汽車安全很關(guān)鍵，設(shè)計(jì)要從小處著眼

不論在引擎蓋下還是在駕駛室中，如今的先進(jìn)芯片組對(duì)汽車固有惡劣環(huán)境中常見的電氣危險(xiǎn)格外敏感。為了保護(hù) 汽車電子設(shè)備免受破壞性影響，工程師們必須高度重視電氣 瞬態(tài)（如拋負(fù)載）的主要來(lái)源——交流發(fā)電機(jī)。安全是汽車設(shè)計(jì)的首要考慮。對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，汽車是 一筆不菲的投入，所以必須保護(hù)好它們。最重要的是，汽 車出現(xiàn)安全問(wèn)題，人便命懸一線。正因?yàn)槿绱?，汽車廠家不惜采用氣囊、穩(wěn)定控制和胎壓監(jiān)測(cè)等各種安全技術(shù)。但設(shè)計(jì)的安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)這些外在保護(hù)系統(tǒng)。對(duì)于汽車電子設(shè)備來(lái) 說(shuō)，不論大小，安全都是設(shè)計(jì)考量的核心。
　　
　　圖1 實(shí)施拋負(fù)載保護(hù)的電路
　　
　　圖2 壓敏電阻為直流電壓較低的汽車應(yīng)用提供了高浪涌電流電路保
　　新型乘用車裝備的電子設(shè)備越來(lái)越多。而我們?nèi)匀惶?在汽車設(shè)計(jì)巨大轉(zhuǎn)變的起點(diǎn)：車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)的 出現(xiàn)將在未來(lái)五年使得汽車上采用的微處理器數(shù)量翻番。這 自然會(huì)導(dǎo)致對(duì)電子設(shè)備保護(hù)方案需求的增大，尤其是在汽車 那樣的惡劣環(huán)境中。各種汽車電子設(shè)備，從內(nèi)置顯示到最新 的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，都容易成為各種險(xiǎn)情的攻擊對(duì)象，如開關(guān)負(fù)載 或瞬態(tài)電壓浪涌、靜電放電和產(chǎn)生極端高壓的其他事件。
　　現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，所有車載電子設(shè)備都要連接電池和 交流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)是電氣瞬態(tài)的主要來(lái)源，其中最 糟的是拋負(fù)載。這種情況發(fā)生在電池已經(jīng)斷開而交流發(fā)電機(jī) 正在發(fā)電、其他負(fù)載還在交流發(fā)電機(jī)環(huán)路上時(shí)。如果置之不 理，電氣尖峰和瞬態(tài)將沿著電線傳遞，導(dǎo)致個(gè)別電子設(shè)備和 傳感器故障，或永久損壞汽車的電子系統(tǒng)。當(dāng)然，拋負(fù)載失控還會(huì)威脅車輛本身的安全性和可靠性。
　　1 如何設(shè)計(jì)完善的拋負(fù)載保護(hù)
　　電路保護(hù)器件，包括瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管和壓敏 電阻，都是對(duì)敏感電子設(shè)備提供拋負(fù)載保護(hù)的有效手段。選 擇TVS二極管不僅因?yàn)樗鼈兪琼憫?yīng)時(shí)間快（鉗位電壓低）、漏 電電流小的硅雪崩器件，還因?yàn)樗鼈儧](méi)有固有磨損系數(shù)。變阻器一般作為瞬態(tài)浪涌保護(hù)的前線方案使用。實(shí)例包括保護(hù)小型電子設(shè)備的超小型表面貼裝多層壓敏電阻（MLV）器件和 保護(hù)小型機(jī)械設(shè)備、電源和組件的傳統(tǒng)金屬氧化物壓敏電阻 （MOV）。
　　大多數(shù)現(xiàn)代交流發(fā)電機(jī)中，通過(guò)在擾動(dòng)源上添加限流 TVS二極管抑制或鉗制拋負(fù)載幅度。瞬態(tài)擾動(dòng)應(yīng)該內(nèi)部抑制 或在擾動(dòng)源端子上用抑制器件（TVS二極管）抑制。作為一種 最佳實(shí)踐，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該將TVS二極管盡可能靠近擾動(dòng)源。 圖1為實(shí)施拋負(fù)載保護(hù)的電路，標(biāo)明了TVS二極管的設(shè)計(jì)位 置。