Littelfuse用于增强型备用电源解决方案的单芯超级电容器保护集成电路

Release time：2024-05-14
author：AMEYA360
source：Littelfuse
reading：1354

　　Littelfuse宣布推出电子保险丝保护集成电路系列的最新成员——LS0502SCD33S。这款新开发的产品引入了单电池超级电容器保护集成电路，专为极端条件下的备用电源充电而定制，在该领域树立了新的基准。

Littelfuse用于增强型备用电源解决方案的单芯超级电容器保护集成电路

　　LS0502SCD33S电子保险丝保护集成电路

　　备用电源在许多场合都是必不可少的，但锂离子电池有限的耐温性往往限制了其应用。Littelfuse针对这一问题设计了LS0502SCD33S，利用超级电容器技术提供了一种在宽温度范围内确保卓越性能的解决方案，同时具有超强的功率/能量密度。这种单电池方法可确保提供可靠、紧凑的备用选择。

　　LS0502SCD33S的一个突出特点是能够轻松管理3V以上的高工作电压，无需复杂的电源管理安排。LS0502SCD33S集成了输入过压和电流保护机制，可防止潜在的系统损坏。它为存储电容器或电容器组提供了一个适应性强、一体化、节省空间的解决方案。此外，它还集成了一个用于反向阻断的理想二极管，从而在输入电压下降时保持性能和效率。

　　LS0502SCD33S单电池超级电容器保护集成电路非常适合超级电容器的各种用途，例如：

　　行车记录仪

　　智能水电表

　　IoT小工具

　　工业手持设备

　　配有可拆卸电池的便携式电子产品

　　“LS0502SCD33S单电池超级电容器电子保险丝为电子开发人员提供了极其高效的、集成到单个组件中的超级电容器充电保护集成电路解决方案。” Littelfuse保护半导体部门助理产品经理Bernie Hsieh评价道。“电子保险丝保护集成电路系列的扩展进一步扩大了我们的产品范围，包括对便携式电池供电设备的保护，使Littelfuse站在了快速发展的超级电容器管理和保护市场的前沿。”

　　LS0502SCD33S支持过流保护 (OCP) 和过压保护 (OVP) 等多种保护功能，同时还具有高能效和主用/备用自动切换功能，是同类产品中的佼佼者。

　　除了保护功能以外，LS0502SCD33S还具有众多优势。它能提高可靠性，延长使用寿命，帮助制造商降低维护成本。此外，它还能延长电池的耐用性，并通过紧凑的设计最大限度地减小终端产品的体积，这对于需要长时间待机的设备来说是一项重要功能。

　　功能概述

　　LS0502SCD33S是一款全面的备用存储电容器系统解决方案，集成了输入过压、过流保护、反向闭锁开关和超级电容器充电控制电路。它能确保单电池超级电容器配置的均衡充电，在存储元件充满电后以最小的2.5μA电流运行，并且会发出输入电源断开的信号，使主系统能迅速做出反应。

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Littelfuse：用于800V BEV系统应用的1300V A级沟槽式IGBT
行业新闻

Littelfuse：用于800V BEV系统应用的1300V A级沟槽式IGBT

　　Littelfuse推出新型1300V A5A沟槽分立式IGBT，专为800V电动汽车(BEV)应用而设计。这些IGBT具有优化的集电极-发射极饱和电压(VCE(sat))、强大的短路能力和更大的电流范围。特别适用于PTC加热器、放电电路和预充电系统等应用，这些应用的重点是更高的浪涌电流和低导通压降，而不是高开关频率。　　背景　　汽车行业正积极拥抱可持续发展，其中电动汽车(BEV)因其高效率和零尾气排放而走在前列。2023年，BEV和插电式混合动力电动汽车(PHEV)的全球销量达到1360万辆，比2022年增长了31%。据预测，这一数字在未来几年还将加速增长。　　尽管有所增长，但挑战依然存在。过高的成本、过长的充电时间和有限的行驶里程继续阻碍着它的广泛应用。为了解决这些问题，制造商正在推出800V BEV系统。这种更高的电压架构可加快充电速度，大大减少充电时间和成本。　　硅技术并未消亡　　自电动汽车(EV)大规模应用的最初几年起，碳化硅(SiC)和其他宽带隙(WBG)技术就被认为是各种BEV子系统的理想候选材料。与硅相比，WBG材料具有更高的带隙和更大的击穿电压，因此可以实现更高的电流密度、更高的开关频率并降低总体损耗。这些优点使系统设计人员能够提高效率、缩小体积和减轻重量，特别是在允许高开关频率的应用中。因此，正如大量研究表明的那样，碳化硅已成为牵引逆变器的主流技术，但也有一些例外。　　硅制造工艺的成熟性、丰富的可选项、较低的成本、较简单的栅极驱动方法以及器件的可靠性，使得硅功率MOSFET和IGBT仍然是WBG技术的可行替代品。选择合适的器件取决于技术娴熟的设计人员，而作为供应商，我们有责任提供全面的选择，以满足不同的需求和偏好。　　在需要低开关频率的应用中，传导损耗和热设计的简易性都是至关重要的因素。WBG器件固有的高功率密度会给热管理带来挑战，而硅IGBT和MOSFET较大的芯片面积则有利于在这些情况下更轻松地进行热管理。　　电动汽车有复杂的电路，包括一些对半导体开关频率要求不高的子系统。　　应用　　热管理PTC子系统、预充电电路和放电电路中的并不一定需要更高的开关频率。相反，它们需要低传导损耗、高浪涌电流能力半导体器件，以实现高可靠性。　　BEV的热管理　　传统内燃机(ICE)汽车本身会产生大量的热能浪费，而电动汽车则不同，它的效率要高得多。但这种效率的后果是，它们不会产生足够的废热来加热。　　电动汽车(EV)有两个与热管理相关的重要要求：　　电动汽车电池调节　　在寒冷环境条件下的车内空间加热　　在寒冷的环境温度下，PTC加热器和热泵可用于调节电池以达到最佳性能，产生的热量还可用于车内空间加热。PTC加热器的典型电路配置如下所示。　　在这种应用中，IGBT的开关频率从几十赫兹到几百赫兹不等。低导通压降、可靠耐用(短路能力)和良好的半导体热性能是这一应用的关键因素。　　放电电路　　800V BEV系统中直流母线电容器的放电要求，高压电池电动汽车的关键安全协议要求在两种不同的运行情况下对直流母线电容器进行放电：　　正常运行关闭　　紧急情况，如碰撞后或严重故障检测　　这些放电机制是基本的安全功能，旨在降低车内人员和维修人员触电的风险，同时防止潜在的火灾危险。根据制造商的风险评估协议，这种应用通常被划分为汽车安全完整性B级(ASIL-B)。　　在800V BEV架构中，标称电池电压属于B类电压(60V 1500V)。根据ISO 6469-4安全规定，系统必须确保在紧急情况下快速降低电压。具体来说，在碰撞后车辆停止后的5秒内，总线电压必须降至并保持在直流60V以下。　　直流母线电容器可通过IGBT放电。需要时，打开IGBT，通过与IGBT串联的Rdis电阻器对电容器中的所有能量进行放电。具有高浪涌电流能力的可靠IGBT对于这种应用非常重要。　　预充电电路　　预充电电路通常用于电动汽车(EV)，包括电池管理系统和车载充电器，以及电源和配电装置等工业应用。在电动汽车中，控制器不仅要处理高电容电气元件，还要通过控制电机的功率流来确保电机平稳高效地运行。预充电电路中的高压正负接触器可安全地连接和断开电容器的电源，防止启动时产生过大的浪涌电流。它们可确保充电受控，并在必要时通过隔离组件来维护系统安全。如果没有预充电电路，接触器在闭合过程中可能会发生熔化，导致短暂电弧和潜在损坏。　　在上述电路中，有两个大电流、高电压接触器S1和S2，以及一个单独的预充电开关T1和一个直流链路电容器C1，它们与负载(如牵引逆变器)并联。起初，两个大电流接触器S1和S2都处于断开状态，将高压蓄电池与负载的两个端子隔离。预充电开始时，开关T1(1300V A5A IGBT)与高压负极接触器S1一起闭合，使直流链路电容器充电至与蓄电池相同的电压。预充电过程结束后，开关T1打开，高压正极接触器S2关闭。由于直流链路电容器在高压正极和负极接触器闭合之前已经充电，因此不会产生明显的浪涌电流。1300V A5A IGBT具有很高的浪涌电流能力，因此非常适合这种应用。　　Littelfuse提供1300V A5A沟槽式IGBT　　为了满足800V BEV不断发展的需求，Littelfuse推出了全新系列的1300V沟槽分立式IGBT，如下图6所示。这些器件专为需要降低传导损耗(Pcond)、良好热性能和可靠性的应用而设计。该系列的A级IGBT具有优化的低集电极-发射极饱和电压(VCE(sat))，从而提高了低频开关性能。这些IGBT具有高达10µsec的短路可靠性。这一特性尤其适用于关键的BEV系统，如对车内空间加热和电池调节至关重要的PTC加热器。此外，这些IGBT还可用于预充电和放电电路。　　该系列包括集电极电流为15A、30A、55A和85A(外壳温度为110°C)的单通道IGBT。封装选项有SMD TO-263HV、TO-268HV和插件TO-247。与传统的三引脚TO-263和TO-268封装相比，SMD封装的HV版本具有更强的爬电和电气距离。　　性能和优势　　更高的击穿电压BVCES：1300V击穿电压专为800V BEV架构定制，适用于乘用车和重型卡车。1300V额定电压可为直流母线电压提供缓冲，直流母线电压会根据电池的充电状态而波动，然而1200V额定电压的器件可能会带来应用风险。　　1300V的器件电流范围更广：集电极电流范围为15A至85A(110°C时)，可满足乘用车和重型车辆的各种应用要求。　　传导能量损耗最小化Econd：该系列是1300V IGBT中VCE(饱和)值最低的产品之一，有效地将传导损耗降至最低。这一特性不仅提高了效率，还缓解了热设计难题。　　短路能力tSC：1300V IGBT可处理长达10微秒的短路能力，因此适用于需要更高可靠性的汽车应用。　　封装：表面贴装分立封装包括TO-263HV、TO-268HV和插件TO-247。这些SMD封装的高压(HV)版本与标准3引脚版本相比，改善了爬电距离和电气距离。　　结束语　　随着汽车行业向更高电压架构的电动汽车转变，硅IGBT对于要求较低开关频率和最小传导损耗的应用仍然至关重要。Littelfuse的1300V A级沟槽式IGBT系列可满足800V BEV子系统的特殊需求，特别是在PTC加热器、放电电路和预充电应用中。这些IGBT具有低VCE(饱和)、短路能力和宽电流范围。同时提供SMD和插件封装，具有更强的爬电和电气距离，为设计提供了灵活性。
2025-04-22 15:46 reading：201
Littelfuse：KSC XA轻触开关提供声音柔和轻触反馈，增强用户体验
行业新闻

Littelfuse：KSC XA轻触开关提供声音柔和轻触反馈，增强用户体验

　　Littelfuse宣布推出 KSC XA系列柔和声音轻触开关 ，为需要安静、可靠触觉反馈的应用提供了一项关键解决方案。KSC XA开关专为表面贴装技术(SMT)应用而设计，提供创新的柔和声音，带来更安静的用户体验，扩展笼可实现灌封兼容性，高驱动力选项确保了精确、周密的操作。这些特性使KSC XA开关非常适合对降噪、耐用性和可靠性有着更高要求的行业，例如汽车、医疗、工业和高档消费电子产品。　　KSC XA系列为工程师提供了一项创新组合，兼具柔和的轻触反馈、紧凑的尺寸和高度的环境耐受性。KSC XA开关具有IP67防尘和防潮等级，并采用坚固的硬驱动器设计，可确保在恶劣环境中保持持久的性能。其扩展笼设计支持以灌封材料封装，提供额外的防腐蚀和环境压力保护。　　主要功能与特色：　　柔和声音：增强用户体验，尤其是在对噪音敏感的环境中;　　扩展笼：实现灌封兼容性，增强对恶劣环境的保护;　　高驱动力(高达9.6N)：提供精确的有意按钮触发，减少意外激活;　　IP67级密封：确保耐久性，防潮、防尘、防碎屑;　　使用寿命长：多达100万次循环，具有卓越的可靠性;　　J形弯曲端子：支持高效的SMT组装，简化大批量生产;　　紧凑尺寸(6.2x6.2x4.9mm)：非常适合空间有限的应用;　　环保：低卤素，符合RoHS和REACH标准，与无铅回流焊接工艺兼容。　　“KSC XA系列以多功能KSC轻触开关系列的成功为基础，为柔和声音和灌封兼容性引入了新的标准。”Littelfuse公司EBU开关和传感器研发欧洲研发总监Laurent Kubat表示，“这些轻触开关以紧凑的外形提供可靠、低噪音的操作，非常适合汽车方向盘、智能家居设备和外科手术器械等要求苛刻的应用。KSC XA提供耐用且多功能的解决方案，减少了频繁更换的需求，并为客户确保了长期性能。”　　目标市场和应用　　KSC XA轻触开关旨在满足各类应用需求，包括：　　汽车：方向盘按钮、仪表板控制、车窗开关和座椅控制;　　医疗：诊断设备、患者控制设备和监护仪;　　工业：工厂自动化、测试和测量设备以及智能电表;　　高端消费电子产品：耳机、高级遥控器、智能家居设备和人体工学产品。　　KSC XA系列将用户偏爱的安静操作与强大的环保性能相结合，为轻触开关树立了新的标杆。它能够在满足恶劣应用需求的同时增强用户体验，这一特性使其成为Littelfuse/C&K产品组合的重要组成部分。
2025-04-22 15:43 reading：195
Littelfuse推出用于800V BEV系统应用的1300V A级沟槽式IGBT
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Littelfuse推出用于800V BEV系统应用的1300V A级沟槽式IGBT

　　Littelfuse推出新型1300V A5A沟槽分立式IGBT，专为800V电动汽车(BEV)应用而设计。这些IGBT具有优化的集电极-发射极饱和电压(VCE(sat))、强大的短路能力和更大的电流范围。特别适用于PTC加热器、放电电路和预充电系统等应用，这些应用的重点是更高的浪涌电流和低导通压降，而不是高开关频率。　　背景　　汽车行业正积极拥抱可持续发展，其中电动汽车(BEV)因其高效率和零尾气排放而走在前列。2023年，BEV和插电式混合动力电动汽车(PHEV)的全球销量达到1360万辆，比2022年增长了31%。据预测，这一数字在未来几年还将加速增长。　　尽管有所增长，但挑战依然存在。过高的成本、过长的充电时间和有限的行驶里程继续阻碍着它的广泛应用。为了解决这些问题，制造商正在推出800V BEV系统。这种更高的电压架构可加快充电速度，大大减少充电时间和成本。　　硅技术并未消亡　　自电动汽车(EV)大规模应用的最初几年起，碳化硅(SiC)和其他宽带隙(WBG)技术就被认为是各种BEV子系统的理想候选材料。与硅相比，WBG材料具有更高的带隙和更大的击穿电压，因此可以实现更高的电流密度、更高的开关频率并降低总体损耗。这些优点使系统设计人员能够提高效率、缩小体积和减轻重量，特别是在允许高开关频率的应用中。因此，正如大量研究表明的那样，碳化硅已成为牵引逆变器的主流技术，但也有一些例外。　　硅制造工艺的成熟性、丰富的可选项、较低的成本、较简单的栅极驱动方法以及器件的可靠性，使得硅功率MOSFET和IGBT仍然是WBG技术的可行替代品。选择合适的器件取决于技术娴熟的设计人员，而作为供应商，我们有责任提供全面的选择，以满足不同的需求和偏好。　　在需要低开关频率的应用中，传导损耗和热设计的简易性都是至关重要的因素。WBG器件固有的高功率密度会给热管理带来挑战，而硅IGBT和MOSFET较大的芯片面积则有利于在这些情况下更轻松地进行热管理。　　电动汽车有复杂的电路，包括一些对半导体开关频率要求不高的子系统。　　应用　　下图展示了电动汽车中的通用电池分配单元(BDU)。　　热管理PTC子系统、预充电电路和放电电路中的并不一定需要更高的开关频率。相反，它们需要低传导损耗、高浪涌电流能力半导体器件，以实现高可靠性。　　BEV的热管理　　传统内燃机(ICE)汽车本身会产生大量的热能浪费，而电动汽车则不同，它的效率要高得多。但这种效率的后果是，它们不会产生足够的废热来加热。　　电动汽车(EV)有两个与热管理相关的重要要求：　　电动汽车电池调节　　在寒冷环境条件下的车内空间加热　　在寒冷的环境温度下，PTC加热器和热泵可用于调节电池以达到最佳性能，产生的热量还可用于车内空间加热。PTC加热器的典型电路配置如下所示。　　在这种应用中，IGBT的开关频率从几十赫兹到几百赫兹不等。低导通压降、可靠耐用(短路能力)和良好的半导体热性能是这一应用的关键因素。　　放电电路　　800V BEV系统中直流母线电容器的放电要求，高压电池电动汽车的关键安全协议要求在两种不同的运行情况下对直流母线电容器进行放电：　　正常运行关闭　　紧急情况，如碰撞后或严重故障检测　　这些放电机制是基本的安全功能，旨在降低车内人员和维修人员触电的风险，同时防止潜在的火灾危险。根据制造商的风险评估协议，这种应用通常被划分为汽车安全完整性B级(ASIL-B)。　　在800V BEV架构中，标称电池电压属于B类电压(60V 1500V)。根据ISO 6469-4安全规定，系统必须确保在紧急情况下快速降低电压。具体来说，在碰撞后车辆停止后的5秒内，总线电压必须降至并保持在直流60V以下。　　典型的放电电路如下图所示。　　直流母线电容器可通过IGBT放电。需要时，打开IGBT，通过与IGBT串联的Rdis电阻器对电容器中的所有能量进行放电。具有高浪涌电流能力的可靠IGBT对于这种应用非常重要。　　预充电电路　　预充电电路通常用于电动汽车(EV)，包括电池管理系统和车载充电器，以及电源和配电装置等工业应用。在电动汽车中，控制器不仅要处理高电容电气元件，还要通过控制电机的功率流来确保电机平稳高效地运行。预充电电路中的高压正负接触器可安全地连接和断开电容器的电源，防止启动时产生过大的浪涌电流。它们可确保充电受控，并在必要时通过隔离组件来维护系统安全。如果没有预充电电路，接触器在闭合过程中可能会发生熔化，导致短暂电弧和潜在损坏。　　其中一种预充电电路拓扑结构如下图所示。　　在上述电路中，有两个大电流、高电压接触器S1和S2，以及一个单独的预充电开关T1和一个直流链路电容器C1，它们与负载(如牵引逆变器)并联。起初，两个大电流接触器S1和S2都处于断开状态，将高压蓄电池与负载的两个端子隔离。预充电开始时，开关T1(1300V A5A IGBT)与高压负极接触器S1一起闭合，使直流链路电容器充电至与蓄电池相同的电压。预充电过程结束后，开关T1打开，高压正极接触器S2关闭。由于直流链路电容器在高压正极和负极接触器闭合之前已经充电，因此不会产生明显的浪涌电流。1300V A5A IGBT具有很高的浪涌电流能力，因此非常适合这种应用。　　下图显示的是Littelfuse的BDU演示板，其中包含一个1300V A5A IGBT。　　Littelfuse提供1300V A5A沟槽式IGBT　　为了满足800V BEV不断发展的需求，Littelfuse推出了全新系列的1300V沟槽分立式IGBT，如下图6所示。这些器件专为需要降低传导损耗(Pcond)、良好热性能和可靠性的应用而设计。该系列的A级IGBT具有优化的低集电极-发射极饱和电压(VCE(sat))，从而提高了低频开关性能。这些IGBT具有高达10µsec的短路可靠性。这一特性尤其适用于关键的BEV系统，如对车内空间加热和电池调节至关重要的PTC加热器。此外，这些IGBT还可用于预充电和放电电路。　　该系列包括集电极电流为15A、30A、55A和85A(外壳温度为110°C)的单通道IGBT。封装选项有SMD TO-263HV、TO-268HV和插件TO-247。与传统的三引脚TO-263和TO-268封装相比，SMD封装的HV版本具有更强的爬电和电气距离。　　性能和优势　　更高的击穿电压BVCES：1300V击穿电压专为800V BEV架构定制，适用于乘用车和重型卡车。1300V额定电压可为直流母线电压提供缓冲，直流母线电压会根据电池的充电状态而波动，然而1200V额定电压的器件可能会带来应用风险。　　1300V的器件电流范围更广：集电极电流范围为15A至85A(110°C时)，可满足乘用车和重型车辆的各种应用要求。　　传导能量损耗最小化Econd：该系列是1300V IGBT中VCE(饱和)值最低的产品之一，有效地将传导损耗降至最低。这一特性不仅提高了效率，还缓解了热设计难题。　　短路能力tSC：1300V IGBT可处理长达10微秒的短路能力，因此适用于需要更高可靠性的汽车应用。　　封装：表面贴装分立封装包括TO-263HV、TO-268HV和插件TO-247。这些SMD封装的高压(HV)版本与标准3引脚版本相比，改善了爬电距离和电气距离。　　结束语　　随着汽车行业向更高电压架构的电动汽车转变，硅IGBT对于要求较低开关频率和最小传导损耗的应用仍然至关重要。Littelfuse的1300V A级沟槽式IGBT系列可满足800V BEV子系统的特殊需求，特别是在PTC加热器、放电电路和预充电应用中。这些IGBT具有低VCE(饱和)、短路能力和宽电流范围。同时提供SMD和插件封装，具有更强的爬电和电气距离，为设计提供了灵活性。
2025-04-07 13:45 reading：267
Littelfuse：浅谈如何设计一款高可靠性的汽车CAN总线 (1)
行业新闻

Littelfuse：浅谈如何设计一款高可靠性的汽车CAN总线 (1)

　　CAN总线的应用不仅在工业领域，在汽车电子上的应用更是非常广泛。由于汽车的使用环境相对更复杂、更恶劣，这使得汽车CAN总线非常容易受到外界的干扰，严重时甚至会遭到破坏。所以如何设计一款高可靠性的汽车CAN总线，来保证各个汽车电子设备之间的可靠通讯，是至关重要的。　　下图是典型的CAN口电路设计，在CAN transceiver芯片和connector之间会用到共模电感 (Common Mode Choke) 、电容 (CH1,CH2,CL1,CL2,CSPLIT) 、电阻 (RH,RL) 、ESD及过压保护管 (TVS)。　　让我们一起来看看这些元器件分别都有什么作用吧！　　1. 共模电感 (CMC)　　CMC的主要作用是用来抑制共模噪声的。CAN总线是通过差分信号来传输的，共模噪声会对信号质量产生比较大的影响，CMC有很高的共模阻抗以及很低的差模阻抗，所以既可以抑制共模噪声，又不会对差模信号产生影响。　　2. 电容 (CH1,CL1,CH2,CL2)　　这四颗电容和CMC构成LC的Π型滤波网络，可进一步加强噪声的滤除。　　3. 电阻 (RH,RL)　　RH,RL的主要作用是阻抗匹配，尤其是在CAN总线线长比较长的时候。为了保证CAN_H和CAN_L的对称性，RH和RL的值必须相同并且尽量选择<1%的高精度电阻。CAN总线的终端电阻为120ohm，所以通常情况下会选择RH=RL=60ohm，功率一般为0.25W。　　至于为什么采用120ohm的电阻，在ISO 11898-2的标准中有如下建议：　　当然，120ohm只是一个推荐值，在实际应用中可以根据测试结果来进行微调。　　4. 电容 (CSPLIT)　　CSPLIT与RH,RL构成RC低通滤波器，用来抑制共模噪声。　　5. ESD及过压保护管 (TVS)　　TVS放置在靠近connector侧，保护后面所有元器件免受ESD、EFT、Surge等的干扰和破坏。这颗TVS比较重要，选型时需要考虑以下要求：　　- ESD测试(ISO 10605, IEC 61000-4-2)　　- 快速瞬态脉冲测试(ISO 7637-2 pulse 3a/3b)　　- 慢速瞬态脉冲测试(ISO 7637-2 pulse 2a)　　- 稳压器故障(ISO 16750-2)　　- 搭接启动(ISO 16750-2)　　- 反向电压(ISO 16750)　　开篇到此结束。下一篇会重点说说上述提到的这些内容，以及相关的TVS选型。
2025-03-10 13:39 reading：392
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