电容器、晶振、连接器：三类车用元器件如何选？答案来了~

毋庸置疑，汽车行业正面临着一场百年未有之大变局。在电动化、网联化、智能化等趋势的推动下，汽车从产品形态到商业模式正在发生颠覆性的变革，涉及动力、安全、舒适性等诸多方面。

这样的变化，也在快速传导到与汽车相关的产业链各个节点，比如位于其产业链上游的电子元器件领域。“新一代汽车需要什么样的车用元器件”，自然也就成了汽车电子开发者需要认真回答的问题。

车用元器件的特殊要求

众所周知，汽车应用的特殊性，决定了相较于其他物料，车用元器件在可靠性方面要面对更为严苛的考验，需要符合相关车规标准（如AEC-Q），甚至是要高于这些标准的要求。这主要体现在以下几个方面：

工作温度要求

汽车应用环境特殊，通常座舱内的环境温度在-40 ℃至 80 ℃，而发动机舱内的环境温度更是会达到125 ℃，因此车用元器件的工作温度范围要更宽，且能够经受得住反复温度循环的冲击。

防水防尘要求

在户外环境下，水分或灰尘可能会穿透电子元器件的外壳进入元件内部，造成短路等故障。所以，车用元器件通常需要具有更高的防水防尘等级，有些还需要通过高温、高湿耐受度的测试，以确保实际工作中的可靠性。

机械要求

由于汽车要在各种环境下快速运动，因此对于电子元器件在抗振动和机械冲击方面也有更高的要求。这就需要电子元器件在结构、材料、工艺等方面进行优化，以实现更强的坚固性。

电磁兼容性要求

随着汽车中电子电气设备越来越多，其面临的电磁环境也日趋复杂，为了满足EMI合规性设计要求，相关电子元器件自然需要具备抗干扰或者是抑制干扰的特性。

除了上述可靠性方面的要求，小型化（或者是微型化）也是车用元器件面临的另一个重要挑战，只有这样，才能确保在有限的车载空间内，集成越来越丰富的功能，带来不一样的用户体验。

面对汽车行业的新趋势和新要求，KYOCERA AVX开发出了一系列车用元器件产品，为开发者提供了丰富的解决方案。本文就带大家来认识几款其中的“明星产品”。

广泛的车用电容器产品组合

电容器是电子设备中应用非常普遍的无源元器件，按照介质材料的不同，可以被分为铝电容、钽电容、陶瓷电容和薄膜电容等四个大类。其中，陶瓷电容器——特别是多层陶瓷电容器（MLCC）——凭借体积小、单位体积容量大、耐高温、高频特性好等特点，应用范围尤为广泛。

陶瓷电容器这种广泛的适用性，在汽车电子应用中也体现得淋漓尽致，在动力系统、控制系统、安全系统、舒适系统、信息娱乐系统等各个领域，都可见其身影。有分析称，在一辆电动汽车中，MLCC的用量多达18,000颗。

面对车用陶瓷电容器用量大、应用面广的特点，KYOCERA AVX推出了丰富的产品组合。这些车用陶瓷电容器包括轴向、径向和表面贴装等多种选项，电容范围从0.05pF到1500μF，电压范围2.5VDC至3kVDC，应用覆盖极为宽广，而且均符合或超过AEC-Q200的车规要求。

这些车用陶瓷电容器中，不仅有通用型的产品，还包括面向高温、高压、电路保护、RF/微波等特定应用的产品，是名副其实的“一站式解决方案”。

表1：KYOCERA AVX车用陶瓷电容器主要产品系列（资料来源：KYOCERA AVX）

除了上面提到的陶瓷电容器，车用钽电容器也是KYOCERA AVX的一个优势产品线。

大家知道，与铝电解电容器和陶瓷电容器相比，钽电容器介质膜（如Ta2O5五氧化二钽）的电气性能更为稳定，随着时间的推移，其电容量不会发生显著变化（老化）。此外钽电容器特殊的制造工艺，使其具有一种 “多孔”的结构，因此钽电容器在有限的体积下，可获得更大的表面积，加之Ta2O5的介电常数更高，也就意味着在相同的体积中，钽电容器可以提供更大的容值。所以，凭借单位体积容值高、性能稳定、寿命长、温度特性好等特点，钽电容器往往是那些需要高容值、可靠性高、耐高温应用的不二之选。

KYOCERA AVX的汽用钽电容器具有出色的参数稳定性、抗热机械应力和高浪涌鲁棒性。这些钽电容器有标准和低ESR两种选择，还包括高达+175°C的高温系列，适用于发动机控制单元、ABS系统、MDPS、电子变速箱、TPMS等车载应用。

图2：KYOCERA AVX的车用钽电容器（图源：KYOCERA AVX）

其中，特别值得⼀提的是KYOCERA AVX的车规钽聚合物电容器TCQ系列，它们具有高电压、小型化的特点，能够在高电压下工作并可承受大纹波电流，与MLCC相比在整个环境温度范围内和施加的电压范围内具有更高的稳定性，在更追求小尺寸和稳定性的车载应用中是理想选择。

小型化的车用晶振产品

在现代的车载应用中，智能化的操控越来越普遍，特别是在一些关乎安全的应用中，实时、确定化的控制尤为关键。这时，就需要精准的频率产生元件提供助力。

晶振是一种利用石英晶体的压电效应来产生频率的元件，在电子设备中应用广泛。其工作原理是，当石英晶体受到一定外力作用时，会产生一定形变，这种形变会导致晶体内部电荷分布发生变化，从而产生电信号。由于石英晶体的压电效应具有很高的稳定性，因此晶振可以产生非常稳定的频率信号，被广泛应用于频率精度要求比较高的场合。

在车用晶振领域，KYOCERA AVX有深厚的经验，并能够提供丰富的产品。KYOCERA AVX的车用晶振产品除了具有稳定而可靠的性能表现，还有一个突出的优势，就是非常“轻薄”，十分适合于空间受限的车载应用。

其中，一个代表性的产品就是KYOCERA AVX CX薄型表面贴装晶振。这些晶振的频率范围是9.843MHz至50MHz，负载电容为8pF至12pF，尺寸为2.0mm x 1.6mm至5.0mm x 3.2mm，而最大高度仅0.9mm，可以满足多样化的车载应用所需。

CX薄型表面贴装晶振采用带无铅端子的陶瓷封装，符合AEC-Q200标准，额定温度为-40°C至+150°C。该系列晶振提供2针 (CX3225GA) 和4针（CX3225CA、CX3225SA和CX5032SA）配置，典型的应用包括汽车控制系统和汽车安全、ECU、TPMS（胎压监测系统）和高速汽车网络等。

可靠而高效的车用连接器

汽车电子电气系统复杂性的增加，也让车载布线互连迎来了新的挑战。这主要体现在几个方面：一方面为了满足可靠性的要求，相关的连接器产品要能够在高振动、极端温度等条件下服务于多种用途；另一方面，也要足够的“小巧”，符合高密度互连的需要；再有，还要在成本和易用性上进行优化，降低用户的使用门槛。

为了实现这些设计需求，业界有两种常见的解决方案，即压接和IDC（绝缘位移连接）。这两种技术都是基于“冷焊”的原理，通过金属之间的相互挤压形成可靠而稳定的连接界面。其中，压接式连接器可以在一个外壳中包含有不同线规的导线，还可以根据需要进行定制，因此具有较高的灵活性，不过由于其要使用专用的压接工具完成导线和触点间的互连，所以实际使用中需要花费更多的时间和成本。

相较而言，IDC连接器是直接通过将绝缘导线插入锐化金属梁的槽中进行连接，在这个过程中梁的锐边刺破绝缘层，在导线和梁之间形成刚性金属接触，无需焊接或压接等操作，即可实现可靠的气密连接，因此与压接工艺相比，在规模化的布线互连上更具效率和成本优势。而且，IDC连接还有助于避免由于焊接或压接等操作不当时，可能出现的应力裂纹或断裂，消除可靠性风险。也正是由于这些原因，目前在汽车领域，IDC连接器的使用越来越广泛。

KYOCERA AVX的9175系列车用IDC连接器支持26 AWG至28 AWG导线，绝缘直径范围为0.7mm至1.0mm，单触点具有1A额定载流能力。而且其具有分体式SMT尾部设计，可在PCB上提供最大的稳定性。这些连接器提供2p和3p配置，还可以通过端部堆叠实现更高的引脚数。

9175系列IDC连接器通过了汽车级冲击、振动和温度循环测试，能确保车载PCB的气密连接，实现长期可靠性。其还支持高温回流焊工艺，兼容小批量和大批量装配作业，与焊接或压接工艺相比，显著降低了总应用的成本。

当然，除了IDC连接器，KYOCERA AVX还可提供板对板、FFC/FPC等全系列的车用连接器，以及客户定制的车用互连解决方案，而目的都是一个——帮助客户将可靠而高效的车载布线互连进行到底！

本文小结

当今汽车的变革和升级，最终都会体现在汽车电子设备的增加——一方面这是很多新功能的需要（比如自动驾驶），另一方面也是因为越来越多以前非汽车领域的技术和应用被整合了进来（比如Wi-Fi等无线连接），这就要求有更为丰富的高可靠性车用元器件来适应这一发展趋势，满足快速增加的应用场景所需。

本文介绍的这几类KYOCERA AVX车用元器件产品，就是顺应汽车行业发展大势的“优秀之作”，认识了它们，你的车用元器件选型也会事半功倍！

如果你还对KYOCERA AVX更多的车用元器件产品感兴趣，那么也可从贸泽电子相关的技术专题出发，开启更精彩的探索之旅——

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