汽车电子过压过流防护剖析.ppt

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1、汽车电子过压过流防护汽车电子过压过流防护编写：韩雅娟 公司简介公司简介技术服务体系技术服务体系瞬雷主营产品瞬雷主营产品 1.1.瞬态过压保护器瞬态过压保护器 2.2.性能对比之典型应用性能对比之典型应用 3.3.电路故障分析电路故障分析 目目 录录汽车电子防护重要性汽车电子防护重要性 随着汽车进入每一个百姓家庭中，人们对在汽车的娱乐和智能的需求推动着汽车电子的不断发展，并在汽车系统中所占的比重越来越大。汽车电子产品是一个对性能的可靠性要求特别高的产品。但汽车电子产品却饱受着各种威胁。如静电、快速脉冲群、电磁干扰、电瓶掉电等。为了提高产品的性能及可靠性，我们将为您的产品提供可靠的保护元件，只为您

2、的电路更安全。1 1汽车内部的高压点火系统汽车内部的高压点火系统2 2开关器件（继电器）开关器件（继电器）3 3感性负载（电机）感性负载（电机）4 4负载电流的突变负载电流的突变5 5电控系统电控系统6 6静电静电汽车电子主要干扰源：汽车电子主要干扰源：常用标准：常用标准：ISO 7637-2 ISO 7637-2：2012011 1，道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰 第 2 部 分：沿电源线的电瞬态传导ISO 16750-2ISO 16750-2：20102010，道路车辆-电子电气产品的环境条件和试验：供电 环境ISO 10605ISO 10605：20012001，道路车辆-静电放电产生

3、的电骚扰 实验方法 在标准测试项目中以抛负载瞬态干扰的脉冲能量最大，对车载电子产品的损坏最为严重。汽车电子常用测试标准：汽车电子常用测试标准：脉冲脉冲5 5：即模拟抛负载瞬态现象。即模拟在断开电池（亏电状态）的同时，交流发电机正在产生充电电流，而发电机电路上仍有其它负载时产生的瞬态；备注：抛负载可能产生的原因是：因电缆腐蚀、接触不良或发动机正在运转备注：抛负载可能产生的原因是：因电缆腐蚀、接触不良或发动机正在运转 时，有意断时，有意断 开与电池的连接开与电池的连接。汽车电子常用测试标准：汽车电子常用测试标准：l脉冲脉冲5 5：5a波形及参数 汽车电子常用测试标准：汽车电子常用测试标准：汽车电子

4、常用测试标准：汽车电子常用测试标准：l脉冲脉冲5 5：5b波形及参数 一，一，TVSTVS简介简介 TVS：即瞬态抑制二极管，是一种二极管形式的高效能突波吸收器，以二极管（伏安特性）并联在电路中。二，二，TVSTVS工作原理工作原理 当TVS管的两极受到瞬态高能量冲击时，TVS利用雪崩原理以P秒量级的速度将其两极间的高阻抗变为低阻抗，使两极间的电压箝位于VC值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受浪涌脉冲的损坏。瞬态过压保护器瞬态过压保护器TVSTVS三，TVS特性参数 1.V/I1.V/I曲线图：曲线图：TVS TVS有双向和单向之分，单有双向和单向之分，单 向向TVSTVS管的特性与稳压

5、管相似，双管的特性与稳压管相似，双 向向TVSTVS的特性相当于两个稳压二极的特性相当于两个稳压二极 管反相串联。管反相串联。详细参数：详细参数：VRWM(截止电压）截止电压）IR(漏电流）漏电流）VBR(击穿电压）击穿电压）IT（测试电流）（测试电流）VC（钳位电压）（钳位电压）IPP（脉冲峰值电流）（脉冲峰值电流）2.2.主要参数解释主要参数解释 a.a.VRWM(VRWM(截止电压）与截止电压）与 IR(IR(漏电流）漏电流）VRWM 是TVS 最大连续工作的直流或脉冲电压，当该电压加入TVS 的两 极间时，它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向 漏电流IR。b.b.VB

6、R(VBR(击穿电压）与击穿电压）与 ITIT（测试电流）（测试电流）VBR 是TVS 最小的雪崩电压。小于VBR时，TVS 是不导通的。当TVS 流 过规定的1mA 电流时，加入TVS 两极间的电压为其最小击穿电压VBR。c.c.VC VC（钳位电压）与（钳位电压）与 IPPIPP（脉冲峰值电流）（脉冲峰值电流）持续时间为1000us的脉冲峰值电流IPP 流过TVS 时，其两极间出现 的最大峰值电压为VC。VC 与IPP反映 TVS 器件的浪涌抑制能力。d.d.寄生电容寄生电容C C 寄生电容C 是TVS 雪崩结截面决定的（1MHZ频率下测得）。寄生电容 C 对信号传输有影响。TVS寄生电容

7、值是数据接口电路的重要参数。3.举例说明：SMBJ36CAVRWM(VRWM(截止电压）截止电压）：36V36VIR(IR(漏电流）漏电流）:1uA:1uAVBR(VBR(击穿电压）击穿电压）:40.0-44.2V:40.0-44.2V ITIT（测试电流）（测试电流）:1mA:1mAVCVC（钳位电压）（钳位电压）:58.1V58.1VIPPIPP（脉冲峰值电流）（脉冲峰值电流）:10.4A:10.4A四，四，TVSTVS选型应用选型应用 TVS截止电压要大于电路的连续工作的最大电压。TVS瞬态功率要满足电路系统的要求，或测试等级的要求。TVS寄生电容要满足电路系统的要求，提供足够宽的频率范

8、围。TVS抑制电压要小于被保护电路最大承受电压值（瞬态）。TVS封装满足客户的封装要求。举例说明：举例说明：五、五、TVSTVS的不足：的不足：TVSTVS抑制脉冲能量的时间抑制脉冲能量的时间11毫秒毫秒msms，无法对长时间的，无法对长时间的脉冲干扰进行有效的抑制，对于车载电子产品电源口无法脉冲干扰进行有效的抑制，对于车载电子产品电源口无法做到有效的防护。做到有效的防护。针对这种情况瞬雷电子自主研发出汽车级专用过压防护器件ASS物料。ASS物料为瞬雷电子自主研发的汽车级专用过压防护器件，器件采用GPP工艺制造且结构独特的散热处理技术，钳位电压精准，响应速度快，通流量大，满足IS07637-2

9、及ISO 16750-2相关测试规范。可对长时间的过压脉冲进行吸收和泄放，保护后端电路不受损坏。一、汽车级专用物料一、汽车级专用物料ASSASS封装尺寸图封装尺寸图 SMC SOD-BLOCK P600 SMC SOD-BLOCK P600 瞬态过压保护器瞬态过压保护器ASSASS二、二、ASSASS防护原理：防护原理：在正常工作状态下，ASS呈高阻抗状态，当瞬间电压超过其击穿电压时，ASS提供一个低阻抗的路径，使得流向被保护设备的瞬间电流转而分流到ASS，而受保护设备两端的电压被限制在ASS钳位电压范围内。从而保护后端芯片不受损坏。当瞬态干扰电压消失后，ASS又将恢复到高阻抗状态。三、汽车级

10、专用物料三、汽车级专用物料ASSASS分类分类 a.PKPK系列系列 型号：型号：PKL、PKR、PKS、PKT等 优点：优点：防护等级高，钳位电压低 应用：应用：汽车电子产品电源接口防护 能量抑制波形：能量抑制波形：能量干扰波形能量干扰波形 PKPK系列钳位波形系列钳位波形 随着汽车电子后端电路集成化的程度越来越高，其对干扰的敏感程度也越来越高，加之汽车电子环境条件较恶劣，后端芯片损坏的比率也越来越高。瞬雷电子针对这种情况，在设计时对LCT系列产品增加了触发管的特性，在IPP增加时，不但VC值下降，而且在通流能力及散热性上都得到大大增强。b.LCTb.LCT系列（系列（超低残压系列超低残压系

11、列）1.1.型号：型号：LCT35B 优点：优点：性能高，残压较低，12V及24V兼容 应用：应用：适用于后端电源芯片抗干扰能力弱，耐压值偏低时。瞬态过压保护器LCT 2.2.型号：型号：LCT40B 优点：优点：性能高，残压较低 应用：应用：适用于后端电源芯片抗干扰能力弱，耐压值偏低且需要通 过36V/1h过压测试时。LCTLCT系列特点：系列特点：l箝位电压低：箝位电压低：应用于24V系统LCT系列可以将汽车电子模块电源线束中的瞬态高压进行精确钳位，并且钳位电压VC可以控制在击穿电压VBR 左右。l性能更强：性能更强：LCT系列是专门为汽车电子有较低残压需求所研发的，其性能比以往的瞬态抑制

12、二极管可过ISO7637-2 标准等级更高，可通过：ISO 7637-2 5a 24v System (174V 4 350ms )满足：36V过压测试 60min.瞬雷产品在汽车电子的应用瞬雷产品在汽车电子的应用接口防护电路接口防护电路ASSl电源接口防护电源接口防护ISO 16750-2：Test A 电源系统电源系统参考标准（常用）参考标准（常用）12V12V系统系统87V、4、400ms87V、2、400ms87V、1、400ms24V24V系统系统174V、8、350ms174V、4、350ms202V、4、350ms 174V、2、350msISO 16750-2ISO 16750

13、-2：Test A Test A 常用测试标准常用测试标准 接口防护电路接口防护电路l天线接口天线接口ESDESD防护防护ISO 10605 CONTACT DISCHARGE:8KV AIR DISCHARGE:15KV接口防护电路接口防护电路lUSBUSB2 2.0.0接口接口ESDESD防护防护(4(4路阵列器件路阵列器件)ISO 10605 CONTACT DISCHARGE:8KV AIR DISCHARGE:15KVISO 10605 CONTACT DISCHARGE:8KV AIR DISCHARGE:15KV接口防护电路接口防护电路lCAN BUSCAN BUS接口接口ESD

14、ESD防护防护主要分三种情况：主要分三种情况：lTVSTVS损坏，后端电路无损坏：损坏，后端电路无损坏：这种主要是因为遭到大的脉冲冲击，TVS工作，但因为功 率过低或长时间的冲击导致的损坏。这种情况只需了解脉冲功率大小，增加相应的TVS功率即可。lTVSTVS无损坏，后端电路损坏：无损坏，后端电路损坏：这种主要原因为有异常发生，但TVS没有有效的起到保护抑制电压的作用，导致后端器件损坏。这种情况需要了解后端电路的最大可承受电压，选择更低箝位电压的TVS即可。lTVSTVS损坏，后端电路损坏：损坏，后端电路损坏：这种主要原因为有较大的异常发生，TVS的型号选择错误，TVS有工作，但由于瞬间脉冲过高而损坏，型号选错，导致箝位电压过高，后端的器件也一起损坏了。这种需要综合考虑上面的两种情况即可。电路故障分析电路故障分析瞬雷电子瞬雷电子只为您的电路更安全只为您的电路更安全 ！Best regards!Thank you!