汽車電子中的ESD保護(hù)應(yīng)該怎樣來設(shè)計

汽車電子是當(dāng)前一個熱門開發(fā)領(lǐng)域，中國汽車市場的蓬勃發(fā)展為本土汽車電子產(chǎn)業(yè)帶來了新的機(jī)遇。越來越多的企業(yè)紛紛加大了在汽車電子產(chǎn)品上的投入力度，包括ECU、ABS、DVD、GPS、HVAC、CANBUS等在內(nèi)的大量汽車電子產(chǎn)品的本土化設(shè)計制造廠商如雨后春筍般冒升，這也為從事電路保護(hù)設(shè)計的電子元器件廠商開辟出一片嶄新的天地。

安全、可靠性至關(guān)重要

保險絲是一類被動無源器件，類似一個開關(guān)。當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)故障或者發(fā)生意外時，需要保險絲能夠安全地在電源部分實現(xiàn)有效的斷開，不產(chǎn)生明煙/明火，更不能危及操作人員的生命安全。因此，無論任何電子產(chǎn)品，通常無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(biāo)就是安全與可靠性，即在正常工作時絕對不可以斷開，當(dāng)后級的故障發(fā)生時則必須馬上斷開。保險絲只有兩個工作狀態(tài)：導(dǎo)通或者斷開。要保證整個系統(tǒng)的安全與可靠，保險絲本身必須首先要滿足這兩點。良好的保險絲設(shè)計應(yīng)用必不可少，也是一門精巧的學(xué)問。

電路設(shè)計人員在選擇保險絲時，應(yīng)主要從兩個方面來考慮：靜態(tài)和動態(tài)。靜態(tài)是指電壓、電流、環(huán)境溫度、尺寸、失效電流等；動態(tài)則指的是熔斷時間、熔化熱能值等，這些都是保險絲產(chǎn)品選擇設(shè)計的關(guān)鍵點。其次，通過保險絲的理論計算之后，還需要再結(jié)合現(xiàn)場進(jìn)行測試驗證，借助可靠性分析最終達(dá)成理想的設(shè)計方案。

創(chuàng)新型汽車電路保護(hù)設(shè)計

汽車?yán)锩娴碾娐繁Ｗo(hù)無處不在，尤其是現(xiàn)在汽車車身采用了越來越多的智能化電子設(shè)備，把以前純粹的汽車機(jī)械變成了有靈魂的“跑動的機(jī)器人”。對于電子化產(chǎn)品來說，安全是首要的，汽車電路中的保險絲也因此而變得集成化和小型化。

在汽車電子的開發(fā)中，幾乎每一個用電設(shè)備都需要一個保險絲，通常稱作線纜保護(hù)。保險絲的主要作用是限制電流的增加，當(dāng)出現(xiàn)意外（例如車禍造成的電源短路故障），這時產(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(tǒng)的汽車線纜保險絲的防護(hù)架構(gòu)為多極且分層式，但最次一級的電子設(shè)備出現(xiàn)故障時，則僅僅是出現(xiàn)故障的單元保險絲斷掉，而不會影響到上一級的電路。但是在汽車改裝的過程中，例如在外部加了一個大功率音響時，其取電來自于車身電瓶，如果保險絲使用不當(dāng)，在需要斷開的時候沒有斷開，就會因為這些小故障影響到整車系統(tǒng)的可靠性，造成保險絲的錯誤動作，因此，良好的保險絲設(shè)計與選擇就顯得尤其重要。

Littelfuse最新推出的針對汽車控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）應(yīng)用的電路保護(hù)產(chǎn)品。

為此，新穎的集成化保險絲（Masterfuse）被融入到了汽車電子的設(shè)計之中，它將車身整體的過流保護(hù)融合于一體，從而實現(xiàn)更高級別的保護(hù)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，在一個緊湊的封裝中配有多種不同的保險絲類型（即MEGA和MIDI）和額定值。這種封裝保險絲可讓用戶用一個部件取代配電箱中的多個分立式保險絲，從而可省去目前需要使用的螺栓、母線和連接線。通過減少所需接頭的數(shù)量，整個系統(tǒng)增加了可靠性，同時降低了成本，每個集成化保險絲都可以按照用戶的應(yīng)用進(jìn)行定制，以獲得最優(yōu)化的電路保護(hù)封裝產(chǎn)品。

集成化保險絲

另一方面，還有一類同步的過壓保護(hù)器件TVS也同樣值得關(guān)注。因為在汽車電子里面，所有的電子設(shè)備都面臨靜電（ESD）和負(fù)載突變（LOADDUMP）的威脅，這些過壓問題會對芯片電路造成永久性的損壞，所以過壓保護(hù)必不可少，同時，符合這些要求也是ISO7637標(biāo)準(zhǔn)的一部分。在這一方面，Littelfuse汽車等級的TVS管滿足上述要求，保證汽車電子設(shè)備的安全可靠性。實際上，TVS的應(yīng)用已較為普遍，長壽命、高可靠性的運(yùn)行狀態(tài)是汽車等級TVS所必須要具備的性能，例如通過AEC-Q101認(rèn)證，以滿足汽車整車運(yùn)行的要求。

以汽車電子ESD保護(hù)方案為例，由于按鍵以及USB接口的大量應(yīng)用，使得測試規(guī)范不斷升級，ISO10605標(biāo)準(zhǔn)的電防護(hù)要求甚至到了25KV，沒有一個可靠的電路保護(hù)器件是不能滿足這一要求的。Littelfuse的半導(dǎo)體保護(hù)陣列可以符合整個電路的ESD測試要求，例如SP1003可以達(dá)到30KV的測試指標(biāo)，并且每一條電路都并聯(lián)一個其中的防護(hù)器件，用以為汽車電子保駕護(hù)航。另外，在數(shù)據(jù)線保護(hù)方面，汽車?yán)锩鍯AN總線的廣泛應(yīng)用把所有的電子部件連在一起進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，針對CAN芯片的保護(hù)，Littelfuse專用的保護(hù)器件提供了理想的保護(hù)形式，不僅可以滿足ESD保護(hù)，同時還可以滿足一些浪涌保護(hù)的要求，例如SM24CANA系列典型的應(yīng)用電路提供了共模和差模的雙重保護(hù)。

來源：維庫電子市場網(wǎng)