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TDK TDK Electronics · TDK Europe

Automobil-Elektronik

7. Dezember 2018

Driving New Mobility

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Innovative Elektronik ist fundamental für das Fahrzeug von morgen. Entsprechend breit ist die Palette neuartiger TDK und EPCOS Bauelemente sowohl für die konventionelle Fahrzeugtechnik als auch die E-Mobilität.

Ob Antrieb und Batterie, Sicherheit, Komfort und Kommunikation oder zunehmend auch Assistenzsysteme bis hin zum selbstfahrenden Auto – erst durch Elektronik sind Innovationen in diesen Bereichen möglich. Grundvoraussetzung für das sichere und gleichzeitige Funktionieren aller Systeme eines Fahrzeugs sind stabile und störungsfreie Bordnetze. TDK verfügt dafür über ein sehr breites Produktportfolio an Bauelementen die alle diese Innovationen ermöglichen.

Kondensatoren und Induktivitäten für stabile Bordnetze

In Bordnetzen und Systembaugruppen sind Kondensatoren für die Spannungsstabilisierung unverzichtbar. Typische innovative Vertreter sind die weltweit ersten Hybrid-Polymer-Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren in axialem Design mit Nennspannungen von 25 V, 35 V oder 63 V und Kapazitätswerten von 390 µF bis 2100 µF. Ihr großer Vorteil liegt in den extrem geringen ESR-Werten von typisch 2 mΩ bis 3,52 mΩ, wodurch sie mit sehr hohen Ripple-Strömen beaufschlagt werden können. Damit ist es möglich, sehr platzsparende Designs zu realisieren, die die üblichen Parallelschaltungen konventioneller Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren erheblich reduzieren. Die neuen Hybrid-Polymer-Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren sind für einen breiten Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +150 °C ausgelegt.

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Abbildung 1:

Weltweit erster Hybrid-Polymer-Aluminium-Elektrolyt-Kondensator in axialem Design.

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Abbildung 2:

CA-Serie von TDK MEGACAP Type MLCCs im vertikalen Stapel-Design mit Metallrahmen.

Zum Glätten und Entstören eignen sich MLCCs sehr gut. Um die hohen Anforderungen im Automotive-Bereich zu erfüllen, entwickelt TDK kontinuierlich neue Serien mit verbesserter Performance. So bieten die neuen MEGACAP Type MLCCs der CA-Serie mit ihrem vertikalen Stapeldesign in Metallrahmen eine hohe Resistenz gegen Biegebrüche und thermische Schocks und sind mit Kapazitätswerten von bis zu 150 µF und Spannungen von bis zu 1000 V verfügbar. Typische Einsatzgebiete sind Glättungs- und Entkopplungsschaltkreise sowie Resonanzkreise von Ladesystemen von induktiven oder Plug-In Laden.

Sehr robust sind auch die Typen der neuen CN-Serie mit Soft-Terminierung, die sich durch die weltweit geringsten ESR-Werte in dieser Technologie auszeichnen. Sie decken ein Kapazitätsspektrum von 2,2 µF bis 22 µF bei Spannungen von 16 V bis 100 V ab. Sie dienen zur Entstörung und Stabilisierung in Automotive-Steuergeräten, ADAS und Systemen zum autonomen Fahren.

Störungen mit Induktivitäten zuverlässig unterdrücken

Die TDK Vielschicht-Leistungsinduktivität MLD2012 basiert auf einem Ferritkern und ist in der kompakten Baugröße IEC 2012 (EIA 0805) mit einer Grundfläche von 2,0 x 1,25 mm2 und einer Bauhöhe von nur 0,5 mm verfügbar. Sie bietet eine Induktivität von 0,47 µH bei einem Nennstrom von 1200 mA. Mit den hervorragenden elektrischen Eigenschaften und dem breiten Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +125 °C eignet sich der MLD2012-Typ für ADAS und dort besonders für miniaturisierte Kamerasysteme. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind das In-Vehicle Infotainment (IVI), Telematik-Systeme sowie verschiedenste Steuergeräte.

Neue Transponderspulen für PEPS und Reifendrucküberwachung

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Abbildung 3:

 TDK 3D-Transponderspule mit 25 kHz Mittenfrequenz bietet in allen drei Achsen sehr hohe Sensitivitätswerte.

Die neue 3D-Transponderspule (B82453C0335A022) ist für 22 kHz ausgelegt und für Automotive Passive-Entry-Passive-Start-Systeme (PEPS) sowie andere Zugangssysteme geeignet. Damit unterscheidet sich die neue 3D-Transponderspule von den bisher verfügbaren Typen, die für eine Mittenfrequenz von 125 kHz ausgelegt sind. Bei ihren hohen Induktivitätswerten von 30 mH, 33 mH und 50 mH für die X-, Y- und Z-Achse erreicht die 3D-Transponderspule sehr große Sensitivitätswerte von 25,5 mV/µT (X- und Y-Achse) beziehungsweise 23,3 mV/µT (Z-Achse). Die Transponderspule hat Abmessungen von nur 11,5 x 12,5 x 3,6 mm3 und ist aufgrund von Kunststoff-Umspritzung und lasergeschweißten Anschlüssen mechanisch sehr stabil, wodurch die entsprechenden Normen erfüllt werden.

Die miniaturisierte Automotive-Transponderspule TPLC553030-592H wurde speziell für Reifendruck-Überwachungssysteme entwickelt und ist für eine Mittenfrequenz von 125 kHz ausgelegt. Mit Abmessungen von nur 5,5 x 3,0 x 3,0 mm3 hat das neue Bauelement einen um 30 Prozent geringeren Flächenbedarf im Vergleich zum Vorgängertyp. Dank der optimierten Kerngeometrie und des optimierten Materials bietet die neue Transponderspule eine hohe Sensitivität von rund 25 mV/µT. Die Induktivität der neuen Spule beträgt 5,89 mH bei einer Mindestgüte von 35; der Gleichstromwiderstand liegt bei 70 Ω.

Sensoren – die Sinne der Automobil-Elektronik

Bis zu 20 Drucksensoren kommen heute in Antriebsstrang sowie Abgasanlage eines Fahrzeugs zum Einsatz. EPCOS Drucksensoren basieren auf dem piezoresistiven Prinzip und sind meist in applikationsspezifischen Ausführungen als barometrische oder Differenzdrucksensoren ausgeführt. Typische Anwendungen sind die Regelung des Kraftstoffdrucks über die Pumpenförderleistung oder die Druckmessung im Ansaug- und Abgastrakt zur exakten Reglung der Turbolader. In der Abgasanlage von Dieselaggregaten überwachen Drucksensoren zudem die Beladung der Partikelfilter. Um zu verhindern, dass sich diese völlig zusetzen, müssen sie zyklisch freigebrannt werden – die ausschlaggebende Messgröße ist der Druckanstieg im Filter.

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Abbildung 4:

Drucksensoren überwachen Partikelfilter von Verbrennungsmotoren und schützen vor einer Zusetzung.

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Abbildung 5:

TDK TMR-Winkel-Sensor TAD2140 mit integrierter Signalverarbeitung und hoher Winkelgenauigkeit von ±0,2 °.

Ein hoch belastbares EPCOS NTC-Sensorelement ist für die Messung von Temperaturen bis zu 650 °C ausgelegt und basiert auf einer eingeglasten Hochtemperatur-Keramik mit Anschlusspads auf einem Keramik-Träger. Das NTC-Sensorelement zeichnet sich durch hohe Messgenauigkeit mit einer Temperaturtoleranz von ±1 K bei 200 °C aus. Als Anschluss dient ein Aluminiumoxid-Träger, der optional mit einem Anschlussdraht ausgeführt werden kann. Die Hochtemperatur-NTC-Sensoren sind für den Einsatz in der Automobil-Elektronik spezifiziert, etwa in Abgas-Rückführungssystemen.

Die Palette an TMR-Winkel-Sensoren wurde um den TAD2140-Sensor im TO-6-Gehäuse erweitert. Der Sensor bietet eine innovative System-in-Package-Lösung für leiterplattenlose Anwendungen und verfügt über zwei komplette TMR-Brücken sowie ein ASIC zur Signalverarbeitung. Wie alle TDK TMR-Sensoren garantiert der TAD2140 eine Winkelgenauigkeit von ±0,2 ° und erreicht damit das weltweit geringste Winkelrauschen von lediglich ±0,05° bei Raumtemperatur. Der Sensor erfasst Winkel von 0 ° bis 360 ° in einem Temperaturbereich von −40 °C bis +150 °C ohne Kontakt zum Messobjekt.