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用于汽车电子保护的瞬态电压抑制器(TVS)

作者: 时间:2012-12-03 来源:网络 收藏

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断态电压(VWM):反向断态工作电压

断态电压指的是在未击穿情况下所能承受的最高电压,它是在正常情况下不工作电路中保护器件的重要参数。在汽车中,一些汽车电子产品规范是根据“跳线跨接起动保护”的情况制定的。这种情况要求为12V类型电子设备提供10分钟24VDC,或为24V类型电子设备提供10分钟36VDC,而不损坏电路或者引起电路故障。因此,断态电压是汽车电子产品中的一项关键参数。

汽车电源线初级保护(甩负荷)

电子控制单元、传感器和信息娱乐系统等汽车电子设备连接在一根电源线上(图4)。这些电子产品的电源是电池和交流发电机,这两种电源的输出电压都不稳定,容易受温度、工作状态和其他条件影响。此外,使用燃油喷射系统、阀、电机、电气和水解控制器等电磁线圈负载的汽车系统,会把ESD、尖峰噪声和其他类型的瞬态和浪涌电压引入到电源和信号线上。

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图4:典型的汽车电源线

什么是甩负荷?

最糟糕的浪涌电压发生在引擎运转时电池断开,交流发电机为汽车电源线提供电流时,这种情况就是所说的“甩负荷”。大多数汽车制造商和工业协会都会为这种甩负荷状态制定最高电压、线路阻抗和这种甩负荷状态的持续时间,如图5所示。甩负荷的电源阻抗会高于正常瞬态测试时的电源阻抗,因为电池断开而只有发电机在向外输出电能,这时交流发电机的内部线圈相当于一个限流电阻。

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图5. 在抛负载情况下,发电机的输出电压

在甩负荷过程中,需要对交流发电机的动态性能进行总体考虑:在甩负荷情况下,交流发电机内阻主要是交流发电机转速和励磁电流的函数。计算甩负荷测试脉冲发生器内阻Ri的关系式是:Ri=(10×Unom×Nact)/(0.8×Irated×12,000min-1),这里,Unom是交流发电机的额定电压,Irated是交流发电机转速为6000min-1时的额定电流(ISO 8854给出),Nact是以min-1为单位的实际交流发电机转速。

两个熟知的试验模拟了这个条件:针对14V动力总成的美国ISO-7637-2 Pulse 5和日本JASO A-1和针对27V动力总成的JASO D-1。在本节中,我们将回顾在14V动力总成中用于甩负荷的应用。

甩负荷试验规范和结果

针对14V动力总成的美国ISO-7637-2 Pulse 5和日本JASO A-1测试仿真见表2及图6。
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