在當(dāng)代的汽車及各類交通工具中，電氣系統(tǒng)的應(yīng)用變得愈加普遍，這一現(xiàn)象隨著科技的迅速發(fā)展而愈加明顯。為了提升車用系統(tǒng)的安全性與可靠性，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就需評(píng)估電源管理與子系統(tǒng)保護(hù)設(shè)計(jì)，以防止在子系統(tǒng)的信號(hào)端遭遇大能量瞬態(tài)事件造成系統(tǒng)的損壞，本文主要介紹如何根據(jù) ISO16750車用規(guī)格在不同車用電力系統(tǒng)需要根據(jù)其特性來(lái)選擇適合的靜電保護(hù)元件，以確保子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。后續(xù)將探討12V和24V電壓系統(tǒng)在子系統(tǒng)的靜電保護(hù)方面的需求，并提出相應(yīng)的元件選擇建議。

靜電放電的潛在危害

靜電放電（ESD）是指靜電在積累到一定程度后，通過(guò)導(dǎo)體或介質(zhì)釋放的電能，這種現(xiàn)象在我們的日常生活中其實(shí)相當(dāng)常見(jiàn)，特別是在干燥的環(huán)境中，靜電的產(chǎn)生和釋放更加頻繁。對(duì)于汽車而言，靜電放電可能會(huì)對(duì)車輛內(nèi)部的電子元件造成不可逆的損害，從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障，甚至可能引發(fā)嚴(yán)重的安全隱患。例如，靜電放電對(duì)汽車的電子控制單元（ECU）而言，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)重啟或無(wú)法正常運(yùn)行，這些問(wèn)題都會(huì)對(duì)車輛的安全性和性能造成直接影響。

12V& 24V不同車用電力系統(tǒng)的靜電保護(hù)需求

12V & 24V電壓系統(tǒng)是當(dāng)前大多數(shù)汽車和貨車所采用的標(biāo)準(zhǔn)電壓系統(tǒng)。不同于消費(fèi)性電子，由于車用系統(tǒng)需考量電瓶的特性和車用法規(guī)的要求，對(duì)于12V車用系統(tǒng)，需選用27V的ESD防護(hù)元件，24V車用系統(tǒng)，需選用36V的ESD防護(hù)元件，主要原因包含下列幾點(diǎn)狀況：

1. 工作電壓（Working Voltage）

選擇保護(hù)元件的（VRWM）需留意是否能在ISO16750的測(cè)試電壓范圍之上（例如12V系統(tǒng)選擇保護(hù)元件VRWM ≥ 27V，24V系統(tǒng)選保護(hù)元件VRWM ≥ 36V）。

2. 極性（Uni/Bi-directional）

雙向TVS（Bi-directional）適合應(yīng)用在雙向信號(hào)上，同時(shí)能避免元件打反，造成信號(hào)異常狀況發(fā)生。

單向TVS（Uni-directional）適用于單向信號(hào)源，對(duì)于負(fù)壓的能量能更快速的宣泄。

在車用產(chǎn)品除了系統(tǒng)電壓的差異，仍需留意車用法規(guī)的測(cè)試規(guī)范，由于在CAN信號(hào)是5V信號(hào)位準(zhǔn)，若采用消費(fèi)性電子產(chǎn)品選擇保護(hù)元件，往往會(huì)在CAN信號(hào)上選擇5V的保護(hù)元件，但實(shí)際上需關(guān)注車用法規(guī)ISO16750的測(cè)試規(guī)格，在ISO16750 Reversed voltage在搭電過(guò)程中有可能會(huì)將電源誤觸在CAN信號(hào)線上，因此CAN信號(hào)上需選用雙向TVS（Bi-directional），建議料號(hào)為AZ9427-02S & AZ9436-02S。

ISO-16750-2 : 2023法規(guī)中要求測(cè)試規(guī)格

表一：在ISO-16750-2 : 2023所定義12V & 24V的車用系統(tǒng)，要求不同電壓系統(tǒng)的測(cè)試規(guī)格

ISO-16750-2 : 2023 Overvoltage-Jump start 須留意在測(cè)試過(guò)程中，在搭電的過(guò)程中有可能會(huì)誤觸至CAN信號(hào)線上，在選擇保護(hù)元件時(shí)，也須評(píng)估此條件。

ISO-16750-2:2023 Reversed voltage主要是測(cè)試一個(gè)反向的電壓注入，在搭電的過(guò)程中也可能會(huì)誤觸至CAN信號(hào)線上，在選擇保護(hù)元件時(shí)，要留意雙向Bi-directional的特性，若此時(shí)選擇了單向的防護(hù)元件配置在CAN信號(hào)中，可能會(huì)引起單向的保護(hù)元件被Reversed voltage測(cè)試項(xiàng)目燒毀的狀況發(fā)生。

ISO-16750-2 : 2023 Short Circuit protection 是將能量直接注入CAN信號(hào)上，須留意信號(hào)上的保護(hù)元件是否能符合此測(cè)試規(guī)格。

適用于12V & 24V車用系統(tǒng)CAN信號(hào)上的防護(hù)元件

表二：針對(duì)不同車用系統(tǒng)推薦的ESD防護(hù)元件

選型建議

若車用系統(tǒng)電壓12V，推薦AZ9427-02S。

若車用系統(tǒng)電壓24V，推薦AZ9436-02S。

結(jié)語(yǔ)

靜電放電是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，尤其是在當(dāng)今電氣系統(tǒng)日益復(fù)雜的背景下。針對(duì)不同電壓系統(tǒng)的需求，選擇合適的靜電保護(hù)元件顯得尤為重要。無(wú)論是12V系統(tǒng)還是24V系統(tǒng)，目前的燃油車以及電動(dòng)車都增加了更多的電子模塊，為了確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的ESD防護(hù)元件。隨著科技的不斷進(jìn)步，晶焱科技股份有限公司持續(xù)地研發(fā)更好ESD防護(hù)元件的產(chǎn)品，未來(lái)將出現(xiàn)更多高效的ESD解決方案，幫助我們更好地應(yīng)對(duì)靜電放電所帶來(lái)的各種挑戰(zhàn)。

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