TVS管在汽車電子電源線保護(hù)中的設(shè)計(jì)實(shí)踐-ASIM阿賽姆
發(fā)布人：阿賽姆電子
時(shí)間：2025-11-27
來(lái)源：工程師
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汽車電子設(shè)備工作在極端惡劣環(huán)境，電源電壓波動(dòng)范圍達(dá)9V-36V（乘用車），瞬態(tài)威脅包括：
- 負(fù)載突降（Load Dump）：12V系統(tǒng)浪涌電壓達(dá)87V，持續(xù)400ms
- 繼電器切換：產(chǎn)生±150V尖峰脈沖
- ISO 16750-2標(biāo)準(zhǔn)：模擬5b波形浪涌可達(dá)202V
1. 反向截止電壓確定對(duì)于12V系統(tǒng)：VRWM ≥ 12V × 1.2 = 14.4V
推薦選用VRWM=15V的TVS管
2. 峰值脈沖功率計(jì)算能量公式：E = 0.5 × L × Ipp2
ISO 16750-2 5b波形：L=10mH，Ipp=40A
E = 0.5 × 10×10?3 × 1600 = 8J
要求TVS峰值脈沖功率 Pppm > 8J × 1.8 / 400ms = 36W
實(shí)際選型需留50%余量，故選≥54W
3. 鉗位電壓驗(yàn)證后級(jí)ECU芯片耐壓通常為40V
要求Vc < 40V × 0.8 = 32V
三、阿賽姆汽車級(jí)TVS產(chǎn)品阿賽姆SM8S系列符合AEC-Q101認(rèn)證，專為汽車電源保護(hù)設(shè)計(jì)：
- SM8S24A：VRWM=24V，Vc=38.9V@100A，Pppm=6600W（10/1000μs）
- SM8S36A：VRWM=36V，Vc=58.1V@100A，工作溫度-40℃~150℃
- ASD12N系列：12V系統(tǒng)專用，Rds(on)優(yōu)化25%，通過(guò)ISO 16750振動(dòng)測(cè)試
實(shí)測(cè)案例：某車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)在27V負(fù)載突降測(cè)試中，采用SM8S24A后，后級(jí)電路殘壓僅為28.5V，ECU工作正常，通過(guò)ISO 16750-2全部測(cè)試項(xiàng)。
第一級(jí)：甩負(fù)荷TVS（Load Dump TVS）
- 位置：靠近發(fā)電機(jī)/電池輸入端
- 選型：Pppm≥3000W，Vc≤40V
- 推薦：阿賽姆SM8S系列
第二級(jí)：次級(jí)保護(hù)TVS
- 位置：各ECU模塊電源入口
- 選型：Pppm≥500W，Vc≤后級(jí)芯片耐壓
- 推薦：阿賽姆SMAJ系列
兩級(jí)間串聯(lián)10Ω電阻或鐵氧體磁珠，可限制浪涌電流上升速率，實(shí)測(cè)使TVS實(shí)際IPP降低40%。
五、可靠性驗(yàn)證要求汽車級(jí)TVS必須通過(guò)：
- AEC-Q101認(rèn)證：1000小時(shí)高溫工作壽命（HTOL）
- ISO 16750-2：5a/5b波形浪涌測(cè)試
- ISO 7637-2：脈沖1-5b瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度
- 溫度循環(huán)測(cè)試：-40℃~150℃，1000次循環(huán)
阿賽姆SM8S系列FIT率（失效率）<1ppm，滿足10年生命周期要求。
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