有助于保護(hù)車載電子設(shè)備的器件介紹

為滿足車載娛樂（“信息娛樂”）系統(tǒng)和功能方面的各種要求，現(xiàn)代汽車中的電子設(shè)備數(shù)量在過去幾年內(nèi)出現(xiàn)了驚人的增長，如智能手機(jī)座、USB 接口和衛(wèi)星無線電。 人們也希望新車能配置值得夸耀的功能：帶有地圖功能的 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)、內(nèi)外 LED 照明和其它復(fù)雜的功能。

圖 1：汽車信息娛樂系統(tǒng)示例。

政府部門對汽車安全功能的要求日趨嚴(yán)格也是車載電子設(shè)備得以普及的另一驅(qū)動(dòng)因素。 例如，2018 年，所有新車將強(qiáng)制安裝倒車攝像頭。 與此同時(shí)，國家法律要求行車時(shí)使用免持通話裝置，這意味著車載電話接口將成為標(biāo)配。

為滿足汽車消費(fèi)娛樂需求并讓人們安心駕駛，汽車電子設(shè)備的種類越來越多，但隨之而來的是潛在電子故障增加，這反而會(huì)產(chǎn)生反面效果：保修問題、安全問題和較低的整體客戶滿意度。

TE Connectivity （TE） 的 TE Circuit Protection 業(yè)務(wù)部門為汽車應(yīng)用提供 PolySwitch?、PolyZen 以及 ESD 保護(hù)器件。 這些器件的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲，有助于提升車載電子設(shè)備的可靠性、性能和安全性。

USB 應(yīng)用

USB 3.0 端口目前在汽車中很常見。 除過流和過壓保護(hù)外，使用高速 USB 協(xié)議（以及 HDMI 和其它高速接口）的敏感型電子設(shè)備還需具備靜電放電 （ESD） 損害防護(hù)功能。 TE Circuit Protection 提供的兩種不同類型的電路保護(hù)器件可幫助解決上述情形。

PolySwitch PPTC（聚合物正溫度系數(shù)）器件可用于 USB 應(yīng)用的自復(fù)位保護(hù)。 將 PPTC 器件組裝于 USB 電源的 VBUS 端口可限制電流大小，防止發(fā)生短路。 此外，此器件還有助于防止因突發(fā)短路電流下行引起的過流損壞，并幫助實(shí)現(xiàn) UL60950 合規(guī)。 這些器件包括 AGRF、AHRF、AHEF、AHS、ASMD、nanoASMDC、microASMD、miniASMDC 和 BD 零件。 針對 USB 3.0 應(yīng)用的過壓保護(hù)，PolyZen 器件采用的是混合方法—— 通過熱粘合將齊納二極管與 PPTC 器件集成。 PolyZen 器件可用于 USB 端口中，以防止因上游穩(wěn)壓器故障引起的高電壓通過或損壞插入 USB 端口中的任何元器件。

12 VDC 系統(tǒng)

為后座視頻顯示器、有源天線和其它配件供電的電源需要短路保護(hù)。安裝設(shè)備時(shí)，車輛電源很容易發(fā)生對地短路?；丝诘碾娫摧敵鐾瑯有枰搪繁Ｗo(hù)。

一般而言，12 VDC 系統(tǒng)中的保險(xiǎn)絲可提供電源輸入輸出保護(hù)。 PolySwitch PPTC 通過保護(hù)驅(qū)動(dòng)器輸出免受意外短路或其他負(fù)載異常的損害，提供一種可替代保險(xiǎn)絲的高性價(jià)比自恢復(fù)方案。

視頻輸出

汽車信息娛樂系統(tǒng)及其他系統(tǒng)的視頻輸出同樣需要 ESD 保護(hù)。 例如，HDMI 和其它高頻輸出需要低電容 ESD 保護(hù)。 TE 的聚合物 ESD （PESD） 保護(hù)器件可在 3.4 GHz 下運(yùn)行而不影響信號完整性，在設(shè)計(jì) HDMI 系統(tǒng)時(shí)，使用該器件可最大限度地解決設(shè)計(jì)難題。 此類器件有助于避免將來需要對 ESD 保護(hù)方案進(jìn)行全面的重新設(shè)計(jì)，從而提高系統(tǒng)余裕，推進(jìn)新一代設(shè)計(jì)。 這些器件包括 PESD0402、PESD0603 和 PESD1206Q 零件。

射頻輸出

藍(lán)牙技術(shù)、GPS 和衛(wèi)星無線電天線等射頻輸出也需要 ESD 保護(hù)。

保護(hù)裸露的通信接口免受由天線和儀器的無線（射頻）接口引發(fā)的 ESD 及其它電壓浪涌影響是一個(gè)重大的設(shè)計(jì)問題。

PolyZen 器件可幫助保護(hù)藍(lán)牙模塊的電源輸入（圖 2）。 圖中還顯示了 PESD 器件可用于保護(hù)天線免受 ESD 浪涌的損害。 PESD 器件具備高速數(shù)據(jù)傳輸線路和射頻數(shù)據(jù)線路所需的低電容。 它們集成于緊湊的 SMD 封裝中，并能承受無數(shù)次 ESD 尖峰。

圖 2：藍(lán)牙模塊可利用 PolyZen 和 PESD 器件來實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)。

LED 照明

內(nèi)外 LED 在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越普遍。 盡管 LED 能效高、使用壽命長，但極易因高溫、ESD 和短路異常而受損，導(dǎo)致產(chǎn)品故障和潛在的安全問題。 因此，汽車制造商需要對這些照明系統(tǒng)采用電路保護(hù)。

供給 LED 的大部分電能轉(zhuǎn)化為了熱量，而非光。 如果處理不當(dāng)，熱量將減少 LED 的壽命并影響產(chǎn)生的光的質(zhì)量。 PolySwitch PPTC 器件可與 LED 串聯(lián)使用以提供過流保護(hù)。

此外，此自恢復(fù)器件可熱粘接到金屬芯電路板或 LED 散熱器上以提供超溫保護(hù)。 如果 LED 驅(qū)動(dòng)器輸出因意外短路而受損或毀壞，相關(guān)問題將隨之發(fā)生。 如果驅(qū)動(dòng)器電路不需要輸入保護(hù)，PolySwitch PPTC 器件可用于保護(hù)驅(qū)動(dòng)器輸出。

如果 LED 沒有內(nèi)置保護(hù)功能，則 ESD 保護(hù)同樣不可或缺。 在這種情況下，ESD 保護(hù)器件與 LED 并聯(lián)使用可有助于保護(hù) LED 免受可能的損害。

許多 LED 驅(qū)動(dòng)器很容易因不當(dāng)?shù)闹绷麟妷弘娖胶蜆O性而受損。 將 PolyZen 器件放置于 LED 驅(qū)動(dòng)器的輸入端有助于保護(hù)驅(qū)動(dòng)器，避免其因意外暴露于過壓和反極性情形下而受損。