車載Tyco信息中心電路保護方法

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可通過線束進行物理連接。絕大多數(shù)內(nèi)置控制器、內(nèi)置或接插式多媒體以及無線網(wǎng)絡(luò)功能通過車載電池直接供電或通過點火開關(guān)通電。不斷增多的敏感車載電子設(shè)備容易受到電氣系統(tǒng)本身、人為干擾或甩負荷變化的影響。

新型客車、卡車、公共汽車甚至摩托車都已成為移動的網(wǎng)絡(luò)，將眾多特征和功能連接在一起，如內(nèi)置控制、移動媒體和無線網(wǎng)絡(luò)。信息娛樂系統(tǒng)、遠程信息處理、安全控制等的應(yīng)用均需使用幾種現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，如LIN、CAN、MOST、IDB- 1394、FlexRay、Byteflight 、內(nèi)置控制藍牙和其他標(biāo)準(zhǔn)。

圖1中顯示了最常見的電源軌瞬態(tài)，從嚴重的低電平—高能量到高電平—低能量的瞬態(tài)變化。特別關(guān)注的是，這些電源系統(tǒng)上的瞬態(tài)變化應(yīng)滿足 ISO7637-2和ISO10605標(biāo)準(zhǔn)。

甩負荷和跨接起動產(chǎn)生了最具能量的瞬態(tài)。當(dāng)汽車啟動時會產(chǎn)生6V的瞬態(tài)突變，導(dǎo)致電源電壓降至6V。當(dāng)交流發(fā)電機產(chǎn)生充電電流時，充電電池與交流發(fā)電機斷開，從而產(chǎn)生出甩負荷。

+100/-150V的峰電位是由于電燃汽油混合物時的點火程序所產(chǎn)生的。峰電位的頻率決定于汽缸的數(shù)量和發(fā)到發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。

超出電池電壓的過電壓突然變更會導(dǎo)致24V的跨接起動瞬態(tài)。電池顛倒瞬態(tài)是由無意的顛倒電池而產(chǎn)生的。

圖 2顯示數(shù)據(jù)線路上產(chǎn)生的瞬態(tài)主要是ESD浪涌。盡管此類浪涌為低能量，但是會產(chǎn)生強大的電磁場。

表1列出了幾種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用以及常用于防止電路損傷的泰科電子的設(shè)備。

數(shù)據(jù)線路可以包括媒體傳輸線、數(shù)據(jù)總線和傳感器數(shù)據(jù)線路，應(yīng)特別注意是否符合AEC-Q和ISO 10605標(biāo)準(zhǔn)。ISO10605 ±25kV的ESD浪涌測試可應(yīng)用于整個系統(tǒng)，并可模仿人體接觸周圍電子模塊所產(chǎn)生的ESD影響。AEC-Q標(biāo)準(zhǔn)注重設(shè)備強度，包括人體模型測試、機械模型測試和充電設(shè)備模型測試（AEC-Q200針對無源元件而AEC-Q101適合分立的半導(dǎo)體）。

避免網(wǎng)絡(luò)和聯(lián)接元件受上述各種過電流、過電壓或過熱情況的影響而產(chǎn)生損傷，對于汽車制造商和元件供應(yīng)商都提出了復(fù)雜的設(shè)計要求。

LIN拓撲：電路保護措施

12V 直流電情況下單線運行的總線速度達到20kbps，LIN（本地互聯(lián)網(wǎng)）提供低成本的車載網(wǎng)絡(luò)并補充了現(xiàn)有的車載服用網(wǎng)絡(luò)。LIN的典型應(yīng)用包括開關(guān)、驅(qū)動器（如抬窗鎖門模塊）、調(diào)整舒適度的身體控制電子元件（如門、方向盤、座位和視鏡模塊）、以及電動機和傳感器（如恒溫空調(diào)、照明、雨刷感應(yīng)器、智能雨刷、智能交流發(fā)電機和開關(guān)面板）。

LIN總線拓撲利用一臺獨立主機或ECU（電子控制單元）以及多個節(jié)點，如圖3所示。連接應(yīng)用模塊至車載網(wǎng)絡(luò)使其可進行診斷和提供服務(wù)。

除非在LIN標(biāo)準(zhǔn)中明確說明以外，所有電壓可參照當(dāng)?shù)谽CU接地且正電流流入ECU。如果存在一個集成電阻/二極管網(wǎng)絡(luò)，總線路和ECU內(nèi)部供電（VSUP）之間不可形成寄生電流通路。這會對電路中的ESD浪涌遏制設(shè)備產(chǎn)生影響。

LIN總線標(biāo)準(zhǔn)要求當(dāng)LIN總線路因正電壓小于 26.5V或接地而出現(xiàn)短路時，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)恢復(fù)正常工作。物理層上的ESD浪涌電阻根據(jù)IEC61000-4-2要求必須符合最低放電電壓電平±2kV。然而，ECU連接器上可能會出現(xiàn)達到±8kV的電平。

需要通過過電流保護對出現(xiàn)故障或過載現(xiàn)象時進行過電流限制。同時也需要通過電路保護設(shè)備限制電壓尖峰或處于穩(wěn)定的過電壓狀況。

圖4為協(xié)同的電路保護圖，顯示出一個設(shè)置在功率輸入的可復(fù)位PolySwitch器件如何在電源輸入端保護ECU和LIN節(jié)點連接器免受過電流情況的損傷，以及一個MLV（多層電壓敏電阻器）如何為車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供所需的高電流處理和能量吸收的過電壓保護。