車載24V系統(tǒng)電源拋負載過壓保護方案

無論是傳統(tǒng)燃油汽車還是新能源汽車（PHEV），汽車的長期安全和可靠性成為衡量汽車品質的一個重要指標。眾所周知，汽車供電系統(tǒng)輸出極其復雜，很容易受到溫度、工況等條件的影響，電池或發(fā)電機的輸出電壓會出現(xiàn)波動。此外，使用電機、電磁閥、燃油噴射等負載的汽車系統(tǒng)會把尖峰噪聲和幾種瞬態(tài)浪涌電壓引入到電源線或信號中。在車輛供電環(huán)境中所有的瞬態(tài)過壓現(xiàn)象，其中拋負載（Load Dump）瞬態(tài)過壓現(xiàn)象是一個需要高度重視的電氣危害。

ISO 16750-2和ISO 7637-2的區(qū)別

為了讓汽車生產商及其供應商在規(guī)定范圍內打造出高可靠性的車載產品，國際標準組織制定了一系列的標準來保障汽車的安全。ISO 7637-2 和ISO 16750-2標準是業(yè)內常提到的汽車電子測試標準，它們之間有什么區(qū)別呢？查閱ISO 16750-2（2012年）和ISO 7637-2（2004年）國際標準文檔資料可知，如下圖所示：

從圖中可以看出，ISO 16750-2標準（以下簡稱：新標準）中要求的拋負載測試電壓高于ISO 7637-2標準（以下簡稱：舊標準）：

波形5a、5b測試：

12V系統(tǒng)中，舊標準測試電壓要求65V—87V，新標準測試電壓要求79V到101V；

24V系統(tǒng)中，舊標準測試電壓要求 123V-174V，新標準測試電壓要求151V-202V；

除了測試電壓提升之外，另一個最顯著的區(qū)別是新標準拋負載最低測試要求10個脈沖10分鐘，間隔1分鐘，而舊標準拋負載測試要求規(guī)定只做一個脈沖。由此可知，ISO 16750-2與ISO 7637-2相比，更嚴格。

車載24V系統(tǒng)電源拋負載過壓保護方案

最大電壓、內阻和持續(xù)時間是影響拋負載的主要因素，如何控制這三者的綜合影響，是拋負載瞬態(tài)過壓保護的關鍵。對于拋負載瞬態(tài)過壓現(xiàn)象，實踐證明，最主流有效的是選用TVS瞬態(tài)抑制二極管進行保護。為此，接下來，專業(yè)高品質電路保護器件廠家及保護解決方案服務商東沃電子，針對車載24V系統(tǒng)電源口拋負載瞬態(tài)電壓現(xiàn)象，設計了個經典防護方案，方案圖如下所示：

從東沃車載24V系統(tǒng)電源拋負載過壓保護方案圖可以看出，方案包含了三項保護：過流保護、反電壓保護、 過壓保護。

1）PTC過流保護，不僅需要考慮工作電流和耐壓值，還要考慮溫度因素，東沃電子技術推薦24V系統(tǒng)需采用耐壓值33V的PTC自恢復保險絲。如果測試拋負載數(shù)據(jù)嚴格，東沃電子技術建議采用插件PTC型號：DWP60-300F。

2）防反接二極管設計位置也有不同意見，如果測試浪涌嚴格建議放在TVS的后端，避免測試時沖擊電流過大而損壞。一般此處電流小選擇肖特基二極管，可以選用東沃低壓降系列肖特基二極管型號SS56。

3）瞬態(tài)抑制TVS二極管，主要用于防護各種過壓波形和拋負載沖擊，此處選擇范圍較大，車載24V系統(tǒng)電源口保護，東沃電子技術推薦選用汽車級TVS管SM8S36CA，雙向、36V、DO-218AB、6600W、114A。值得注意的是，TVS管反向截止電壓越低，鉗位電壓就越低，越能保護后端的DC-DC芯片。所以，后端電源芯片的選擇也需提前規(guī)劃，如果選用耐壓60V電源芯片，可通過測試。

以上是三顆器件的選型原則，當然客戶也可以根據(jù)測試指標稍作調整。有關器件DWP60-300F、SS56、SM8S36CA具體參數(shù)詳情，詳見東沃電子對應型號產品規(guī)格書。

東沃SM8S36CA，拋負載保護專用TVS管為汽車護航

TVS管廠家東沃電子有專業(yè)的EMC測試實驗室，東沃電子推出的SM8S36CA，拋負載瞬態(tài)過壓保護專用器件，可輕松通過ISO 16750-2 24V系統(tǒng)Pulse 5a Us=202V，Ri=3Ω，td=350ms測試 ，測試步驟如下所示：

第一步，用示波器抓取pulse 5a波形圖：

可以看到輸出最大電壓Us=202V，td=350ms。

第二步，現(xiàn)場測試環(huán)境，如下圖所示：

第三步，測試參數(shù)：Ri=3?，td=350ms，Ua=28V

第四步，第一次測試輸出圖形：鉗位電壓Vc=51.25V

第五步，最后一次測試輸出圖形：鉗位電壓Vc=53.12V

綜上所述可知，東沃電子汽車級TVS二極管SM8S36CA在pulse 5a Us=202V，Ri=3Ω，td=350ms測試條件下，能夠輕松滿足拋負載保護的需求。東沃電子推出的SM5S系列、SM6S系列、SM8S系列、SM8T系列TVS二極管，是專門針對拋負載保護應用設計的產品，為汽車安全保駕護航。

以上是車載24V系統(tǒng)電源拋負載過壓保護方案介紹，如有特殊需求，歡迎前來探討。浪涌靜電防護方案，找東沃電子，電路保護不迷路！東沃電子推出的自恢復保險絲DWP60-300F、肖特基二極管SS56和TVS二極管SM836CA現(xiàn)已全面量產、品質穩(wěn)定、高可靠性、交期迅速、廠家價格、免費樣品、免費EMC測試、免費選型，歡迎廣大新老客戶前來咨詢！

審核編輯：湯梓紅