汽车级瞬态电压抑制器，提供专业级保护

挑战

无论是传统汽车和新能源汽车，安全、绿色、舒适的汽车电子系统是共同的诉求，汽车安全性包括零失效、功能安全和自诊断模块;环境友好性指通过车载网络的使用来减轻车重，从而降低能耗，还包括采用环保材料和工艺;强大的图形图像处理技术，直观友好的人机界面都为驾驶者带来舒适的驾驶体验。

汽车中电子器件的技术含量和数量是衡量汽车性能一个重要标志。随着人们对驾驶的舒适性、安全性、娱乐性和经济性的要求日益苛刻，使汽车电子系统变得更加复杂，汽车中电子器件的数量也越来越多。ABS、电子点火系统、气囊保护和倒车雷达等许多功能现已被当作标准配置，而这还远远不够，因为人们对更精准的汽车控制和娱乐享受的追求没有停歇。

然而，汽车电子的设计者在系统设计过程期间，将面临众多的技术挑战，包括设计各种克服电气危害的电路保护方法。这些系统中电气危害的三大主要来源是静电放电(ESD)、雷电以及电力电子电路中的开关性负载。克服破坏车辆电子设备的瞬态浪涌是设计过程中最大的挑战。

解决方案

汽车电子电路保护包括消除瞬态浪涌，因其将损害控制单元、娱乐系统电子设备、传感器、喷油嘴、阀门、电机、12/24/42V传动系统和水解控制器等等。

Littelfuse瞬态电压抑制器(TVS)保护什么?

如图1所示，力特瞬态电压抑制器为车辆的四大主要类型系统提供保护：安全性系统、高性能系统和低辐射、舒适系统和便捷系统，以及混合动力汽车系统。

现代汽车设计中，所有车载电子设备连接到电池和交流发电机上。如图2所示，交流发电机的输出不稳定，用于为车辆其它系统提供电力前，要求进一步调试。今天，大部份交流发电机具有稳压二极管，从而防止负载波动引起的浪涌电压;但是，这些远远不够。启动或切换感性负载期间，因为断开电池，从而产生尖峰电压或瞬变，如不纠正，这些瞬变会沿着电力线传输，导致个人电子设备和传感器出现故障或永久性破坏车辆电子系统，从而影响整体可靠性。

汽车瞬态浪涌(非ESD)标准TPSMA6L

Littelfuse是瞬态电压抑制二极管产品的主要供应商。LittelfuseTPSMB和TPSMA6L系统瞬态电压抑制二极管可为敏感电子设备提供二次瞬态电压保护、因负载变化引起的瞬变和其它瞬变电压事件。汽车级TVS系列以小封装提供优越的电气性能，允许设计者升级他们的电路保护，而勿须更改其现有设计包装，或在新电路布局中，提供更有力的保护方案。

图1 车辆系统受到瞬态浪涌危害

交流发电机/调压器组装(实际电路全波整流)

图2 车辆电气系统中大部分的瞬变由交流发电机造成

12V/24V系统中，负载变化引发的电压波动要求高能瞬态电压抑制二极管。

汽车市场有两大主要标准，概述了瞬态浪涌的防护：日本、美国和国际市场的JASO和ISO7637-2(浪涌)测试。JASO A-1 阐述了14V车辆系统的测试条件;JASO D-1阐述了27V车辆的测试条件。 以下测试标准是国际和美国的测试标准，包括负载变化、开关瞬变和静电放电威胁。

国际标准ISO 7637：

• 适用于公路车辆— 通过传导和耦合进行电气干扰。

美国国家标准：

• SAE(汽车工程师学会)J1113

• GM 9105、ES-F2af-1316-AA 福特 (伟世通)

关于ISO7637-2 脉冲的更多信息：

• 汽车电磁兼容瞬变要求

图3a 不同脉冲的浪涌波形及其大小

汽车环境测试级别

表 1 各脉冲 ISO7637-2 的测试级别

• 各脉冲的四种性能级别

–不同 o/c 电压

–负极和正极

–脉冲持续时间 0.1–400ms

–单一脉冲和脉冲串

–瞬变电压抑制及其工作模式

图 3b 瞬态电压抑制二极管被用于各种汽车系统用作分流/瞬态浪涌保护器

如图3所示，瞬态电压抑制二极管TPSMA6L15A被置放于电子控制单元、传感器、安全气囊、控制器、电机等等之前的保护。交流发电机向电子设备供电时，瞬态电压抑制二极管将防止不希望的瞬变，从而允许直流操作12-14V电压的电气系统。 汽车总线保护

目前最流行的通信总线标准是CAN和LIN母线。

CAN总线(控制区域网络)是一种汽车总线标准，旨在允许微控制器和设备在车辆内相互通信，而勿须主机。

CAN 总线是一种以信息为导向的协议，专门为汽车应用程序设计，但目前同样在其它区域使用，如航空航天、工业自动化和医疗设备。

流行的高速CAN总线协议属于ISO11898-2，在严酷环境下，该区别协议适用于高速(1.0Mbps)和中速(125Kbps)的应用程序。

ISO11898-2母线由CAN_H 和 CAN_L数据线以及共同接地信号组成。其有12V和24V系统，配备不同的总线电压。

表 2 高速 CAN 规范

LIN (本地连接网络)总线标准是串行网络协议，用于车辆元件之间的通信。随着车辆中技术和设施实现的增长，引发对廉价串行网络的需求，因为使用CAN母线实现汽车中各元件的通信太昂贵。欧洲汽车制造商开始使用不同串行通信拓扑，导致兼容性问题。