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汽车电子系统的主要异常和防护

作者:admin????来源:未知????发布时间:2019-11-20 15:54????浏览量:
新的车载导航娱乐和信息服务系统集成了GPS、影音娱乐、蓝牙通讯等多种功能,配有HDD、LCD模块、智能读卡器、CD/DVD驱动等多种电子模块。这些电子模块和各种接口使PND面临诸多潜在危险,包括过电流、过电压以及会损坏敏感电子设备的ESD、EMI,它们都有可能损坏电子线路。因此,系统线路中的大多数模块和接口都必须要进行电路保护的设计。
 
主要异常:过压、ESD 和过流
车载环境中存在多种瞬间过压,这些瞬间过压有可能对电路造成永久的损坏。随着汽车电子的发展,车身中包含了各种各样的电子模块和单元。因此,在设计这些电路的过程当中,必须要保证所有的线路能够不被车载环境中的瞬间过压损坏。
 
车载环境中电源电路中的瞬间过压包括:负载突降(Load Dump)、跳变开始(Jump Start)以及各种各样的电压噪声。其中抛负载过压是车载环境中最严重的瞬间过压,在12V车载系统中,其瞬间过压可达125V。
 
ESD产生的瞬间高压能破坏敏感的CMOS器件及器件内部的连接,它在引发IC失效的事件中排名第一,所占比例超过60%。静电来源于物体间的相对运动和电荷积累,积聚的电荷通过一定的路径释放从而形成放电(ESD)。ESD进入设备电路侵害器件的方式有两种:耦合或直接进入。在后一种方式中,ESD通过设备与外界相连的通道有:天线、按键、电源或各种与外界相通的物理接口。对于便携式电子设备来说,ESD防护及器件选择一直是系统设计中的难题。而对于汽车的恶劣使用环境,ESD防护等级要求远远高于在普通家用/商用电子设备中的相应要求。
造成过流的原因主要有电压升高和负载异常。在防护电压升高造成的过流时,需要过压器件和过流器件的协同保护。负载异常包括负载短路和负载异常增大;由此产生的过流有时伴随着过热故障,在设计异常保护时应一并考虑。
那么这些异常应该如何防护呢,电路保护专家全业电子选择了车载电子系统两个最常见的防护方案来给大家介绍:
 
在设备电源中,会出现有害的过电流、浪涌等电气威胁,使用PPTC自恢复保险丝可限制这种危害,自恢复保险丝在故障发生时能迅速响应从而保护电源电路,当故障解除且电路电源被切断后可自动恢复,并且自恢复保险丝是一种对温度敏感的电阻可以防止因过温故障引起的损坏,自恢复保险丝的可重复利用率大大降低了维护、服务和维修的成本。由于PPTC自恢复保险丝快速而有效地将过电流限制到安全水平,且体型小巧,可直接贴装到电路板,因此,可使用该器件对PND内的每条电源电路进行一对一的保护。当PPTC和嵌位二极管一起使用的时候,同保护设备不受过电压、极性反转等故障的损害,保护汽车电源及电路不因便携式电子设备内部故障而损坏。
随着USB/IEEE1394通信速率的增加,电路日趋小型化和敏感化,对电路瞬态的保护就显得更为重要。每当连接和断开PND,电路都会受到瞬态过电压/过电流的冲击,故需要在电源和地上分别抑制瞬间过压。由于钳位而不会

引起供电中断,且价格较低,MLV贴片压敏电阻常被采用。而PPTC也可用于USB和IEEE1394接口作过电流保护。对USB/IEEE1394端口具有损害性的瞬态过电压还包括来自于操作环境和外围设备的ESD脉冲。全业电子低电容ESD静电二极管适用于数据传输速率很高的电路,其具有低触发和低嵌位电压的特性,有助于保护敏感电子设备。

电路保护往往不仅仅选一、两个合适的器件那么简单。在设计中,首先要对可能出现的异常情况逐一分析,选择合适的保方案。全业电子协助客户从成本、风险、品质、空间存储等多方面因素考虑设计出最佳的优化方案。在电路设计中采用两个或多个器件以分级保护方式达到电路保护的目的。全业EMC实验室可供客户免费测试,调节各元件的保护偶合点,计算、验证其边界参数,保证保护方案可以覆盖所要求保护的全部异常。

对于车用电子设备厂商来说,好的保护方案既能提高产品的可靠性,又能降低总体成本,而全业电子就是您电路设计的得力助手。合理的硬件保护,能够保证设备不受异常侵害,从而提升产品品质,降低保修、维护成本。了解更多电路保护方案,请直接点击在线客服咨询,我们将竭诚为您服务!

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