汽車12V和24V電池電源電路輸入保護(hù)方案

【導(dǎo)讀】汽車電池電源線路在運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)容易出現(xiàn)瞬變。所需的典型保護(hù)包括過壓、過載、反極性和跨接啟動(dòng)。在汽車 的生命周期中，交流發(fā)電機(jī)可能會(huì)被更換為非OEM 部件。售后市場上的交流發(fā)電機(jī)可能具有不同的負(fù)載突降(LOAD DUMP)保護(hù)或沒有負(fù)載突降保護(hù)，這可能導(dǎo)致?lián)p壞電子控制單元 (ECU)。前裝產(chǎn)品在設(shè)計(jì)初期要充分考慮測試需求，保證充分余量。

保護(hù)需求

雷卯本文主要討論電源口的保護(hù)需求，一般包括了? 過壓保護(hù)? 過載保護(hù) ? 瞬態(tài)抑制 ? 反極性保護(hù) ?在未抑制負(fù)載突降脈沖期間實(shí)現(xiàn)A類運(yùn)行, 符合 ISO 7637-2、ISO 16750-2 的要求。

一般來說電源口電磁兼容EMC遵循的標(biāo)準(zhǔn)如下：

1.ISO7637-2 包括很多波形

2.ISO1650-2 包括波形A 和波形B

3.LV124標(biāo)準(zhǔn) 包括眾多汽車主機(jī)廠的自己標(biāo)準(zhǔn)，比如VW80000和寶馬，奔馳，保時(shí)捷自己的體系標(biāo)準(zhǔn)

4.JASO A-1 日本體系的測試標(biāo)準(zhǔn)

5.SAEJ1113-11 美國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的測試標(biāo)準(zhǔn)。

雖說各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)各不一樣，但是總體來說波形差不多，只是每家的電壓，電阻，波形長度各有各自的說法。所以在前期設(shè)計(jì)時(shí)要明確測試標(biāo)準(zhǔn)非常重要。

ISO 7637的標(biāo)準(zhǔn)名為“道路車輛-傳導(dǎo)和耦合引起的電干擾”，第二部分特別是“僅沿供電線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)”。該標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)測試程序，包括測試脈沖的描述，以測試電氣子系統(tǒng)對瞬態(tài)的敏感性，這可能對其操作造成潛在的損害。每個(gè)脈沖都被建模來模擬一個(gè)瞬態(tài)，理解為汽車發(fā)生的真實(shí)電壓波動(dòng)。本文設(shè)計(jì)主要用于反向極性保護(hù)和瞬態(tài)保護(hù)，主要放置在電池旁邊。

ISO 16750的標(biāo)準(zhǔn)名為“道路車輛——電氣和電子設(shè)備的環(huán)境條件和測試”，第二部分特別是“電氣負(fù)載”?？紤]這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)簡單方法是，它本質(zhì)上定義了一系列的“供電電壓質(zhì)量”事件——電池供電電壓在各種條件下的變化。在大多數(shù)情況下，這些條件對電氣子系統(tǒng)無害，但會(huì)影響其運(yùn)行狀態(tài)。

本標(biāo)準(zhǔn)中的測試旨在查看子系統(tǒng)在這些事件之前、期間和之后的行為。很多車廠要求測試需達(dá)到A級的狀態(tài)，即測試過程中不發(fā)生任何異常數(shù)據(jù)。

雷卯方案

此電路包含了三項(xiàng)保護(hù) 包括過壓，過流，反電壓的測試。

以下是三顆器件的上海雷卯選型原則，根據(jù)客戶測試指標(biāo)各異您可以稍作調(diào)整。

PTC 過流保護(hù)作用，需考慮工作電流和耐壓值，還要考慮溫度因素，雷卯推薦12V系統(tǒng)采用耐壓24V的產(chǎn)品，24V系統(tǒng)需采用耐壓值33V的PTC，如果測試拋負(fù)載數(shù)據(jù)嚴(yán)格，建議采用插件的PTC，比如HL60-300產(chǎn)品。

防反接二極管設(shè)計(jì)位置也有不同意見，如果測試?yán)擞繃?yán)格也建議放在TVS的后端，避免測試時(shí)沖擊電流過大而損壞。一般此處電流小選擇肖特基二極管，可以采用雷卯的超低壓降系列肖特基。SS34LVFA 或SS56C等產(chǎn)品。

防浪涌二極管TVS，主要用于防護(hù)各種過壓波形和拋負(fù)載沖擊，此處選擇范圍較大，一般推薦選用SM8S24CA或SM8S36CA。

市面上有很多也叫此型號(hào)的產(chǎn)品，一定要保證能通過測試，上海雷卯的目前可以保證通過0.5歐的12V系統(tǒng)和3歐的24V系統(tǒng)。我們有電磁兼容實(shí)驗(yàn)室，也歡迎需要的工程師申請免費(fèi)測試。

值得注意的是TVS電壓越低，箝位電壓越低，越能保護(hù)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的電源芯片，會(huì)容易通過測試。

審核編輯：湯梓紅