保護汽車電子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)線和電源線

電源線保護

車載模塊的電源線保護是在汽車環(huán)境中需要關注的另一個問題，這個問題涉及ISO7637-2標準。

例如，為滿足ISO7637-2標準，特別是圖1中的1、2、3a和3b的脈沖要求，只使用一個瞬變電壓抑制器(TVS)即可有效保護車載模塊。

電源線保護拓撲如圖5所示。

圖5 電子模塊電源線保護拓撲

當承受圖1中的1、2、3a和3b的脈沖時，該保護電路的特性如圖6、圖7、圖8、圖9和圖10所示。

圖6 在ISO7637-2脈沖1測試過程中通過TVS上的電壓和電流；圖7 在ISO7637-2脈沖1測試過程中，在不同的時基內(nèi)通過TVS上的電壓和電流

圖8 在ISO7637-2脈沖2測試過程中通過TVS上的電壓和電流；圖9 在ISO7637-2脈沖3a測試過程中通過TVS上的電壓和電流

圖10 在ISO7637-2脈沖3b測試過程中通過TVS上的電壓和電流

我們要解決的問題是根據(jù)所要消除的電涌來確定保護元器件的參數(shù)。以圖8中的ISO7637-2 脈沖2為例，不難看出，抑制器上的鉗制電壓大約是30V，峰值脈沖電流 (Ip)大約是12A，在Ip/2點測得電流脈沖時長(tp)是4μs。因此，可判定TVS必須消耗360W的最大脈沖功率(Pp) 。所有這些Pp、Ip和tp值是有用的，因為它們可以幫助比較TVS數(shù)據(jù)表中的峰值脈沖功率對指數(shù)脈沖時長的曲線，以確保TVS在應用的限制范圍內(nèi)。

結論

以SMAJ24A為例，從產(chǎn)品數(shù)據(jù)表摘取這些參數(shù)與圖11的曲線進行比較，發(fā)現(xiàn)SMAJ24A符合ISO7637-2脈沖2測試的要求，可承受長達1.2ms的360 W指數(shù)脈沖，這個數(shù)值遠遠高于ISO7637-2脈沖2電涌強制的4μs時長。

圖11 峰值脈沖功率對指數(shù)脈沖時長曲線(Tj initial=25℃)

汽車環(huán)境是電氣危害的主要源頭，電子設備越來越容易受到干擾，所以在設計電子模塊時，必須慎重考慮電氣危害。為了確保電子模塊和系統(tǒng)的安全，防護汽車內(nèi)部產(chǎn)生的各種電氣危害，使用保護元器件成為了一種常用的方法。