幾乎所有電子系統(tǒng)都需要受到保護(hù)，免受瞬態(tài)和浪涌的影響。TVS設(shè)備通常用于確保電壓過(guò)沖不超過(guò)規(guī)定水平。特別是，TVS設(shè)備用于防止雷擊和其他外部電壓干擾引起的快速高壓瞬變。

汽車(chē)零部件生產(chǎn)商面臨著另一個(gè)挑戰(zhàn)，即保護(hù)系統(tǒng)免受內(nèi)部感應(yīng)的過(guò)高能量瞬變的影響。這種所謂的“甩負(fù)載”情況要求設(shè)備能夠安全地耗散該能量，以防止損壞下游電子系統(tǒng)。設(shè)計(jì)人員需要選擇能夠滿(mǎn)足各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和各種汽車(chē)整車(chē)廠要求的保護(hù)設(shè)備，以適用于多種應(yīng)用，包括卡車(chē)和公共汽車(chē)，重型設(shè)備，建筑設(shè)備，電動(dòng)汽車(chē)（EV），混合電動(dòng)汽車(chē)（HEV）以及其他各種類(lèi)型和尺寸的車(chē)輛，國(guó)家最新規(guī)定車(chē)載ETC OBU需通過(guò)拋負(fù)載測(cè)試。

何為拋負(fù)載

當(dāng)施加和卸下大負(fù)載時(shí)，例如當(dāng)反復(fù)從交流發(fā)電機(jī)連接和斷開(kāi)電池時(shí)，會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛出現(xiàn)負(fù)載突降情況（圖1）。在最壞的情況下，當(dāng)電池完全放電時(shí)，此瞬態(tài)過(guò)沖電壓可能會(huì)超過(guò)150伏，并且源阻抗非常低，持續(xù)時(shí)間為40ms至400ms。如果沒(méi)有設(shè)計(jì)保護(hù)電路，這些瞬變無(wú)疑將對(duì)車(chē)輛中的下游電子系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害。

圖1.連接和斷開(kāi)電池，導(dǎo)致過(guò)壓瞬變條件（Vp）。

在典型的12伏汽車(chē)系統(tǒng)中，這種類(lèi)型的負(fù)載突降情況并不罕見(jiàn)。它可能是由于電池電纜腐蝕或松動(dòng)引起的，例如，在行駛的沖擊和振動(dòng)過(guò)程中，電池電纜不斷地連接和斷開(kāi)。由于在車(chē)輛行駛過(guò)程中連接和斷開(kāi)電纜時(shí)的瞬態(tài)負(fù)載，跳躍起動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致發(fā)生過(guò)電壓情況。施加瞬態(tài)負(fù)載并消除瞬態(tài)負(fù)載后，任何電力電子系統(tǒng)都不會(huì)出現(xiàn)過(guò)沖和下沖現(xiàn)象，返回到閉環(huán)控制的響應(yīng)時(shí)間將取決于系統(tǒng)的反饋回路響應(yīng)。汽車(chē)系統(tǒng)的不同之處在于，如果不加以限制，在此恢復(fù)時(shí)間內(nèi)可用的能量將極具破壞性。

車(chē)載電子電壓變化

汽車(chē)電子系統(tǒng)以及售后市場(chǎng)系統(tǒng)的制造商必須考慮將要用于一次電源的不良電氣條件。此外，運(yùn)輸系統(tǒng)的任何電氣化都會(huì)有類(lèi)似的用例情況，必須加以防范。圖2概述了汽車(chē)電氣系統(tǒng)環(huán)境中最常見(jiàn)的故障情況和產(chǎn)生的波形。

圖2.典型的瞬態(tài)和浪涌條件，包括負(fù)載突降，會(huì)影響汽車(chē)應(yīng)用。

電氣系統(tǒng)與電池，交流發(fā)電機(jī)，保險(xiǎn)絲盒（接線分配系統(tǒng)）的“距離越近”，瞬態(tài)條件的幅度越高。車(chē)輛系統(tǒng)中存在的這些條件的解決方案是半導(dǎo)體TVS設(shè)備。瞬態(tài)電壓抑制器設(shè)備實(shí)質(zhì)上是經(jīng)過(guò)優(yōu)化以鉗位電壓的專(zhuān)用齊納二極管。但是，它不像常規(guī)的齊納二極管那樣用于調(diào)節(jié)，而是用于將瞬態(tài)電能轉(zhuǎn)換為瞬態(tài)熱能。TVS設(shè)備通常用于確保電壓過(guò)沖不超過(guò)規(guī)定水平。雷卯電子TVS器件的應(yīng)用也很重要，可以防止雷擊和其他外部電壓干擾引起的快速高壓瞬變。

圖3顯示了典型的TVS應(yīng)用程序。在發(fā)生瞬變或電涌事件期間，TVS設(shè)備會(huì)將電壓鉗位到電氣系統(tǒng)其余部分可以安全處理的安全水平，同時(shí)還將能量分流足夠長(zhǎng)的時(shí)間以限制電源電流，或者在某些情況下鉗位直到電子斷路器或保險(xiǎn)絲可以斷開(kāi)，以防止進(jìn)一步損壞。甩負(fù)載TVS設(shè)備可以承受高達(dá)6.6 KW的極高峰值功率，使其成為汽車(chē)甩負(fù)載應(yīng)用必不可少的器件。

圖3.電路圖顯示了TVS設(shè)備應(yīng)用，包括負(fù)載突降情況。

汽車(chē)保護(hù)要求和標(biāo)準(zhǔn)

盡管經(jīng)過(guò)深思熟慮，但最合適的規(guī)格通常無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)能量水平以及瞬態(tài)和電涌的峰值電壓的最佳估計(jì)。使事情變得復(fù)雜的是，隨著工藝幾何尺寸的減小和工作電壓的降低，電子系統(tǒng)變得越來(lái)越敏感。因此，任何超出數(shù)據(jù)手冊(cè)最大工作規(guī)格的偏移都可能導(dǎo)致組件或模塊故障。

已經(jīng)根據(jù)地區(qū)，特定的車(chē)廠和應(yīng)用用例針對(duì)如何測(cè)試這些各種故障條件編寫(xiě)了許多汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)。需要遵守保護(hù)規(guī)范的許多現(xiàn)代汽車(chē)和運(yùn)輸/設(shè)備應(yīng)用包括船舶，卡車(chē)，公共汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)，混合動(dòng)力汽車(chē)，飛機(jī)，軍事，重型建筑設(shè)備，ATV等。

電子設(shè)計(jì)人員可以與雷卯電子緊密合作，加快各種汽車(chē)負(fù)載突降應(yīng)用的組件選擇過(guò)程。雷卯電子已經(jīng)為各大車(chē)廠提供滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的各類(lèi)器件，嚴(yán)格按照要求測(cè)試，以便能夠?qū)y(cè)試儀進(jìn)行編程以使其符合規(guī)范。因此，當(dāng)我們收到客戶(hù)要求測(cè)試各種規(guī)格以及各種形式的運(yùn)輸工具的要求時(shí)，我們會(huì)迅速推薦一種符合標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。圖4是典型測(cè)試的示例。

圖4.實(shí)際應(yīng)用中存在的典型測(cè)試脈沖條件。

電子產(chǎn)品的接口防護(hù)需用過(guò)壓保護(hù)器件，很多工程師意識(shí)到要用保護(hù)器件，但由于選型不當(dāng)或沒(méi)按照 ESD 電路 PCB 設(shè)計(jì)原則，造成產(chǎn)品靜電測(cè)試或 EMC 測(cè)試不通過(guò)，產(chǎn)品多次驗(yàn)證測(cè)試，浪費(fèi)人力財(cái)力，造成產(chǎn)品延遲上市的事情總有發(fā)生，或過(guò)度設(shè)計(jì)，造成成本壓力。

fqj