汽车电子过压过流防护剖析学习教案

1、会计学1汽车汽车(qch)电子过压过流防护剖析电子过压过流防护剖析第一页，共35页。第1页/共35页第二页，共35页。第2页/共35页第三页，共35页。第3页/共35页第四页，共35页。 1. 1. 瞬态过压保护器瞬态过压保护器 2. 2. 性能性能(xngnng)(xngnng)对比之典型应用对比之典型应用 3. 3. 电路故障分析电路故障分析 目目 录录第4页/共35页第五页，共35页。 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。

2、如静电、快速脉冲(michng)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，只为您的电路更安全。第5页/共35页第六页，共35页。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静电静电汽车汽车(qch)(qch)电子主要干扰源：电子主要干扰源：第6页/共35页第七页，共35页。常用标准：常用标准：ISO 7637-2 ISO 7637-2 ：20112011，道路车辆，道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰由传

3、导和耦合引起的电骚扰 第第 2 2 部部 分：沿电源线的电瞬态传导分：沿电源线的电瞬态传导ISO 16750-2ISO 16750-2：20102010，道路车辆，道路车辆- -电子电气产品电子电气产品(chnpn)(chnpn)的环的环境条件和试验：供电境条件和试验：供电 环境环境ISO 10605ISO 10605：20012001，道路车辆，道路车辆- -静电放电产生的电骚扰静电放电产生的电骚扰 实验方实验方法法 在标准测试项目中以抛负载瞬态干扰的脉冲能量最大，在标准测试项目中以抛负载瞬态干扰的脉冲能量最大，对车载电子产品对车载电子产品(chnpn)(chnpn)的损坏最为严重。的损坏最

4、为严重。汽车电子汽车电子(dinz)(dinz)常用测试标准：常用测试标准：第7页/共35页第八页，共35页。汽车电子常用汽车电子常用(chn yn)(chn yn)测试标准：测试标准：第8页/共35页第九页，共35页。汽车电子汽车电子(dinz)(dinz)常用测试标准：常用测试标准：第9页/共35页第十页，共35页。汽车汽车(qch)(qch)电子常用测试标准：电子常用测试标准：l脉冲脉冲5 5：5b5b波形波形(b xn)(b xn)及参数及参数l 第10页/共35页第十一页，共35页。一，一，TVSTVS简介简介 TVS TVS：即瞬态抑制：即瞬态抑制(yzh)(yzh)二极管，是一种

5、二极管形式的高效能突波二极管，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。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 当当TVSTVS管的两极受到瞬态高能量冲击时，管的两极受到瞬态高能量冲击时，TVSTVS利用雪崩原理以利用雪崩原理以P 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位于VCVC值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受浪涌脉冲的值，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。损坏。瞬态过压保护器瞬态过压保护器TVSTVS第11页/

6、共35页第十二页，共35页。三，TVS特性参数 1. V/I曲线图： TVS有双向和单向(dn xin)之分，单 向TVS管的特性与稳压管相似，双 向TVS的特性相当于两个稳压二极 管反相串联。 详细参数： VRWM(截止电压）IR (漏电流） VBR(击穿电压） IT（测试电流） VC（钳位电压） IPP（脉冲峰值电流） 第12页/共35页第十三页，共35页。 2. 主要参数解释 a. VRWM(截止电压）与 IR (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. VBR

7、(击穿电压）与 IT（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. VC（钳位电压）与 IPP（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. 寄生电容C 寄生电容C 是TVS 雪崩结截面(jimin)决定的（1MHZ频率下测得）。寄生电容 C 对信号传输有影响。TVS寄生电容值是数据接口电路的重要参数。第13页/共35页第十四页，共35页。 3.

8、举例说明：SMBJ36CAVRWM(截止电压） ： 36VIR (漏电流） : 1uAVBR(击穿(j chun)电压） : 40.0-44.2V IT（测试电流） : 1mAVC（钳位电压） : 58.1VIPP（脉冲峰值电流）: 10.4A第14页/共35页第十五页，共35页。四，四，TVSTVS选型应用选型应用 TVS TVS截止电压要大于电路的连续工作的最大电压。截止电压要大于电路的连续工作的最大电压。 TVS TVS瞬态功率要满足电路系统的要求瞬态功率要满足电路系统的要求(yoqi)(yoqi)，或测试等级的要，或测试等级的要求求(yoqi)(yoqi)。 TVS TVS寄生电容要满

9、足电路系统的要求寄生电容要满足电路系统的要求(yoqi)(yoqi)，提供足够宽的频，提供足够宽的频率范围。率范围。 TVS TVS抑制电压要小于被保护电路最大承受电压值（瞬态）。抑制电压要小于被保护电路最大承受电压值（瞬态）。 TVS TVS封装满足客户的封装要求封装满足客户的封装要求(yoqi)(yoqi)。 举例说明：举例说明： 第15页/共35页第十六页，共35页。五、TVS的不足： TVS抑制脉冲能量的时间1毫秒ms，无法对长时间的脉冲干扰进行有效的抑制，对于车载(ch zi)电子产品电源口无法做到有效的防护。 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。 第16

10、页/共35页第十七页，共35页。瞬态过压保护器瞬态过压保护器ASSASS第17页/共35页第十八页，共35页。二、二、ASSASS防护原理：防护原理： 在正常工作状态下，在正常工作状态下，ASSASS呈高阻抗状态，当瞬间电压超过其击穿电压时，呈高阻抗状态，当瞬间电压超过其击穿电压时，ASSASS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ASSASS，而受保护设备两端的电压被限制在，而受保护设备两端的电压被限制在ASSASS钳位电压范围内。从而保护后端芯片不受损坏钳位电压范围内。从而保护后端芯片不受损坏(snhui)(

11、snhui)。当瞬态干扰电压消失后，。当瞬态干扰电压消失后，ASSASS又将恢复到高阻抗状态。又将恢复到高阻抗状态。 第18页/共35页第十九页，共35页。三、汽车级专用物料三、汽车级专用物料ASSASS分类分类 a. PK a. PK系列系列 型号：型号：PKLPKL、PKRPKR、PKSPKS、PKTPKT等等 优点：防护等级优点：防护等级(dngj)(dngj)高，钳位电压低高，钳位电压低 应用：汽车电子产品电源接口防护应用：汽车电子产品电源接口防护 第19页/共35页第二十页，共35页。 能量抑制波形能量抑制波形(b xn)(b xn)： 能量干扰波形能量干扰波形(b xn) PK(b

12、 xn) PK系列钳位波形系列钳位波形(b (b xn)xn) 第20页/共35页第二十一页，共35页。 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，在设计时对率也越来越高。瞬雷电子针对这种情况，在设计时对LCTLCT系列产品增加系列产品增加了触发管的特性，在了触发管的特性，在IPPIPP增加时，不但增加时，不但VCVC值下降，而且在通流值下降，而且在通流(tn (tn l

13、i)li)能力及散热性上都得到大大增强。能力及散热性上都得到大大增强。b.LCTb.LCT系列（超低残压系列）系列（超低残压系列） 1. 1. 型号：型号：LCT35BLCT35B 优点：性能高，残压较低，优点：性能高，残压较低，12V12V及及24V24V兼容兼容 应用：适用于后端电源芯片抗干扰能力弱，耐压值偏低时。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第21页/共35页第二十二页，共35页。 2. 2. 型号：型号：LCT40BLCT40B 优点优点(yudin)(yudin)：性能高，残压较低：性能高，残压较低 应用：适用于后端电源芯片抗干扰能力弱，耐

14、压值偏低且需应用：适用于后端电源芯片抗干扰能力弱，耐压值偏低且需要通要通 过过36V/1h36V/1h过压测试时。过压测试时。 第22页/共35页第二十三页，共35页。LCTLCT系列特点：系列特点：箝位电压低：箝位电压低：应用于应用于24V24V系统系统LCTLCT系列可以将汽车电系列可以将汽车电子模块电源线束中的瞬态高压进行精子模块电源线束中的瞬态高压进行精确钳位，并且确钳位，并且(bngqi)(bngqi)钳位电压钳位电压VCVC可可以控制在击穿电压以控制在击穿电压VBR VBR 左右。左右。性能更强：性能更强：LCTLCT系列是专门为汽车电子有较低残压系列是专门为汽车电子有较低残压需求

15、所研发的，其性能比以往的瞬态需求所研发的，其性能比以往的瞬态抑制二极管可过抑制二极管可过ISO7637-2 ISO7637-2 标准等级标准等级更高，可通过：更高，可通过：ISO 7637-2 5a 24v ISO 7637-2 5a 24v System System (174V 4 350ms )(174V 4 350ms )满足：满足：36V36V过压测试过压测试 60min. 60min.第23页/共35页第二十四页，共35页。瞬雷产品在汽车瞬雷产品在汽车(qch)(qch)电子的应用电子的应用第24页/共35页第二十五页，共35页。ASSl电源接口防护电源接口防护(fngh)(fng

16、h)ISO 16750-2：Test A 第25页/共35页第二十六页，共35页。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 16750-2：Test A Test A 常用常用(chn yn)(chn yn)测试标准测试标准 第26页/共35页第二十七页，共35页。ISO 10605 CONTACT DISCHARGE :8KV

17、AIR DISCHARGE :15KV第27页/共35页第二十八页，共35页。ISO 10605 CONTACT DISCHARGE : 8KV AIR DISCHARGE :15KV第28页/共35页第二十九页，共35页。ISO 10605 CONTACT DISCHARGE : 8KV AIR DISCHARGE :15KV接口接口(ji ku)(ji ku)防护电路防护电路l CAN BUSCAN BUS接口接口(ji ku)ESD(ji ku)ESD防护防护第29页/共35页第三十页，共35页。主要分三种情况：主要分三种情况：TVSTVS损坏，后端电路无损坏：这种主要是因为遭到大的脉冲

18、冲击，损坏，后端电路无损坏：这种主要是因为遭到大的脉冲冲击，TVSTVS工作，工作，但因为功但因为功 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率(gngl)(gngl)大小，增加相应的大小，增加相应的TVSTVS功率功率(gngl)(gngl)即可。即可。TVSTVS无损坏，后端电路损坏：这种主要原因为有异常发生，但无损坏，后端电路损坏：这种主要原因为有异常发生，但TVSTVS没有有效的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电路的最大可承受电压，选择更低箝位电压的TVSTVS即可。即可。TVSTVS损坏，后端电路损坏：这种主要原因为有较大的异常发生，损坏，后端电路损坏：这种主要原因为有较大的异常发生，TVSTVS的型号选的型号选择错误，择错误，TVSTVS有工作，但由于瞬间脉冲过高而损坏，型号选错，导致箝位有工作，但由于瞬间脉冲过高而损坏，型