器,它的具體優勢主要體現在:

1.采用高散熱結構,實現了超高額定功率,并提高了過電流負載時的耐久性

為了提高分流電阻器的額定功率并實現小型化,需要確保對產品溫升的長期可靠性。針對這一課題,羅姆通過改進電極結構和優化元件設計,大幅提高了散熱性能。例如,在2W條件下使用5mΩ產品時,與5025尺寸的普通產品相比,成功地將表面溫升降低了57%。

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1)大功率保證,有助于設備進一步節省空間

此次,“GMR50”實現了出色的散熱性,盡管是5.0×2.5mm的小型尺寸,卻能在引腳溫度TK=90℃時保證超高的4W額定功率,在引腳溫度TK=110℃時也能保證3W的額定功率。通過實現大功率,可以使用比以往4W額定功率的產品小一個尺寸的分流電阻器,因此可以將安裝面積減少39%,有助于設備更節省空間。

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2) 出色的耐久性,可實現穩定的電流檢測

分流電阻器被用在電流檢測電路中,要求在檢測對象故障和電路的電源故障/接地故障等導致電阻器中流過大電流時,也能夠確保穩定的電流檢測。“GMR50”具有出色的散熱性能,因此與普通產品相比,該產品對過電流負載的耐久性更優異,即使流過超過額定值的過電流,其電阻值的變化也很小,所以可以保持穩定的電流檢測精度。

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3) 可提供綜合性半導體制造商獨有的解決方案

除了分流電阻器,羅姆還擁有從IC到各種功率元器件的豐富產品陣容,同時還在加強獨有的熱仿真等設計支持。例如,此次開發的“GMR50”,就能夠與羅姆以往產品的表面溫升進行仿真比較。經確認,以前需要并聯使用2個以往產品(5025尺寸)的電路,在使用GMR1個產品時,與以往產品相比也能夠抑制產品的表面溫升。

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2.在低阻值范圍也實現了出色的電阻溫度系數

此次開發的“GMR50”系列電阻器的電阻體金屬采用高性能合金材料,在低阻值范圍也可以實現出色的電阻溫度系數(TCR)。例如,在5mΩ時,可實現0~+25ppm/℃。同時,它可以實現不易受環境溫度變化影響的高精度電流檢測,有助于提高應用的可靠性。

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面對與會記者提出的關于羅姆兩年前發布過“GMR100”電阻器產品與現在的“GMR50”相比在材料和散熱路徑設計上的改進優化以及如何做到小尺寸、大功率的問題,羅姆通用元器件生產本部電阻器制造部技術主查后藤陽一先生表示,“GMR50”電阻器是在“GMR100”的基礎上進行開發的,GMR100的設計存在一個發熱的問題這也是羅姆后來重點解決的問題,研發人員對“GMR50”電阻器內部的結構分布做了很好的調整,讓它具有更好的散熱性,并且通過材料的改進以及工藝的優化實現了小型化。由于電極被施加比較大應力的時候會發生一些粘連不好的情況,羅姆同時對電阻的強度做了一些調整,主要是對電極的某一部分材料做了一些變更,使電極的粘合性更好。各方面的優化改進使得羅姆成功研發出散熱性好、小尺寸、大功率的“GMR50”。

最后,現場進行了一個DEMO演示,在一個恒溫箱里面有羅姆的GMR100系列、PMR100系列和LTR100的系列三種電阻器。先將溫度設置成25度左右的室溫,同時采一個它的初始電阻值,這是三個電阻在25度一個初始的電阻值。之后將恒溫箱溫度進行抬升,逐漸把它的溫度抬升到70度左右,這時候再一次測量電阻值,這時候可以看到,GMR這個系列的電阻器的溫度系數是9ppm/攝氏度,而另外兩個系列的電阻器達到了幾十甚至上100多ppm/攝氏度,這一比較就能明顯看出GMR這個系列的電阻器它整體電阻溫度系數非常低,也就意味著它受外界溫度的影響很小,足以說明“GMR50”電阻器非常優秀的電阻溫度系數,具有極高的可靠性。

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