【導(dǎo)讀】近幾年，環(huán)形壓敏電阻器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，從原來(lái)的音響電動(dòng)機(jī)，隨身聽(tīng)、VCD、DVD電動(dòng)機(jī)，到近幾年使用普遍的玩具電動(dòng)機(jī)，最近，用在家用電器方面的電動(dòng)機(jī)也開(kāi)始使用壓敏電阻，直至汽車行業(yè)，現(xiàn)在汽車行業(yè)的壓敏電阻使用越來(lái)越普遍。
大家都知道，中國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家，中國(guó)的制造業(yè)大多也屬于勞動(dòng)密集型企業(yè)，因?yàn)橹袊?guó)廉價(jià)的勞動(dòng)力，使得電機(jī)的制造成本非常低，因此世界汽車業(yè)所使用的電機(jī)大多是中國(guó)制造的。隨著人們生活質(zhì)量水平不斷提高，對(duì)汽車的消噪效果要求也越來(lái)越高，原來(lái)不用壓敏電阻的，現(xiàn)在也統(tǒng)統(tǒng)用上了壓敏電阻，不僅如此，原先有壓敏電阻的電機(jī)生產(chǎn)廠家，對(duì)壓敏電阻的性能也提出了更高的要求，這就要求我們，對(duì)壓敏電阻要做更加深入的研究，從而保證能夠滿足這些要求。
圖1：壓敏電阻
汽車行業(yè)的特殊要求
體系要求
所有汽車行業(yè)必須通過(guò)ISO/TS16949質(zhì)量體系認(rèn)證，ISO/TS16949是ISO9001對(duì)汽車行業(yè)的特殊要求，該體系對(duì)供應(yīng)商的要求比較高，所以，汽車及其配套行業(yè)在選擇供應(yīng)商時(shí)，會(huì)十分慎重，沒(méi)有名氣的生產(chǎn)廠或規(guī)模較小的生產(chǎn)廠，很難能夠列入他們的候選名單。有幸成為其供應(yīng)商后，我們需要符合他們的要求。
ISO/TS16949五大核心工具
(1) Advanced Product Quality Planning and Contyol Plan——APQP
產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃和控制計(jì)劃。
(2) Production Part Approval Process——PPAP
生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序。
(3) Potential Failure Mode and Effects Analysis——FMEA
潛在失效模式和影響分析。FMEA包括設(shè)計(jì)FMEA(P-FMEA)和制造FMEA(D-FMEA)。
(4) Measurement System Analysis——MSA
測(cè)量系統(tǒng)分析。
(5) Statistic Process Control——SPC
統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制。
在五大核心工具中，F(xiàn)MEA和控制計(jì)劃是至關(guān)重要的。我們?cè)谌粘９ぷ髦?，是非常好用的分析工具?br />
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各個(gè)汽車廠家的不同要求
在PPAP提交時(shí)，通用、福特、戴姆勒克萊斯勒又分別有不同的要求，例如，戴姆勒克萊斯勒的提交按照SPIN指定的路徑進(jìn)行提交。
戴姆勒克萊斯勒外觀批準(zhǔn)要求，在提交前，要首先得到其汽車公司設(shè)計(jì)室的認(rèn)可簽字，福特公司則要求，由其設(shè)計(jì)質(zhì)量辦公室審批，與PPAP一同提交。福特公司將生產(chǎn)節(jié)拍列入提交項(xiàng)目。那就是說(shuō)，我們的壓敏電阻也是一樣，外觀上的任何更改，需要得到其汽車設(shè)計(jì)室或設(shè)計(jì)質(zhì)量辦公室的批準(zhǔn)，哪怕是不影響性能的一點(diǎn)更改，甚至我們工藝的變化或設(shè)備改造帶來(lái)的生產(chǎn)效率的變化，要向克萊斯勒公司報(bào)告，得到對(duì)方批準(zhǔn)。
以下過(guò)程更改要求SREA：
a. 熱處理、電鍍、涂層和焊接；
b. 供方自行設(shè)計(jì)的電子零件的制造工藝更改（電容器、電阻器、集成電路和類似零件）；
c. 產(chǎn)品異地生產(chǎn)。這就是說(shuō)，我們?cè)谏a(chǎn)中工藝的變動(dòng)，工廠搬遷等要經(jīng)過(guò)福特汽車公司的批準(zhǔn)，而且需要提交外部實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)的認(rèn)可材料，這一點(diǎn)通用汽車公司要求與福特公司差不多。
韓國(guó)現(xiàn)代和日本豐田汽車對(duì)壓敏電阻的特殊要求
電動(dòng)機(jī)要求檢測(cè)瞬態(tài)排放功能（韓國(guó)術(shù)語(yǔ)），在國(guó)內(nèi)，我們叫做電動(dòng)機(jī)的脈沖檢測(cè)。
韓國(guó)現(xiàn)代與日本豐田在標(biāo)準(zhǔn)要求上略有不同，韓國(guó)現(xiàn)代脈沖尖峰最大值在100V以內(nèi)，最小值在-150V以內(nèi)。日本豐田則要求脈沖尖峰最大值在75V以內(nèi)，最小值在-100V以內(nèi)，日本豐田的要求更為嚴(yán)格。
最初選擇了第一套方案，方法如下。
1.檢測(cè)所用儀器：
(1) 4路數(shù)字存貯示波器 型號(hào)：TDS3054B
(2) 電流探頭放大器 型號(hào)：AM503B
(3) 電流探頭槍 型號(hào)：A6302
(4) 電壓探頭（10倍） 型號(hào)：P6139A
(5) 直流穩(wěn)壓電源
2.檢測(cè)方法
3.檢測(cè)結(jié)果
以下是韓國(guó)昌原市的電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)研究所所檢測(cè)的結(jié)果：
DUT No. 1 2 3 4 5 6 7 8
Max.(V) 54 19 33 19 48 19 49 19
Min.(V) -48 -175 -86 -187 -69 -151 -141 -160
從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，顯然目前電機(jī)存在脈沖尖峰大的現(xiàn)象，不符合CISPR 25標(biāo)準(zhǔn)，我們需要從根本解決此問(wèn)題。
我們先看電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面如何解決此類問(wèn)題，從線路設(shè)計(jì)方面怎樣進(jìn)行改進(jìn)。下面是電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面的兩個(gè)線路比較：從上面看，是將電容C4換成了片式壓敏電阻器。下面是組裝好的線路板比較。
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改進(jìn)后的檢測(cè)結(jié)果如下：
該結(jié)果仍然是韓國(guó)昌原市的電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)研究所檢測(cè)：
DUT No. 1 2 3 4 5 6 7 8
Max.(V) 58 36 20 22 19 24 26 19
Min.(V) -54 -136 -47 -124 -36 -157 -22 -146
測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，改進(jìn)有一定的效果，基本達(dá)到了現(xiàn)代汽車的要求，但仍然無(wú)法滿足豐田汽車要求。電機(jī)線路改進(jìn)的方案，并沒(méi)有徹底改變這種脈沖超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的現(xiàn)狀。
環(huán)形壓敏電阻的測(cè)量和改進(jìn)
我們針對(duì)這種情況，專門進(jìn)行了研究，通過(guò)環(huán)形壓敏電阻的改進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)脈沖的先期控制。
脈沖測(cè)量方法
測(cè)試電路圖(引用ISO/DIS7637-2.3)及設(shè)置方法
按照電路圖布置線路，保證電機(jī)按照此測(cè)試線路測(cè)試，所示電機(jī)連接在直流電源上，保證電壓在13.5±0.2VDC。示波器用于測(cè)試脈沖電壓。示波器的探針與電機(jī)的插針連接。保證測(cè)試用線路的距離滿足要求，示波器的取樣速率應(yīng)該設(shè)為2.5M點(diǎn)每秒。垂直量程設(shè)置為50V/刻度，觸發(fā)位設(shè)置為30V。
測(cè)試步驟：
1接通電源
2確保示波器處于接收信號(hào)的狀態(tài)
3 將開(kāi)關(guān)接通(OFF-ON)將電機(jī)堵轉(zhuǎn)，可以在示波器屏幕上看到捕獲的脈沖電壓值
4 檢查脈沖電壓是否在歸定范圍之內(nèi)
5 將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)(ON-OFF)將電機(jī)堵轉(zhuǎn)，可以在示波器屏幕上看到捕獲的脈沖電壓值
6 檢查脈沖電壓是否在歸定范圍之內(nèi)
檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：
N.O CONTENT SNA TOYOTA
1 Maximum amplitude of transient, positive polarity +100V +75V
2 Maximum amplitude of transient, negative polarity -150V -100V
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無(wú)人工電源網(wǎng)絡(luò)測(cè)試
測(cè)試電路圖(引用ISO/DIS7637-2.3)及設(shè)置方法
按照電路圖布置線路，保證電機(jī)按照此測(cè)試線路測(cè)試，電機(jī)連接在直流電源上，保證電壓在13.5±0.2VDC。示波器用于測(cè)試脈沖電壓。示波器的探針與電機(jī)的插針連接。保證測(cè)試用線路的距離滿足要求，示波器的取樣速率應(yīng)該設(shè)為2.5M點(diǎn)每秒。垂直量程設(shè)置為50V/刻度，觸發(fā)位設(shè)置為30V。
測(cè)試步驟：
1接通電源
2確保示波器處于接收信號(hào)的狀態(tài)
3將開(kāi)關(guān)接通(OFF-ON)將電機(jī)堵轉(zhuǎn)，可以在示波器屏幕上看到捕獲的脈沖電壓值
4檢查脈沖電壓是否在歸定范圍之內(nèi)
5將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)(ON-OFF)將電機(jī)堵轉(zhuǎn)，可以在示波器屏幕上看到捕獲的脈沖電壓值
6檢查脈沖電壓是否在歸定范圍之內(nèi)
7將電機(jī)轉(zhuǎn)子軸分別旋轉(zhuǎn)36°、72°、108°、144°、180°后重復(fù)3-6步驟測(cè)試
檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：
N.O CONTENT SNA TOYOTA
1 Maximum amplitude of transient, positive polarity +80V +75V
2 Maximum amplitude of transient, negative polarity -100V -100V
實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器說(shuō)明
N.O CONTENT EXPLAINE
1開(kāi)關(guān)S 采用標(biāo)準(zhǔn)汽車用開(kāi)關(guān)
2開(kāi)關(guān)T 采用時(shí)間繼電器開(kāi)關(guān)
3連接用導(dǎo)線 7×0.2mm2銅導(dǎo)線
4 UA 蓄電池
5 DC POWER SUPPLYDC 30V/40A有源電源
6 Oscilloscope TDS 1012（無(wú)人工網(wǎng)絡(luò)用）
使用以上的檢測(cè)方法，將壓敏電阻的尖峰定位在-100V，即可將問(wèn)題解決。
以下是2008年7月份進(jìn)行檢測(cè)后，壓敏電阻上機(jī)后的檢測(cè)結(jié)果，依然是韓國(guó)昌原市的電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)研究所檢測(cè)：
DUT No. 1 2 3 4 5 6 7 8
Max.(V) 29 34 18 20 33 28 45 22
Min.(V) -45 -60 -52 -69 -48 -73 -38 -44
根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，不但滿足了現(xiàn)代汽車的要求，而且要求更為嚴(yán)格的豐田汽車也能滿足了。
通過(guò)測(cè)量控制，壓敏電阻完全能夠滿足用戶的使用要求。從而避免了電動(dòng)機(jī)總裝后由于篩選不合格品造成的大量浪費(fèi)。
