一種創(chuàng )新型汽車(chē)電子電路保護設計

汽車(chē)電子是當前一個(gè)熱門(mén)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，中國汽車(chē)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展為本土汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的機遇。越來(lái)越多的企業(yè)紛紛加大了在汽車(chē)電子產(chǎn)品上的投入力度，包括ECU、ABS、DVD、GPS、HVAC、CANBUS等在內的大量汽車(chē)電子產(chǎn)品的本土化設計制造廠(chǎng)商如雨后春筍般冒升，這也為從事電路保護設計的電子元器件廠(chǎng)商開(kāi)辟出一片嶄新的天地。

安全、可靠性至關(guān)重要

保險絲是一類(lèi)被動(dòng)無(wú)源器件，類(lèi)似一個(gè)開(kāi)關(guān)。當產(chǎn)品出現故障或者發(fā)生意外時(shí)，需要保險絲能夠安全地在電源部分實(shí)現有效的斷開(kāi)，不產(chǎn)生明煙/明火，更不能危及操作人員的生命安全。因此，無(wú)論任何電子產(chǎn)品，通常無(wú)一例外都要配置保險絲，它也是電子產(chǎn)品安全的保障。

對于保險絲而言，最主要的參考指標就是安全與可靠性，即在正常工作時(shí)絕對不可以斷開(kāi)，當后級的故障發(fā)生時(shí)則必須馬上斷開(kāi)。保險絲只有兩個(gè)工作狀態(tài)：導通或者斷開(kāi)。要保證整個(gè)系統的安全與可靠，保險絲本身必須首先要滿(mǎn)足這兩點(diǎn)。良好的保險絲設計應用必不可少，也是一門(mén)精巧的學(xué)問(wèn)。

電路設計人員在選擇保險絲時(shí)，應主要從兩個(gè)方面來(lái)考慮：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。靜態(tài)是指電壓、電流、環(huán)境溫度、尺寸、失效電流等;動(dòng)態(tài)則指的是熔斷時(shí)間、熔化熱能值等，這些都是保險絲產(chǎn)品選擇設計的關(guān)鍵點(diǎn)。其次，通過(guò)保險絲的理論計算之后，還需要再結合現場(chǎng)進(jìn)行測試驗證，借助可靠性分析最終達成理想的設計方案。

創(chuàng )新型汽車(chē)電路保護設計

汽車(chē)里面的電路保護無(wú)處不在，尤其是現在汽車(chē)車(chē)身采用了越來(lái)越多的智能化電子設備，把以前純粹的汽車(chē)機械變成了有靈魂的“跑動(dòng)的機器人”。對于電子化產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，安全是首要的，汽車(chē)電路中的保險絲也因此而變得集成化和小型化。

在汽車(chē)電子的開(kāi)發(fā)中，幾乎每一個(gè)用電設備都需要一個(gè)保險絲，通常稱(chēng)作線(xiàn)纜保護。保險絲的主要作用是限制電流的增加，當出現意外(例如車(chē)禍造成的電源短路故障)，這時(shí)產(chǎn)生的大電流就需要保險絲馬上把主電源切斷，以避免發(fā)生進(jìn)一步的危險。傳統的汽車(chē)線(xiàn)纜保險絲的防護架構為多極且分層式，但最次一級的電子設備出現故障時(shí)，則僅僅是出現故障的單元保險絲斷掉，而不會(huì )影響到上一級的電路。但是在汽車(chē)改裝的過(guò)程中，例如在外部加了一個(gè)大功率音響時(shí)，其取電來(lái)自于車(chē)身電瓶，如果保險絲使用不當，在需要斷開(kāi)的時(shí)候沒(méi)有斷開(kāi)，就會(huì )因為這些小故障影響到整車(chē)系統的可靠性，造成保險絲的錯誤動(dòng)作，因此，良好的保險絲設計與選擇就顯得尤其重要。

Littelfuse最新推出的針對汽車(chē)控制器區域網(wǎng)絡(luò )(CAN)應用的電路保護產(chǎn)品。

為此，新穎的集成化保險絲(Masterfuse)被融入到了汽車(chē)電子的設計之中，它將車(chē)身整體的過(guò)流保護融合于一體，從而實(shí)現更高級別的保護功能。集成化保險絲產(chǎn)品是一種可配置的保險絲解決方案，在一個(gè)緊湊的封裝中配有多種不同的保險絲類(lèi)型(即MEGA和MIDI)和額定值。這種封裝保險絲可讓用戶(hù)用一個(gè)部件取代配電箱中的多個(gè)分立式保險絲，從而可省去目前需要使用的螺栓、母線(xiàn)和連接線(xiàn)。通過(guò)減少所需接頭的數量，整個(gè)系統增加了可靠性，同時(shí)降低了成本，每個(gè)集成化保險絲都可以按照用戶(hù)的應用進(jìn)行定制，以獲得最優(yōu)化的電路保護封裝產(chǎn)品。

集成化保險絲

另一方面，還有一類(lèi)同步的過(guò)壓保護器件TVS也同樣值得關(guān)注。因為在汽車(chē)電子里面，所有的電子設備都面臨靜電(ESD)和負載突變 (LOADDUMP)的威脅，這些過(guò)壓?jiǎn)?wèn)題會(huì )對芯片電路造成永久性的損壞，所以過(guò)壓保護必不可少，同時(shí)，符合這些要求也是ISO7637標準的一部分。在這一方面，Littelfuse汽車(chē)等級的TVS管滿(mǎn)足上述要求，保證汽車(chē)電子設備的安全可靠性。實(shí)際上，TVS的應用已較為普遍，長(cháng)壽命、高可靠性的運行狀態(tài)是汽車(chē)等級TVS所必須要具備的性能，例如通過(guò)AEC-Q101認證，以滿(mǎn)足汽車(chē)整車(chē)運行的要求。

以汽車(chē)電子ESD保護方案為例，由于按鍵以及USB接口的大量應用，使得測試規范不斷升級，ISO10605標準的電防護要求甚至到了 25KV，沒(méi)有一個(gè)可靠的電路保護器件是不能滿(mǎn)足這一要求的。Littelfuse的半導體保護陣列可以符合整個(gè)電路的ESD測試要求，例如SP1003 可以達到30KV的測試指標，并且每一條電路都并聯(lián)一個(gè)其中的防護器件，用以為汽車(chē)電子保駕護航。另外，在數據線(xiàn)保護方面，汽車(chē)里面CAN總線(xiàn)的廣泛應用把所有的電子部件連在一起進(jìn)行數據交換，針對CAN芯片的保護，Littelfuse專(zhuān)用的保護器件提供了理想的保護形式，不僅可以滿(mǎn)足ESD保護，同時(shí)還可以滿(mǎn)足一些浪涌保護的要求，例如SM24CANA系列典型的應用電路提供了共模和差模的雙重保護。