在設計汽車的過程中,一個主要的難題是例如控制單元、傳感器、信息娛樂系統(tǒng)等保護電子設備,免遭出現(xiàn)在電源在線的有害浪涌、電壓瞬態(tài)、ESD和噪聲的損害。瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)是用于保護汽車電子產品的理想方案,有些參數(shù)對這些應用來說非常重要,包括功率等級、關態(tài)電壓、擊穿電壓、最大擊穿電壓。下面是這些參數(shù)的定義。
功率等級
TVS的功率等級是在一定測試或應用條件下吸收浪涌的能力。10μs/1000 μs脈沖波形(Bellcore 1089標準)的行業(yè)標準測試條件如圖1所示。這個測試條件不同于TVS瞬態(tài)電壓吸收能力的測試條件,吸收能力的測試采用8 μs/20 μs脈沖波形,如圖2所示。 本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/330863.htm
圖1:TVS的測試波形(Bellcore 1089)圖2:TVS的波形擊穿電壓(VBR)擊穿電壓是器件進入雪崩擊穿的電壓,采用數(shù)據(jù)表上的特定電流條件下進行測試。
最大擊穿電壓(VC:鉗位電壓)在一定的峰值脈沖電流等級下,TVS上會出現(xiàn)鉗位電壓。TVS的擊穿電壓是在非常低的電流下測得的,例如1mA或10mA,不同于應用條件下的實際雪崩電壓。因此,半導體制造商標注的典型或最大擊穿電壓對應的是大電流。
關態(tài)工作電壓(VWM):工作時的關態(tài)反向電壓
關態(tài)電壓指的是TVS在未擊穿情況下所能承受的最高電壓,是電路中在正常情況下不工作的保護器件的重要參數(shù)。在汽車里面,一些汽車電子產品的法規(guī)是根據(jù)“跳啟動保護”的情況制定的。這種情況下,要求為12V的電子設備提供10分鐘的23VDC電源,用36VDC電源給24VDC電子設備供電10分鐘,不會損壞電路或引起誤操作。因此,關態(tài)電壓是用在汽車電子產品中的TVS的關鍵參數(shù)。
汽車電源線(甩負荷)的初次保護電子控制單元、傳感器和信息娛樂系統(tǒng)等汽車電子設備是連到電源在線的。這些電子產品的電源是電池和發(fā)電機,這兩種電源的輸出電壓不穩(wěn)定,易受溫度、工作狀態(tài)和其他條件的影響。此外,使用電磁線圈負載的汽車系統(tǒng),例如燃油噴嘴、閥門、電動機,電子和混合控制器,會把ESD、尖峰噪聲和其他類型的瞬態(tài)和浪涌電壓引入到電源和信號在線。
什么是甩負荷?當引擎開始工作,電池從電源在線斷開,發(fā)電機繼續(xù)為汽車的電源線輸出電流,這是產生浪涌電壓的最糟糕的情況。這種情況就是所說的“甩負荷”,大多數(shù)汽車制造商和行業(yè)協(xié)會都會針對這種甩負荷狀態(tài),制定最高電壓、線路阻抗,和這種甩負荷狀態(tài)的持續(xù)時間,如圖5所示。甩負荷的源阻抗高于正常條件下瞬態(tài)測試時的阻抗,因為電池已經斷開,只有發(fā)電機在向外輸出電能,這時發(fā)電機的內部線圈的作用就象一個限流電阻。
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