車載網(wǎng)絡系統(tǒng)電路保護方案

　　車載網(wǎng)絡系統(tǒng)將扮演著越來越重要的角色。新型客車、卡車、公共汽車甚至摩托車都已成為移動的網(wǎng)絡，將眾多特征和功能連接在一起，如內(nèi)置控制、移動媒體和無線網(wǎng)絡。信息娛樂系統(tǒng)、遠程信息處理、安全控制等的應用均需使用幾種現(xiàn)有的網(wǎng)絡標準，其中LIN、CAN、FlexRay就是最重要的三種標準。

　　LIN拓撲的電路保護措施

　　LIN總線拓撲通常用于連接開關、傳感器和促動器至車載網(wǎng)絡LIN總線標準要求當LIN總線路因正電壓小于 26.5V或接地而出現(xiàn)短路時，網(wǎng)絡應恢復正常工作。物理層上的ESD浪涌電阻根據(jù)IEC61000-4-2要求必須符合最低放電電壓電平±2kV。然而，ECU連接器上可能會出現(xiàn)達到±8kV的電平。

　　下圖為為協(xié)同的電路保護圖，顯示出一個設置在功率輸入的可復位PolySwitch器件如何在電源輸入端保護ECU和LIN節(jié)點連接器免受過電流情況的損傷，以及一個MLV（多層電壓敏電阻器）如何為車載網(wǎng)絡應用提供所需的高電流處理和能量吸收的過電壓保護。

　　需要通過過電流保護對出現(xiàn)故障或過載現(xiàn)象時進行過電流限制。同時也需要通過電路保護設備限制電壓尖峰或處于穩(wěn)定的過電壓狀況。

　　CAN 拓撲的電路保護措施

　　CAN總線收發(fā)器可允許總線供電電壓高達+/-80V直流電。然而，甩負荷浪涌會產(chǎn)生出比ISO-7637-2標準（最大86.5V）中規(guī)定的更高瞬態(tài)，可能會損傷收發(fā)器。收發(fā)器的操作電流也因供貨商的不同而有所差異。

　　下圖顯示了如何在電源輸入端應用可復位PolySwitch設備和MOV（金屬氧化電壓敏電阻器）從而避免因車載供電系統(tǒng)中心的浪涌電流和電壓異常而產(chǎn)生的損傷。

　　FlexRay拓撲的電路保護措施

　　FlexRay協(xié)議專為線控應用所設計，如線控剎車和線控方向盤。該線控網(wǎng)絡方式支持同步和異步數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸率約為10Mb/s，具有時間觸發(fā)和事件觸發(fā)行為、冗位和容錯的特點。

　　該結構支持一“束”2個節(jié)點至64個節(jié)點，其功能主要依靠于兩種類型的處理器—ECU和“活動星”。 FlexRay通訊通過一個常用總線或一個星形連接在ECU之間進行。FlexRay元件的總線輸入必須避免在總線路和系統(tǒng)供電電壓或地電位之間出現(xiàn)短路現(xiàn)象。

　　下圖方案利用一個PolySwitch設備進行過電流保護。

　　車載照明電路保護方案

　　車載照明系統(tǒng)要求高達55A的峰值浪涌電流。控制車載照明的理想解決方案之一，就是將一個高壓側前置FET驅動器和功率FET組合。

　　一個前置 FET 驅動器被用來控制系統(tǒng)中的四種不同負載。這種組合能夠通過溫度系數(shù)較好地控制阻性負載。通常，負載被連接在低壓側，而功率 FET 則在高壓側完成配置，以為負載供電。每一條通道都可以由一個來自微控制器的并行輸入信號或串行編程寄存器來控制。在一個并行結構中，一個通用 I/O 或基于定時器的輸出被用來控制負載電流。

　　柵極驅動輸出通常為一個恒定電流源，并且吸入輸出端來控制 FET 柵極電容充電和放電特性。與輸出串聯(lián)的一個外部電阻器限制了 FET 開關轉換的升降次數(shù)。這種效應使轉換率得到了控制，同時還可有助于減少會增加電磁干擾（增加開關損耗和功耗）的開關極限期間出現(xiàn)的快速電流變化。這些輸出在內(nèi)部被控制在 17V 的最大輸出電壓以下，以保護外部 FET 柵極免于源擊穿損壞。與一款集成的解決方案相比較，可以對前置 FET 驅動器和功率 FET 的組合進行配置，以防止應用中的動態(tài)和靜態(tài)故障。