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汽車電路保護器件該如何設計

2020-04-26

信息娛樂系統中廣泛使用自復PPTC器件,它們保護精密的電子元件及周邊設備。在自復功能不可取或不實際的應用系統中,通常是使用片式表面貼裝熔斷器。

信息娛樂設備也容易因為過高的瞬變電壓而損壞,其中包括它所在的工作環境及周邊設備產生的靜電放電(ESD)脈沖。往往使用ESD保護器件、金屬氧化物變阻器(MOV)和齊納二極管來保護汽車電子設備,例如天線、背光加熱器、電池、按鍵、電路板上的印制線、CD/DVD播放器,數據線端口、硬盤驅動器以及輸入/輸出端口和觸按屏。

對于汽車電路保護器件在設計上的考慮

PPTC過流/過熱保護

廣為流行的PPTC器件具有自復功能,可以把它裝在汽車中便于接近的位置。它有很多種不同電氣性能和尺寸的產品,便于實現各種精確的保護設計方案。在選擇PPTC器件時,主要考慮的問題是,器件的保持電流額定值要和設備在正常工作時的初級電流匹配。

ESD保護器件

高速輸入/輸出端口要求使用電容小的ESD保護器件,盡量保持信號質量不會下降。選用的器件應當適合高速數據傳輸線路和無線電頻率數據線路,能夠經受無數次的ESD瞬變電壓。要符合RoHS 和IEC61000-4-2的要求,電容要小,觸發電壓要低,響應時間要短,這些也是ESD保護器件的重要特性。

表面貼裝熔斷器

電流大、尺寸小的表面貼裝熔斷器有熔斷快和慢的兩種產品,它們的熔斷特性都應當干凈利落,其中包括熔斷過程應是在封裝里面進行。它們抑制電弧的特性應當良好,并且能夠承受沖擊和振動。

金屬氧化物變阻器

金屬氧化物變阻器(MOV)有各種直徑和各種電壓范圍的產品。MOV器件可以流過很大的電流,能夠吸收很大的能量,從而實現過壓保護。在選擇MOV時,是根據箝位電壓電平(受抑制的電壓額定值),以及響應時間。

直流電源端口的保護

汽車電源總線很“臟”,這是大家都知道的。汽車電源的額定值是12V,但是在正常工作時,會在8V至16V的范圍內變化。還有,電池的電流會超過100安培,而且會因為繼電器動作或者熔斷器熔斷而中斷,因而在電源總線上產生很大的感應電壓尖脈沖,電壓會增大5倍以上。

汽車電源在運作過程中,會因為電池接錯或者在雙電池啟動時接到電壓高一倍( 24伏)的電池上而造成損壞。有一種情況稱作"拋負載",它可能會在電源總線上產生很高的電壓。由于電源轉換器抑制瞬變電壓的能力變化很大,因此針對電壓波動設計保護電路,添加過壓和過流保護器件非常重要。

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