安全性在汽車設計中至關重要。汽車并不便宜，因此有必要保護車主的投資。最重要的是，人們的生命受到威脅。這就是現(xiàn)代汽車制造商采用各種安全功能的原因，包括安全氣囊、穩(wěn)定性控制和輪胎壓力監(jiān)測。但是設計中的安全性超出了那些明顯的保護系統(tǒng)。安全性是汽車內(nèi)任何電子設備的核心設計考慮因素——無論大小。

無論是在引擎蓋下還是在機艙內(nèi)，當今的先進芯片組都極易受到固有惡劣汽車環(huán)境中常見的多種電氣危害的影響。典型的汽車電氣危害或瞬變包括雷電、靜電放電 (ESD) 和電力電子電路中的開關負載。

新型乘用車裝備的電子設備越來越多。而我們?nèi)匀惶?在汽車設計巨大轉(zhuǎn)變的起點：車載信息娛樂系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)的 出現(xiàn)將在未來五年使得汽車上采用的微處理器數(shù)量翻番。這 自然會導致對電子設備保護方案需求的增大，尤其是在汽車 那樣的惡劣環(huán)境中。各種汽車電子設備，從內(nèi)置顯示到最新 的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，都容易成為各種險情的攻擊對象，如開關負載 或瞬態(tài)電壓浪涌、靜電放電和產(chǎn)生極端高壓的其他事件。

現(xiàn)代汽車設計中，所有車載電子設備都要連接電池和 交流發(fā)電機。交流發(fā)電機是電氣瞬態(tài)的主要來源，其中最 糟的是拋負載。這種情況發(fā)生在電池已經(jīng)斷開而交流發(fā)電機 正在發(fā)電、其他負載還在交流發(fā)電機環(huán)路上時。如果置之不 理，電氣尖峰和瞬態(tài)將沿著電線傳遞，導致個別電子設備和 傳感器故障，或永久損壞汽車的電子系統(tǒng)。當然，拋負載失控還會威脅車輛本身的安全性和可靠性。

負載突降的問題

在現(xiàn)代汽車設計中，所有車載電子設備都連接到電池和交流發(fā)電機。交流發(fā)電機是電氣瞬變的主要來源——其中最嚴重的是負載突降。當交流發(fā)電機正在產(chǎn)生電流并且其他負載仍然在交流發(fā)電機電路上時，已放電的電池斷開連接，就會出現(xiàn)這種情況。如果任其發(fā)展，電尖峰和瞬變將沿電力線傳輸，導致單個電子設備/傳感器發(fā)生故障或?qū)囕v電子系統(tǒng)造成永久性損壞。當然，不受控制的負載突降會威脅到車輛的安全性和可靠性。

汽車負載突降保護

電路保護器件，包括瞬態(tài)電壓抑制 (TVS) 二極管和壓敏電阻，是保護敏感電子設備免受負載突降的最佳方式。TVS 二極管是硅雪崩器件，因其快速響應時間(低鉗位電壓)和低泄漏電流而被選中，還因為它們沒有固有的磨損因素。壓敏電阻通常用作瞬態(tài)浪涌保護的一線解決方案。示例包括用于保護小型電子設備的超小型表面貼裝多層壓敏電阻 (MLV) 設備和用于保護小型機械、電源和組件的傳統(tǒng)中檔金屬氧化物壓敏電阻 (MOV)。

在大多數(shù)現(xiàn)代交流發(fā)電機中，通過在干擾源處添加限制 TVS 二極管來抑制或鉗制負載突降幅度。應通過抑制(TVS 二極管)器件在內(nèi)部或源端子處抑制干擾瞬變。作為最佳實踐，設計人員應將 TVS 二極管放置在盡可能靠近源的位置。下面的示意圖顯示了 TVS 二極管就位以及受到負載突降保護的電路。

選擇針對汽車應用的TVS二極管時，工程師應查找通 過AEC-Q101認證的產(chǎn)品，該產(chǎn)品適合高可靠性應用并具有 適合汽車應用的峰值脈沖功率耗散額定值。應考慮用具有 高峰值脈沖功率耗散額定值(如5,000W (10/1000μs)或2,200W (10ms x 150ms))的TVS二極管為敏感電子系統(tǒng)提供甩負荷和 其他浪涌事件引起的瞬態(tài)電壓保護。選擇通過AEC-Q101認 證的產(chǎn)品將保證它們兼容很多高溫汽車應用。

用于防止交流發(fā)電機瞬變的其他電路保護解決方案涉及使用符合 AEC-Q200 標準的 MOV?？紤]以下示例：

· AUMOV 壓敏電阻可以以 Y 或 Delta 配置與交流發(fā)電機的繞組線圈連接，以鉗制瞬態(tài)。

· 使用 AUMOV 壓敏電阻保護車輛子系統(tǒng)(例如，安全氣囊、動力系統(tǒng)、氣候控制)免受交流發(fā)電機瞬態(tài)的影響。將其用作瞬態(tài)浪涌的分流器，以保護直流電源線免受浪涌的影響。

· 為防止汽車繼電器浪涌，請使用 AUMOV 壓敏電阻從繼電器磁場釋放的能量中吸收電弧能量。