挑戰(zhàn)
無論是傳統(tǒng)汽車和新能源汽車,安全、綠色、舒適的汽車電子系統(tǒng)是共同的訴求,汽車安全性包括零失效、功能安全和自診斷模塊;環(huán)境友好性指通過車載網(wǎng)絡(luò)的使用來減輕車重,從而降低能耗,還包括采用環(huán)保材料和工藝;強(qiáng)大的圖形圖像處理技術(shù),直觀友好的人機(jī)界面都為駕駛者帶來舒適的駕駛體驗(yàn)。
汽車中電子器件的技術(shù)含量和數(shù)量是衡量汽車性能一個重要標(biāo)志。隨著人們對駕駛的舒適性、安全性、娛樂性和經(jīng)濟(jì)性的要求日益苛刻,使汽車電子系統(tǒng)變得更加復(fù)雜,汽車中電子器件的數(shù)量也越來越多。ABS、電子點(diǎn)火系統(tǒng)、氣囊保護(hù)和倒車?yán)走_(dá)等許多功能現(xiàn)已被當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)配置,而這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因?yàn)槿藗儗Ω珳?zhǔn)的汽車控制和娛樂享受的追求沒有停歇。
然而,汽車電子的設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程期間,將面臨眾多的技術(shù)挑戰(zhàn),包括設(shè)計(jì)各種克服電氣危害的電路保護(hù)方法。這些系統(tǒng)中電氣危害的三大主要來源是靜電放電(ESD)、雷電以及電力電子電路中的開關(guān)性負(fù)載。克服破壞車輛電子設(shè)備的瞬態(tài)浪涌是設(shè)計(jì)過程中最大的挑戰(zhàn)。
解決方案
汽車電子電路保護(hù)包括消除瞬態(tài)浪涌,因其將損害控制單元、娛樂系統(tǒng)電子設(shè)備、傳感器、噴油嘴、閥門、電機(jī)、12/24/42V傳動系統(tǒng)和水解控制器等等。
Littelfuse瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)保護(hù)什么?
如圖1所示,力特瞬態(tài)電壓抑制器為車輛的四大主要類型系統(tǒng)提供保護(hù):安全性系統(tǒng)、高性能系統(tǒng)和低輻射、舒適系統(tǒng)和便捷系統(tǒng),以及混合動力汽車系統(tǒng)。
現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中,所有車載電子設(shè)備連接到電池和交流發(fā)電機(jī)上。如圖2所示,交流發(fā)電機(jī)的輸出不穩(wěn)定,用于為車輛其它系統(tǒng)提供電力前,要求進(jìn)一步調(diào)試。今天,大部份交流發(fā)電機(jī)具有穩(wěn)壓二極管,從而防止負(fù)載波動引起的浪涌電壓;但是,這些遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。啟動或切換感性負(fù)載期間,因?yàn)閿嚅_電池,從而產(chǎn)生尖峰電壓或瞬變,如不糾正,這些瞬變會沿著電力線傳輸,導(dǎo)致個人電子設(shè)備和傳感器出現(xiàn)故障或永久性破壞車輛電子系統(tǒng),從而影響整體可靠性。
汽車瞬態(tài)浪涌(非ESD)標(biāo)準(zhǔn)TPSMA6L
Littelfuse是瞬態(tài)電壓抑制二極管產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。LittelfuseTPSMB和TPSMA6L系統(tǒng)瞬態(tài)電壓抑制二極管可為敏感電子設(shè)備提供二次瞬態(tài)電壓保護(hù)、因負(fù)載變化引起的瞬變和其它瞬變電壓事件。汽車級TVS系列以小封裝提供優(yōu)越的電氣性能,允許設(shè)計(jì)者升級他們的電路保護(hù),而勿須更改其現(xiàn)有設(shè)計(jì)包裝,或在新電路布局中,提供更有力的保護(hù)方案。
圖1 車輛系統(tǒng)受到瞬態(tài)浪涌危害
交流發(fā)電機(jī)/調(diào)壓器組裝(實(shí)際電路全波整流)
圖2 車輛電氣系統(tǒng)中大部分的瞬變由交流發(fā)電機(jī)造成
12V/24V系統(tǒng)中,負(fù)載變化引發(fā)的電壓波動要求高能瞬態(tài)電壓抑制二極管。
汽車市場有兩大主要標(biāo)準(zhǔn),概述了瞬態(tài)浪涌的防護(hù):日本、美國和國際市場的JASO和ISO7637-2(浪涌)測試。JASO A-1 闡述了14V車輛系統(tǒng)的測試條件;JASO D-1闡述了27V車輛的測試條件。
本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)7月《汽車電子特刊》Change The World欄目,轉(zhuǎn)載請注明出處!
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