車(chē)載信息娛樂(lè )系統、I/O端口和電子模塊的電路保護注

直流電源端口的保護
汽車(chē)電源總線(xiàn)很“臟”，這是大家都知道的。汽車(chē)電源的額定值是12V，但是在正常工作時(shí)，會(huì )在8 V至16V的范圍內變化。還有，電池的電流會(huì )超過(guò)100安培，而且會(huì )因為繼電器動(dòng)作或者熔斷器熔斷而中斷，因而在電源總線(xiàn)上產(chǎn)生很大的感應電壓尖脈沖，電壓會(huì )增大5倍以上。

汽車(chē)電源在運作過(guò)程中，會(huì )因為電池接錯或者在雙電池啟動(dòng)時(shí)接到電壓高一倍( 24伏)的電池上而造成損壞。有一種情況稱(chēng)作拋負載，它可能會(huì )在電源總線(xiàn)上產(chǎn)生很高的電壓。典型的第三方電源轉換器會(huì )把它濾掉一些，但是泰科電子公司的測試表明，這些電源轉換器抑制瞬變電壓的能力變化很大。通常USB接口充電的裝置一般不是針對這種類(lèi)型的電壓波動(dòng)而設計的，因而需要過(guò)壓保護。

在車(chē)內充電的便攜設備對過(guò)流和過(guò)壓保護的需求越來(lái)越大，泰科電子的新型 PolyZen ?器件能夠滿(mǎn)足它的需要。這種器件與類(lèi)似于齊納二極管的保護器件一起使用時(shí)，具有協(xié)同保護的作用，能夠承受功率非常高的故障情況。

圖1：PolyZen器件能夠保護汽車(chē)周邊設備的輸入電源、直流電源以及輸出功率調節電路。

如圖1所示，微型PolyZen器件中包含一個(gè)穩定的齊納二極管和一層非線(xiàn)性的電阻性PPTC層。齊納二極管能夠精密地對電壓進(jìn)行箝位，而電阻性的PPTC層會(huì )對二極管的發(fā)熱或者過(guò)電流事件作出響應，從低電阻狀態(tài)轉變到高電阻狀態(tài)。

對于電感性電壓尖脈沖的箝位和平滑，PolyZen器件特別有效。在出現電感性尖脈沖時(shí)，齊納二極管把電流旁路到地，直到電壓降低到正常的工作范圍。在供電電壓出錯的情況下，PolyZen器件對電壓進(jìn)行箝位，把過(guò)大的電流旁路到地，防止電源的錯誤造成影響。PolyZen器件的電壓與電流響應特性比較平坦，有利于對輸出電壓進(jìn)行箝位，即使輸入電壓和電源電流變化的情況下也能做到這點(diǎn)。

因為在汽車(chē)應用系統中電流有可能會(huì )很大，要很小心謹慎，保證有妥善的保護。對于選用的器件，要檢查它的IFLT最大值和Vout峰值，確保器件能夠提供所需要的保護能力。

保護電子模塊的PCB板
市場(chǎng)要求更多的電子器和更多的內部空間，面對這個(gè)要求，汽車(chē)制造商把更多電路裝到更小的封裝里面。為了用更小和更密集的印刷電路板面積提供越來(lái)越多的功能和連接線(xiàn)，必須減少電路板上的印制線(xiàn)寬度。

許多這些控制模塊是個(gè)黑盒子，現在用來(lái)控制越來(lái)越多的大功率配件，例如電動(dòng)車(chē)窗，電動(dòng)座椅的調節，遙控車(chē)門(mén)鎖，以及無(wú)線(xiàn)電收音機和GPS天線(xiàn)。因為這些配件的電源是由電流很大的電路提供的，由于印刷電路板上印刷線(xiàn)很細，又要流過(guò)很大的電流，燒壞的可能性增大了。這個(gè)情況是有可能發(fā)生的，例如，如果一個(gè)電源地和負載斷開(kāi)，它的電流就會(huì )通過(guò)電路板上一條細小的印刷線(xiàn)流過(guò)，這條印制線(xiàn)中的電流將增大。

印刷電路板上的印制線(xiàn)起的作用是把電流從一個(gè)地方送到另一個(gè)地方。每條印制線(xiàn)上可以流過(guò)的電流取決于它的橫截面積，最大的電流是I2R功耗產(chǎn)生的熱量不會(huì )把它熔斷而斷開(kāi)。即使它還沒(méi)有熔化，它也有可能熱到足以損壞印刷電路板或者損壞裝在它上面的一些元件。