幾乎所有電子系統(tǒng)都需要受到保護，免受瞬態(tài)和浪涌的影響。TVS設(shè)備通常用于確保電壓過沖不超過規(guī)定水平。特別是，TVS設(shè)備用于防止雷擊和其他外部電壓干擾引起的快速高壓瞬變。

汽車零部件生產(chǎn)商面臨著另一個挑戰(zhàn)，即保護系統(tǒng)免受內(nèi)部感應(yīng)的過高能量瞬變的影響。這種所謂的“甩負(fù)載”情況要求設(shè)備能夠安全地耗散該能量，以防止損壞下游電子系統(tǒng)。設(shè)計人員需要選擇能夠滿足各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和各種汽車整車廠要求的保護設(shè)備，以適用于多種應(yīng)用，包括卡車和公共汽車，重型設(shè)備，建筑設(shè)備，電動汽車（EV），混合電動汽車（HEV）以及其他各種類型和尺寸的車輛，國家最新規(guī)定車載ETC OBU需通過拋負(fù)載測試。

何為拋負(fù)載

當(dāng)施加和卸下大負(fù)載時，例如當(dāng)反復(fù)從交流發(fā)電機連接和斷開電池時，會導(dǎo)致車輛出現(xiàn)負(fù)載突降情況（圖1）。在最壞的情況下，當(dāng)電池完全放電時，此瞬態(tài)過沖電壓可能會超過150伏，并且源阻抗非常低，持續(xù)時間為40ms至400ms。如果沒有設(shè)計保護電路，這些瞬變無疑將對車輛中的下游電子系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害。

圖1.連接和斷開電池，導(dǎo)致過壓瞬變條件（Vp）。

在典型的12伏汽車系統(tǒng)中，這種類型的負(fù)載突降情況并不罕見。它可能是由于電池電纜腐蝕或松動引起的，例如，在行駛的沖擊和振動過程中，電池電纜不斷地連接和斷開。由于在車輛行駛過程中連接和斷開電纜時的瞬態(tài)負(fù)載，跳躍起動也會導(dǎo)致發(fā)生過電壓情況。施加瞬態(tài)負(fù)載并消除瞬態(tài)負(fù)載后，任何電力電子系統(tǒng)都不會出現(xiàn)過沖和下沖現(xiàn)象，返回到閉環(huán)控制的響應(yīng)時間將取決于系統(tǒng)的反饋回路響應(yīng)。汽車系統(tǒng)的不同之處在于，如果不加以限制，在此恢復(fù)時間內(nèi)可用的能量將極具破壞性。

車載電子電壓變化

汽車電子系統(tǒng)以及售后市場系統(tǒng)的制造商必須考慮將要用于一次電源的不良電氣條件。此外，運輸系統(tǒng)的任何電氣化都會有類似的用例情況，必須加以防范。圖2概述了汽車電氣系統(tǒng)環(huán)境中最常見的故障情況和產(chǎn)生的波形。

圖2.典型的瞬態(tài)和浪涌條件，包括負(fù)載突降，會影響汽車應(yīng)用。

電氣系統(tǒng)與電池，交流發(fā)電機，保險絲盒（接線分配系統(tǒng)）的“距離越近”，瞬態(tài)條件的幅度越高。車輛系統(tǒng)中存在的這些條件的解決方案是半導(dǎo)體TVS設(shè)備。瞬態(tài)電壓抑制器設(shè)備實質(zhì)上是經(jīng)過優(yōu)化以鉗位電壓的專用齊納二極管。但是，它不像常規(guī)的齊納二極管那樣用于調(diào)節(jié)，而是用于將瞬態(tài)電能轉(zhuǎn)換為瞬態(tài)熱能。TVS設(shè)備通常用于確保電壓過沖不超過規(guī)定水平。雷卯電子TVS器件的應(yīng)用也很重要，可以防止雷擊和其他外部電壓干擾引起的快速高壓瞬變。

圖3顯示了典型的TVS應(yīng)用程序。在發(fā)生瞬變或電涌事件期間，TVS設(shè)備會將電壓鉗位到電氣系統(tǒng)其余部分可以安全處理的安全水平，同時還將能量分流足夠長的時間以限制電源電流，或者在某些情況下鉗位直到電子斷路器或保險絲可以斷開，以防止進(jìn)一步損壞。甩負(fù)載TVS設(shè)備可以承受高達(dá)6.6 KW的極高峰值功率，使其成為汽車甩負(fù)載應(yīng)用必不可少的器件。

圖3.電路圖顯示了TVS設(shè)備應(yīng)用，包括負(fù)載突降情況。

汽車保護要求和標(biāo)準(zhǔn)

盡管經(jīng)過深思熟慮，但最合適的規(guī)格通常無法滿足對能量水平以及瞬態(tài)和電涌的峰值電壓的最佳估計。使事情變得復(fù)雜的是，隨著工藝幾何尺寸的減小和工作電壓的降低，電子系統(tǒng)變得越來越敏感。因此，任何超出數(shù)據(jù)手冊最大工作規(guī)格的偏移都可能導(dǎo)致組件或模塊故障。

已經(jīng)根據(jù)地區(qū)，特定的車廠和應(yīng)用用例針對如何測試這些各種故障條件編寫了許多汽車標(biāo)準(zhǔn)。需要遵守保護規(guī)范的許多現(xiàn)代汽車和運輸/設(shè)備應(yīng)用包括船舶，卡車，公共汽車，電動汽車，混合動力汽車，飛機，軍事，重型建筑設(shè)備，ATV等。

電子設(shè)計人員可以與雷卯電子緊密合作，加快各種汽車負(fù)載突降應(yīng)用的組件選擇過程。雷卯電子已經(jīng)為各大車廠提供滿足標(biāo)準(zhǔn)的各類器件，嚴(yán)格按照要求測試，以便能夠?qū)y試儀進(jìn)行編程以使其符合規(guī)范。因此，當(dāng)我們收到客戶要求測試各種規(guī)格以及各種形式的運輸工具的要求時，我們會迅速推薦一種符合標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。圖4是典型測試的示例。

圖4.實際應(yīng)用中存在的典型測試脈沖條件。

電子產(chǎn)品的接口防護需用過壓保護器件，很多工程師意識到要用保護器件，但由于選型不當(dāng)或沒按照 ESD 電路 PCB 設(shè)計原則，造成產(chǎn)品靜電測試或 EMC 測試不通過，產(chǎn)品多次驗證測試，浪費人力財力，造成產(chǎn)品延遲上市的事情總有發(fā)生，或過度設(shè)計，造成成本壓力。

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