汽車12V和24V電池電源電路輸入保護方案

【導讀】汽車電池電源線路在運行系統(tǒng)時容易出現瞬變。所需的典型保護包括過壓、過載、反極性和跨接啟動。在汽車 的生命周期中，交流發(fā)電機可能會被更換為非OEM 部件。售后市場上的交流發(fā)電機可能具有不同的負載突降(LOAD DUMP)保護或沒有負載突降保護，這可能導致?lián)p壞電子控制單元 (ECU)。前裝產品在設計初期要充分考慮測試需求，保證充分余量。

保護需求

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

一般來說電源口電磁兼容EMC遵循的標準如下：

1.ISO7637-2 包括很多波形

2.ISO1650-2 包括波形A 和波形B

3.LV124標準 包括眾多汽車主機廠的自己標準，比如VW80000和寶馬，奔馳，保時捷自己的體系標準

4.JASO A-1 日本體系的測試標準

5.SAEJ1113-11 美國汽車工業(yè)協(xié)會的測試標準。

雖說各個標準數據各不一樣，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。所以在前期設計時要明確測試標準非常重要。

ISO 7637的標準名為“道路車輛-傳導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”。該標準定義了一個測試程序，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。每個脈沖都被建模來模擬一個瞬態(tài)，理解為汽車發(fā)生的真實電壓波動。本文設計主要用于反向極性保護和瞬態(tài)保護，主要放置在電池旁邊。

ISO 16750的標準名為“道路車輛——電氣和電子設備的環(huán)境條件和測試”，第二部分特別是“電氣負載”?？紤]這個標準的一個簡單方法是，它本質上定義了一系列的“供電電壓質量”事件——電池供電電壓在各種條件下的變化。在大多數情況下，這些條件對電氣子系統(tǒng)無害，但會影響其運行狀態(tài)。

本標準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到A級的狀態(tài)，即測試過程中不發(fā)生任何異常數據。

雷卯方案

此電路包含了三項保護 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，根據客戶測試指標各異您可以稍作調整。

PTC 過流保護作用，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的產品，24V系統(tǒng)需采用耐壓值33V的PTC，如果測試拋負載數據嚴格，建議采用插件的PTC，比如HL60-300產品。

防反接二極管設計位置也有不同意見，如果測試浪涌嚴格也建議放在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，可以采用雷卯的超低壓降系列肖特基。SS34LVFA 或SS56C等產品。

防浪涌二極管TVS，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，一般推薦選用SM8S24CA或SM8S36CA。

市面上有很多也叫此型號的產品，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)。我們有電磁兼容實驗室，也歡迎需要的工程師申請免費測試。

值得注意的是TVS電壓越低，箝位電壓越低，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的電源芯片，會容易通過測試。

審核編輯：湯梓紅