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汽车电路保护器件该如何设计

2020-04-26

信息娱乐系统中广泛使用自复PPTC器件,它们保护精密的电子元件及周边设备。在自复功能不可取或不实际的应用系统中,通常是使用片式表面贴装熔断器。

信息娱乐设备也容易因为过高的瞬变电压而损坏,其中包括它所在的工作环境及周边设备产生的静电放电(ESD)脉冲。往往使用ESD保护器件、金属氧化物变阻器(MOV)和齐纳二极管来保护汽车电子设备,例如天线、背光加热器、电池、按键、电路板上的印制线、CD/DVD播放器,数据线端口、硬盘驱动器以及输入/输出端口和触按屏。

对于汽车电路保护器件在设计上的考虑

PPTC过流/过热保护

广为流行的PPTC器件具有自复功能,可以把它装在汽车中便于接近的位置。它有很多种不同电气性能和尺寸的产品,便于实现各种精确的保护设计方案。在选择PPTC器件时,主要考虑的问题是,器件的保持电流额定值要和设备在正常工作时的初级电流匹配。

ESD保护器件

高速输入/输出端口要求使用电容小的ESD保护器件,尽量保持信号质量不会下降。选用的器件应当适合高速数据传输线路和无线电频率数据线路,能够经受无数次的ESD瞬变电压。要符合RoHS 和IEC61000-4-2的要求,电容要小,触发电压要低,响应时间要短,这些也是ESD保护器件的重要特性。

表面贴装熔断器

电流大、尺寸小的表面贴装熔断器有熔断快和慢的两种产品,它们的熔断特性都应当干凈利落,其中包括熔断过程应是在封装里面进行。它们抑制电弧的特性应当良好,并且能够承受冲击和振动。

金属氧化物变阻器

金属氧化物变阻器(MOV)有各种直径和各种电压范围的产品。MOV器件可以流过很大的电流,能够吸收很大的能量,从而实现过压保护。在选择MOV时,是根据箝位电压电平(受抑制的电压额定值),以及响应时间。

直流电源端口的保护

汽车电源总线很“脏”,这是大家都知道的。汽车电源的额定值是12V,但是在正常工作时,会在8V至16V的范围内变化。还有,电池的电流会超过100安培,而且会因为继电器动作或者熔断器熔断而中断,因而在电源总线上产生很大的感应电压尖脉冲,电压会增大5倍以上。

汽车电源在运作过程中,会因为电池接错或者在双电池启动时接到电压高一倍( 24伏)的电池上而造成损坏。有一种情况称作"抛负载",它可能会在电源总线上产生很高的电压。由于电源转换器抑制瞬变电压的能力变化很大,因此针对电压波动设计保护电路,添加过压和过流保护器件非常重要。

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