支持车载CAN-FD的“片式多层压敏电阻器 2合1型”

2025-01-17

image: On-board CAN-FD compatible Chip Type Multilayer Varistor 2-in-1 Type

作者

矢内　剑

所属机构：日本松下机电株式会社元器件解决方案事业部
车载压敏电阻产品的新产品研发、材料工艺设计和 FAE负责人。
2013 年加入松下，一直从事陶瓷设备的材料工艺设计，重点负责松下千岁工厂的压敏电阻产品。
东京大学工学硕士。
加入学术团体：日本陶瓷学会、日本静电学会、日本汽车工程师学会
论文：日本汽车工程师学会会刊（第 55 卷，第 1 期，2024 年 1 月）

特点
产品应用
规格
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近年来，随着汽车电子化的发展，车载通信的高速化进程加快，CAN-FD差动传输线路中High和Low之间的电容差引发的噪音及通信质量下降已成为一个课题。此外，越来越多的汽车上配备的传感器和用来处理位置信息的IC数量在增加，流向车载线束的电流也随之增加，对车载设备EMC（电磁兼容性）性能的要求也越来越高。

因此，本公司利用长期积累的压敏电阻器材料技术以及多层芯片零部件的设计能力，在保持高ESD保护性能的同时，开发出了将两个元件的压敏电阻器功能合二为一的车载用“片式多层压敏电阻器 2合1型”。

特点

通过2合1结构将电容差减少到1.0pF以下，实现高质量通信
兼具高ESD保护性能和EMC性能（在EMC试验中确保通信高稳定性）
通过精简元件数量，为客户的生产流程在材料和能源的节约上贡献了卓越的价值

1.　通过2合1结构将电容差减少到1.0pF以下，实现高质量通信

以往，在采取以CAN、CAN-FD为代表的差动传输线路ESD对策时，通常在传输线的High和Low部分分别配置独立的片式多层压敏电阻器，由于各自静电电容差的影响，难以保证高速通信的信号质量稳定性。
新产品通过独特的2合1结构和过程设计，在一个1608尺寸的零部件中实现了两条线路用的ESD对策功能，将差动传输线路的High和Low之间的电容差抑制在1.0pF以下（相较于使用两颗本公司以往产品的情况减少至1/5以下），从而实现了高质量的通信。

将差动传输线路的High和Low之间的电容差抑制在1.0pF以下（相较于使用两个本公司以往产品的情况减少至1/5以下）

2.　兼具高ESD保护性能和EMC性能（在EMC试验中确保高通信稳定性）

新产品是基于本公司在1968年开发的压敏电阻器材料经过改良设计而成的商品，具有高ESD保护性能（25kV 10次@150pF 330Ω）。以往使用的TVS二极管在EMS试验（如BCI试验）中容易发生通信错误，新产品在BCI试验中可以保持高通信稳定性。

＜EMC试验＞

使用CAN-FD评估板，在子板上准备具有相同结构/规格的样品进行相向通信，对有无BCI噪音引发的通信错误以及CAN-H/L、Rxd的波形进行观测。

EMC试验条件：1MHz～505MHz/200mA
注入时间: 2秒　　注入次数: 1次　　注入部位: 相距ECU 150mm处

CAN-FD通信：通信速率5Mbps

＜BCI事例＞

试验样品	试验结果 (有无通信错误）
片式多层压敏电阻器		Pass
TVS二极管（CAN-FD用）		Fail

3. 通过精简元件数量，为客户的生产流程在材料和能源的节约上贡献了卓越的价值

当使用一个新产品（1608尺寸 1.6mm x 0.8mm）时，相较于使用两颗本公司以往产品（1005尺寸 1.0mm x 0.5mm）时，尽管性能相同，但可以将贴装数量减半。通过减少零部件数量，减少了客户组装工序中的贴装材料、贴装时的能源消耗，为减轻环境负荷做出贡献。

产品应用

规格

产品编号	EZJPRV270RM
最大容许电路电压	DC 16V
压敏电压	27V (24.3 ～ 32.4V)
静电电容	15pF±3.0pF@1MHz
静电电容差	1.0pF max.
钳位电压	60V max.
ESD耐性	IEC61000-4-2 150pF/330Ω 接触放电 25kV