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汽車電子系統的主要異常和防護

作者:admin????來源:未知????發布時間:2019-11-20 15:54????瀏覽量:
新的車載導航娛樂和信息服務系統集成了GPS、影音娛樂、藍牙通訊等多種功能,配有HDD、LCD模塊、智能讀卡器、CD/DVD驅動等多種電子模塊。這些電子模塊和各種接口使PND面臨諸多潛在危險,包括過電流、過電壓以及會損壞敏感電子設備的ESD、EMI,它們都有可能損壞電子線路。因此,系統線路中的大多數模塊和接口都必須要進行電路保護的設計。
 
主要異常:過壓、ESD 和過流
車載環境中存在多種瞬間過壓,這些瞬間過壓有可能對電路造成永久的損壞。隨著汽車電子的發展,車身中包含了各種各樣的電子模塊和單元。因此,在設計這些電路的過程當中,必須要保證所有的線路能夠不被車載環境中的瞬間過壓損壞。
 
車載環境中電源電路中的瞬間過壓包括:負載突降(Load Dump)、跳變開始(Jump Start)以及各種各樣的電壓噪聲。其中拋負載過壓是車載環境中最嚴重的瞬間過壓,在12V車載系統中,其瞬間過壓可達125V。
 
ESD產生的瞬間高壓能破壞敏感的CMOS器件及器件內部的連接,它在引發IC失效的事件中排名第一,所占比例超過60%。靜電來源于物體間的相對運動和電荷積累,積聚的電荷通過一定的路徑釋放從而形成放電(ESD)。ESD進入設備電路侵害器件的方式有兩種:耦合或直接進入。在后一種方式中,ESD通過設備與外界相連的通道有:天線、按鍵、電源或各種與外界相通的物理接口。對于便攜式電子設備來說,ESD防護及器件選擇一直是系統設計中的難題。而對于汽車的惡劣使用環境,ESD防護等級要求遠遠高于在普通家用/商用電子設備中的相應要求。
造成過流的原因主要有電壓升高和負載異常。在防護電壓升高造成的過流時,需要過壓器件和過流器件的協同保護。負載異常包括負載短路和負載異常增大;由此產生的過流有時伴隨著過熱故障,在設計異常保護時應一并考慮。
那么這些異常應該如何防護呢,電路保護專家全業電子選擇了車載電子系統兩個最常見的防護方案來給大家介紹:
 
在設備電源中,會出現有害的過電流、浪涌等電氣威脅,使用PPTC自恢復保險絲可限制這種危害,自恢復保險絲在故障發生時能迅速響應從而保護電源電路,當故障解除且電路電源被切斷后可自動恢復,并且自恢復保險絲是一種對溫度敏感的電阻可以防止因過溫故障引起的損壞,自恢復保險絲的可重復利用率大大降低了維護、服務和維修的成本。由于PPTC自恢復保險絲快速而有效地將過電流限制到安全水平,且體型小巧,可直接貼裝到電路板,因此,可使用該器件對PND內的每條電源電路進行一對一的保護。當PPTC和嵌位二極管一起使用的時候,同保護設備不受過電壓、極性反轉等故障的損害,保護汽車電源及電路不因便攜式電子設備內部故障而損壞。
隨著USB/IEEE1394通信速率的增加,電路日趨小型化和敏感化,對電路瞬態的保護就顯得更為重要。每當連接和斷開PND,電路都會受到瞬態過電壓/過電流的沖擊,故需要在電源和地上分別抑制瞬間過壓。由于鉗位而不會

引起供電中斷,且價格較低,MLV貼片壓敏電阻常被采用。而PPTC也可用于USB和IEEE1394接口作過電流保護。對USB/IEEE1394端口具有損害性的瞬態過電壓還包括來自于操作環境和外圍設備的ESD脈沖。全業電子低電容ESD靜電二極管適用于數據傳輸速率很高的電路,其具有低觸發和低嵌位電壓的特性,有助于保護敏感電子設備。

電路保護往往不僅僅選一、兩個合適的器件那么簡單。在設計中,首先要對可能出現的異常情況逐一分析,選擇合適的保方案。全業電子協助客戶從成本、風險、品質、空間存儲等多方面因素考慮設計出最佳的優化方案。在電路設計中采用兩個或多個器件以分級保護方式達到電路保護的目的。全業EMC實驗室可供客戶免費測試,調節各元件的保護偶合點,計算、驗證其邊界參數,保證保護方案可以覆蓋所要求保護的全部異常。

對于車用電子設備廠商來說,好的保護方案既能提高產品的可靠性,又能降低總體成本,而全業電子就是您電路設計的得力助手。合理的硬件保護,能夠保證設備不受異常侵害,從而提升產品品質,降低保修、維護成本。了解更多電路保護方案,請直接點擊在線客服咨詢,我們將竭誠為您服務!

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