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哪些是最常见的电子元件故障? 1 min Blog 在为新电路板选择元件时,人们往往更加关注板级可靠性,仿佛这能确保元件级的可靠性并防止零件故障。这在一定程度上是正确的:智能电路板设计和PCBA决策可以抑制或防止可能导致元件故障的问题。然而,某些情况下,有些元件本身就比其他元件更容易出现故障。 还有另一种做法加剧了元件故障的问题。对于许多产品来说,当发生故障时,人们倾向于简单地丢弃电路板或更换整个电路板,而不是调查故障的根本原因。许多故障可以追溯到一个或多个故障元件,因此,了解哪些是最常见的故障电子元件非常重要。了解哪些板级问题可能导致这些常见故障,以及应使用哪些替代元件以确保系统更长的使用寿命,也同样重要。 最常见的电子元件故障 不再赘述,让我们来看看一些常见的电子元件故障。正如我们将看到的,常见故障并不局限于特定元件,简单来说,元件的功能、位置和类型可能使其在各种方式上更容易出现故障。 高温下的BJTs和MOSFETs 与某些其他温度等级不同,其中元件可能在超过额定规格时继续运行,MOSFETs如果超过额定结温将几乎立即失败。BJTs也会发生类似的效应。如果这些元件在运行过程中的温度增加,它们的导通电阻也会增加,进而进一步增加损耗和温度,如此循环…… 这被称为热失控,是最终导致元件故障的正反馈问题。热失控不仅仅局限于 MOSFETs,它也在压敏电阻和 钽电容中发生。然而,这种效应在集成电路中较为罕见,因为它们更容易受到其他来源的压力影响。 功率MOSFETs包括一个与芯片连接的散热器,以散发热量并帮助防止过热。 容易受到放电或电源浪涌影响的元件 电源浪涌会在未受保护的系统中产生过电压(击穿)。最明显的影响是在电源整流/调节部分输入端的元件,如电容器,在电源浪涌期间可能会经历过电压和击穿。静电放电(ESD)与电源浪涌并不完全相同,但可以采取相同的过电压保护措施来解决。 由于它们在电路板中的位置,IC更容易受到大型ESD(静电放电)事件的影响。这就是为什么半导体制造商在其产品中包含ESD保护的原因。此外, IEC 61000-4-2标准定义了ESD保护的要求,以确保产品的安全性和可靠性,因此使用具有集成ESD保护的组件对较小的ESD事件的敏感性较低。 过压和过电流 虽然从技术上讲,任何组件都可能因这些因素而失败,但在某些组件中,无论是否存在ESD脉冲/电源浪涌,都可能发生这些情况。在没有ESD脉冲的情况下,由于设计中的意外过压,IC内部可能发生锁存现象。这在组件的电源轨和地之间创建了一个低阻抗路径,导致过电流和过热。防止这种情况需要仔细选择能够维持IC所需适当电压水平的电源调节器。 对湿度敏感的组件 电子组件有一个称为湿度敏感等级(MSL)的指标,定义了部件吸收水分的速度。MSL值的范围从1级(部件可以无限期地暴露在湿度中)到6级。如果湿度将是一个主要问题和潜在的故障原因,请尝试包含低MSL值的组件。如果您必须包含一个高MSL组件,考虑使用共形涂层;这将保护组件以及板子免受湿气的侵害,包括氧化。 极端腐蚀是湿气暴露的一个危险,但水分也可以在过程中渗入组件包装。 阅读文章
2021年汽车电子趋势及未来展望 1 min Blog CES 2021为我们带来了一系列未来派的车辆用品和有趣的概念车辆,而即将到来的CES 2022展览预计也不会让人失望。这些车辆中的电子设备反映了更广泛的汽车电子趋势,这是汽车制造商、OEMs、售后市场电子设计师和消费者不能忽视的。PCB是汽车电子的支柱,而 电子成本目前占新车成本的约40%。预计到2030年,这一比例将达到50%,正好是新消费者汽车预计部分或完全自动驾驶的时点。如果你回顾1950年代雪佛兰的引擎盖下,很难想象汽车工业已经发展到了这个地步。 不仅是电子组件的数量预计将继续增加,这些系统的复杂性,无论是硬件还是嵌入式软件,也将增加。在这些统计数据下面,有几个汽车电子趋势将推动OEM和售后市场设计师的组件需求。让我们看看这些趋势如何影响新车和未来汽车的电子系统格局。 顶尖汽车电子趋势 每个人都熟悉的最突出趋势是 当前的汽车芯片短缺,不幸的是,这已经波及到电子行业的几乎每一个其他领域。汽车电子覆盖多个应用领域,从电源到传感和无线通信。 电动车的电源管理 随着经济发达国家的基础设施变化,以及新型电池系统的开发,我们可以继续期待拥有更长续航里程和更快充电时间的电动车。这一切都依赖于更先进的电源管理系统,这些系统依赖于一系列基本组件。这些组件不一定是高度集成的SoCs,仅仅因为它们需要处理如此多的电力,但高功率系统可能仍然需要在专用模块上使用离散组件操作。 出现在电动车中的一些主要电源系统包括: 无线BMS,用于管理电动车电池组中的充电分配,以及监控电池和将数据回传给控制单元。 电动车充电站中V2G技术和双向充电的出现。 使用具有高工作温度和高热导率的更先进半导体,用于 功率MOSFETs。 在这些电源管理系统中需要使用的一些典型组件包括用于感测和控制回路的一系列组件,例如 电流感测放大器。由于电动汽车(EV)使用的电池组电压较高,因此用于ESD保护的组件也是保护电路不可或缺的。集成的电源管理IC,带有多个调节器(见下方的 NXP的MC33PF8200A0ES)正被用来控制这些系统,以及汽车级处理器和一套ASIC。 NXP的MC33PF8200A0ES应用处理器提供了一种集成的汽车电源管理解决方案。 关于需要在高功率下运行以管理充放电的功率FET, 阅读文章