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滿足電動車電路保護需求 高分子聚合物特性很吃香

文‧陳妤瑄 發布日期:2017/08/02 關鍵字:Gogoro鋰電池二極體陣列Littelfuse突波干擾

打造電力裝置可能用到的電路保護元件有很多,包括保險絲、壓敏電阻、二極體陣列,以及高分子聚合物等。其中,具備高電容值的二極體陣列一向是靜電防護的首選,不過近年隨著鋰電池應用的大量增加,對溫度十分敏感的高分子聚合物,順勢成為了電路保護界的新寵兒。

Littelfuse業務總監暨台灣區總經理陳昌淵表示,相較於高分子聚合物,二極體陣列的成本比較貴,兩者在特性上也大有不同。由於二極體陣列屬於半導體IC元件,因此其反應速度很快,而高分子聚合物的反應速度是比較慢的。進一步來看,兩者在電容值上的表現也有相當的差異,高分子聚合物的電容值相當低,二極體陣列的電容值是比較高的,雖然其也有高低之分,但既便在最低的程度,還是無法與高分子聚合物相比。

應用上,開發者若不希望元件在提供保護的同時會干擾到訊號傳遞,元件本身的電容值就得越低越好,但因應用往往還得考量到雷擊等外在的突波干擾,這樣的防干擾能力必須讓電容值越高越好。這使得應用在電容值的需求上是很矛盾的。這也就是電路保護元件種類繁多的原因--開發者常須要在一個裝置裡,某些部分使用二極體陣列,某些部分使用高分子聚合物。

Littelfuse於去年整併了TE的電路保護部門,其為Littelfuse所增添的技術能量便是在高分子聚合物,該材料特性十分特殊,使其可進行過溫度的保護。當裝置有電流通過時會產生熱,而溫度過高時,該聚合物的內部結構便會開始膨脹,並會使電阻變大,如此一來,電流也就無法通過,進而阻斷後續溫度異常的電流對元件所產生的影響。然而,當溫度回歸正常時,其又會回復到原本的結構與低阻抗,並讓電流持續通過。

陳昌淵指出,這種高分子聚合物保護元件非常適合智慧型手機、電動機車、電動汽車等鋰電池應用,因當鋰電池有異常狀況時,勢必會發熱,高分子聚合物將能迅速感測到這樣的熱,阻斷電流。而這樣的被動元件,也將直接連接到裝置的主板或控制板上,使其在控制迴路上快速反應,以便順利發揮保護裝置的效果。由於二極體陣列不是屬於溫度敏感型的元件,因此無法實現類似功能。

此外,陳昌淵也透露,Littelfuse長期與Gogoro在技術上共同合作。目前Gogoro提供的電動機車中,有需要到電路保護的部分,約有95%的元件皆由Littelfuse所提供,而Littelfuse過去提供給Tesla電動車電路保護部分的經驗,與提供給Gogoro的技術能量是頗有異曲同工之妙的。

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