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汽车电子保护中的常见电路分析
unsemi | 2016-06-01 17:16:05    阅读:939   发布文章

      随着车用电子系统的日益复杂以及越來越敏感的车用电子元件被导入,每一项特色设备必须获取电源,获取电源并工作时,汽车电子设备将面临各种瞬态事件,所以必须经受测试,确保符合包括ISO7637在内的各类标准。汽车内部的所有电路和元件均易受到电气瞬变的侵害,无论其在车辆中所处的位置。优恩半导体列出了需要保护的五个最为常见的汽车电路:

    1.传统通信总线:作为最流行的通信总线标准,传统通信总线覆盖了车内电路的 50% 到 75%。

  a.区域网络控制器(CAN):该标准允许微控制器和设备能够在车内进行通信,而无需使用主机。它是专为汽车应用而设计的基于消息的协议。CAN 系统可处理多种功能,从动力转向到发动机计算机和变速箱之间的关键传动系统通信。

  b.局域互联网络(LIN):LIN总线标准是用于车辆各组件之间通信的串行网络协议。LIN 总线也可通过特殊的DC-LIN收发器在车辆的蓄电池电力线上使用,这也是当今汽车界所常见的做法。LIN 系统能够处理简单的机电功能,如移动电动座椅和切换巡航控制。

CAN/LIN 总线是设计用于车内控制和监控功能的双线通信总线。它们的线路有很大的可能性会暴露于瞬态浪涌,从而会导致未受保护的 CAN/LIN 收发器出现故障。

      2.高速数字总线:USB/HDMI 端口支持车内的消费者应用软件。例如,仪表板可能会设有一个 USB 端口,乘客可用它来为手机或平板电脑充电,或者在车内播放音乐。HDMI 端口被用于车辆中的备份和前视摄像头。不同于旧的摄像头技术,这些高清机型采用更高图像速率,运行时需要更高的数据速率。由于具有更快的吞吐率和更大的芯片灵敏度,这些端口要求有出色的信号完整性和系统可靠性。USB/HDMI 端口可能会因车内相对较小的 ESD 事件和短路而损坏。

  3.Wi-Fi 通信/SIM 插槽:这项技术使车辆能够为乘客提供移动 3G 或 LTE 通信。SIM 卡模块是将 LTE 转换为 Wi-Fi 的电路的中间部分,使用户能够连接到手机、平板电脑和笔记本电脑。SIM 卡插槽需要 ESD 保护是因为在车内安装或更换模块时它会受到人机交互的影响。

  4.通信/广播接收用的高频天线:这项技术的支撑是短程射频电路。这种电路能够实现车辆对车辆或车辆与道路的通信,这也是汽车市场中最热的发展趋势之一。这种网络可以使汽车互相“看到”对方,并能在车辆之间进行通信。与道路之间的通信有助于防止碰撞,实现职能交通系统。由于射频放大器的前端对 ESD 非常敏感,因而应使用双向、低电容的 ESD 二极管。无偏置的射频信号会在天线电路上生成正负极性的电压。双向二极管将能够确保信号的负向部分不会被削减。

  5.电源总线:这些总线的电压在12V或更高,从而为车内的电子模块提供电力。在组装或车辆运行过程中会使它们暴露于大量的ESD 和浪涌瞬变之下。瞬变保护选项既有车内深嵌模块的简单的ESD 二极管,也有具有处理负载突降事件的高浪涌耐受的 TVS 二极管。

      所有的车用电子系统应该需要搭配保护元件来免除众多种类的突波干扰,要求对大量存在于汽车环境中的环境和电气隐患的管理进行提前规划,以免造成损害。在了解汽车测试标准和电路之后,设计人员便能够为他们的应用选择最佳的电路解决方案。

 


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