特斯拉cyberchuck早就全車搭載48V系統,48V輕混系統已從豪華品牌下探至經濟車型,覆蓋超200款在售車型,全球滲透率超50%。。
從普通的12V系統和24V系統,提升到48V,不但是對功能設計的大變革,對于客戶關注的可靠性,也需要重新定義和設計,確保主芯片的安全運行,主要從電源接口和信號接口(CAN接口)這兩方面來做分析和設計。
一、為什么要用48V系統
傳統燃油車長期使用12V低壓系統,但隨著汽車電子設備越來越多(如啟停系統、電動空調、主動懸架、電動渦輪等),12V系統已逐漸不堪重負。于是行業轉向48V輕度混合動力系統(48V mild hybrid system)。主要原因如下:
優勢 | 說明 |
| 可使用更細、更輕的線纜,減輕整車重量,提升續航表現(尤其對新能源車至關重要)。 |
效率更 | 更低的工作電流意味著更小的I2R損耗(焦耳熱),減少能量浪費,提升整車能效,有利于節能減排67。 |
支持大 | 如電動空調(功率≥2.5kW)、電動轉向、主動懸架、電動渦輪增壓等,在12V系統下電流過大,線路發熱嚴重,難以穩定運行。48V系統電壓翻4倍,相同功率下電流僅為1/4,顯著降低負載壓力。 |
成本與 | 48V仍屬于安全電壓范圍(低于60V),無需像高壓系統(如400V EV)那樣配備昂貴的安全防護(絕緣監測、漏電保護等),降低了整體成本和設計復雜度。 |
二、48V CAN總線作用
48V CAN總線是運行在48V輕混或高壓架構中的標準通信網絡,負責連接12V與48V系統,實現多個ECU之間的協同控制。
在現代汽車中,尤其是配備48V輕度混合動力系統的車型(如奔馳、奧迪、凱迪拉克等),車內存在兩個主要電源系統:
12V低壓系統:供傳統電子設備使用(儀表、燈光、ECU等)。
48V高壓系統:為啟停電機、電動渦輪增壓、空調壓縮機等大功率組件供電。
要讓兩者高效協作,就必須依賴48V CAN總線完成關鍵指令傳輸,例如發動機ECU向48V起動發電機發出啟動命令。
48V CAN總線三大核心作用:
跨域通信:連接12V與48V系統,傳輸啟停、能量回收、故障診斷等關鍵信息。
協同控制:統一調度發動機、變速箱、電池、空調等系統,提升能效與駕乘體驗。
功能支撐:為怠速啟停、滑行節能、動能回收、智能巡航等功能提供通信基礎。
三、48 CAN總線為什么需要靜電保護
在48V輕混系統架構中運行的標準CAN通信網絡,由于其工作環境更加復雜、電氣負載更高,靜電放電(ESD)防護變得尤為關鍵。靜電若未妥善處理,可能導致通信中斷、ECU誤動作甚至整車失控。原因如下:
1.更高電壓平臺帶來強干擾風險更大:48V系統比傳統12V系統擁有更大的電勢差,一旦發生ESD,48V系統中的高壓差環境確實會增加ESD對敏感電路(如CAN總線)的耦合風險和破壞潛力”,尤其是在缺乏有效防護時。
2.系統集成度更高:48V系統連接更多高功率電驅部件(如ISG電機、電動空調),這些設備開關瞬間會產生高頻噪聲和感應電壓,疊加ESD效應,增加通信失真風險 。
3.通信中斷后果更嚴重:若CAN通信因ESD中斷,可能導致啟停失敗、安全氣囊誤觸發、儀表黑屏等問題,直接影響駕駛安全 。
四、上海雷卯針對48V架構
電源接口和信號接口保護方案
汽車48V電源PMOS防反接靜電浪涌保護方案
方案優點:
電路簡單;采用P溝道MOSFET用于滿足汽車前裝設備的防反接大功率需求,低發熱,DFN5X6-8封裝,散熱性能優;SM8S58CA用于滿足ISO7637-2 5A /5B測試,5.0SMDJ58CA可以通過IEC61000-4-5,GB/T17626.5 8/20μs 2KV標準,成本低。滿足IEC61000-4-2(等級4)接觸放電30kV,空氣放電30kV。

48V CAN總線保護方案
SD4881D3W支持±30kV ESD防護的48V專用保護二極管;
結電容20pF-30pF保證高速CAN信號完整性;
具有一定的抗浪涌能力,浪涌吸收電流高達18A。
48V CAN總線方案如下圖:

SD4881D3W參數列表如下:
| Parameter(參數) | SD4881D3W(Leiditech雷卯) |
| VRWM(最大反向工作電壓) | 48.0V |
| VBR(擊穿電壓) | 52V |
| Bi/Ui(雙向/單向) | Bi |
| IR(漏電流) | 1μA |
| IPP(Max)(最大脈沖峰值電流) | 18A |
| Package(封裝) | SOD-323 |
| Vcmax@Ipp | 87V@18A |
| Cj (結電容) | 20pF-30pF |
| Peak Pulse Power (8/20μs) Ppp | 1700w |
| ESD(Air) (空氣靜電保護能力) | ±30KV |
| ESD(Contact)(接觸靜電保護能力) | ±30KV |
SD4881D3W可以應用于:
48V電源線;
48V是數據中心和電信設備的標準配電電壓(-48V)。
上海雷卯48V多種封裝靜電防護二極管
Part Number | ESD per IEC61000-4-2 (Air)/(Contact) | Power | Vrwm | Vbr | VCmax@A | C(PF) | Features | Package |
SDA4811CDN | ±30kV/±30kV | 400 | 48 | 56.0 | 100V@4A | 20 | 1 CH.Bi. | DFN1006 |
ESDA48CTN | ±25kV/±25kV | 350 | 48 | 50.0 | 85V@4A | 10 | 1 CH.Bi. | DFN1610-2 |
SD4871P6W | ±30kV/±30kV | 1800 | 48 | 56.0 | 60V@30A | 108 | 1 CH.Ui . High-power | DFN1610-2 |
SD48C | ±25kV/±25kV | 350 | 48 | 50.0 | 85V@4A | 10 | 1 CH.Bi. | SOD-323 |
SD48CW | ±30kV/±30kV | 900 | 48 | 51.0 | 78V@9A | 13 | 1 CH.Bi. | SOD-323 |
SD4881D3W | ±30kV/±30kV | 1700 | 48 | 52.0 | 87V@18A | 30 | 1 CH.Bi. High-power | SOD-323 |
SM48 | ±15kV/±8kV | 250 | 48 | 49 | 85V@3A | 25 | 2 CH.Uni. | SOT-23 |
SMC48 | ±30kV/±30kV | 1000 | 48 | 52 | 87V@9A | 10 | 2 CH.Bi. | SOT-23 |
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