車(chē)載信息中心電路保護措施的介紹與分析
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新型客車(chē)、卡車(chē)、公共汽車(chē)甚至摩托車(chē)都已成為移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò )，將眾多特征和功能連接在一起，如內置控制、移動(dòng)媒體和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。信息娛樂(lè )系統、遠程信息處理、安全控制等的應用均需使用幾種現有的網(wǎng)絡(luò )標準，如LIN、CAN、MOST、IDB-1394、FlexRay、Byteflight 、內置控制藍牙和其他標準。
網(wǎng)絡(luò )應用可通過(guò)線(xiàn)束進(jìn)行物理連接。絕大多數內置控制器、內置或接插式多媒體以及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )功能通過(guò)車(chē)載電池直接供電或通過(guò)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)通電。不斷增多的敏感車(chē)載電子設備容易受到電氣系統本身、人為干擾或甩負荷變化的影響。
圖1中顯示了最常見(jiàn)的電源軌瞬態(tài)，從嚴重的低電平—高能量到高電平—低能量的瞬態(tài)變化。特別關(guān)注的是，這些電源系統上的瞬態(tài)變化應滿(mǎn)足ISO7637-2和ISO10605標準。
甩負荷和跨接起動(dòng)產(chǎn)生了最具能量的瞬態(tài)。當汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)會(huì )產(chǎn)生6V的瞬態(tài)突變，導致電源電壓降至6V。當交流發(fā)電機產(chǎn)生充電電流時(shí)，充電電池與交流發(fā)電機斷開(kāi)，從而產(chǎn)生出甩負荷。
+100/-150V的峰電位是由于電燃汽油混合物時(shí)的點(diǎn)火程序所產(chǎn)生的。峰電位的頻率決定于汽缸的 數量和發(fā)到發(fā)動(dòng)機的轉速。
超出電池電壓的過(guò)電壓突然變更會(huì )導致24V的跨接起動(dòng)瞬態(tài)。電池顛倒瞬態(tài)是由無(wú)意的顛倒電池而產(chǎn)生的。
圖2顯示數據線(xiàn)路上產(chǎn)生的瞬態(tài)主要是ESD浪涌。盡管此類(lèi)浪涌為低能量，但是會(huì )產(chǎn)生強大的電磁場(chǎng)。
表1列出了幾種網(wǎng)絡(luò )應用以及常用于防止電路損傷的泰科電子的設備。
數據線(xiàn)路可以包括媒體傳輸線(xiàn)、數據總線(xiàn)和傳感器數據線(xiàn)路，應特別注意是否符合AEC-Q和ISO 10605標準。ISO10605 ±25kV的ESD浪涌測試可應用于整個(gè)系統，并可模仿人體接觸周?chē)娮幽K所產(chǎn)生的ESD影響。AEC-Q標準注重設備強度，包括人體模型測試、機械模型測試和充電設備模型測試（AEC-Q200針對無(wú)源元件而AEC-Q101適合分立的半導體）。
避免網(wǎng)絡(luò )和聯(lián)接元件受上述各種過(guò)電流、過(guò)電壓或過(guò)熱情況的影響而產(chǎn)生損傷，對于汽車(chē)制造商和元件供應商都提出了復雜的設計要求。
12V直流電情況下單線(xiàn)運行的總線(xiàn)速度達到20kbps，LIN（本地互聯(lián)網(wǎng)）提供低成本的車(chē)載網(wǎng)絡(luò )并補充了現有的車(chē)載服用網(wǎng)絡(luò )。LIN的典型應用包括開(kāi)關(guān)、驅動(dòng)器（如抬窗鎖門(mén)模塊）、調整舒適度的身體控制電子元件（如門(mén)、方向盤(pán)、座位和視鏡模塊）、以及電動(dòng)機和傳感器（如恒溫空調、照明、雨刷感應器、智能雨刷、智能交流發(fā)電機和開(kāi)關(guān)面板）。
LIN總線(xiàn)拓撲利用一臺獨立主機或ECU（電子控制單元）以及多個(gè)節點(diǎn)，如圖3所示。連接應用模塊至車(chē)載網(wǎng)絡(luò )使其可進(jìn)行診斷和提供服務(wù)。
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