车载24V系统电源抛负载过压保护方案

无论是传统燃油汽车还是新能源汽车（PHEV），汽车的长期安全和可靠性成为衡量汽车品质的一个重要指标。众所周知，汽车供电系统输出极其复杂，很容易受到温度、工况等条件的影响，电池或发电机的输出电压会出现波动。此外，使用电机、电磁阀、燃油喷射等负载的汽车系统会把尖峰噪声和几种瞬态浪涌电压引入到电源线或信号中。在车辆供电环境中所有的瞬态过压现象，其中抛负载（Load Dump）瞬态过压现象是一个需要高度重视的电气危害。

ISO 16750-2和ISO 7637-2的区别

为了让汽车生产商及其供应商在规定范围内打造出高可靠性的车载产品，国际标准组织制定了一系列的标准来保障汽车的安全。ISO 7637-2 和ISO 16750-2标准是业内常提到的汽车电子测试标准，它们之间有什么区别呢？查阅ISO 16750-2（2012年）和ISO 7637-2（2004年）国际标准文档资料可知，如下图所示：

从图中可以看出，ISO 16750-2标准（以下简称：新标准）中要求的抛负载测试电压高于ISO 7637-2标准（以下简称：旧标准）：

波形5a、5b测试：

12V系统中，旧标准测试电压要求65V—87V，新标准测试电压要求79V到101V；

24V系统中，旧标准测试电压要求 123V-174V，新标准测试电压要求151V-202V；

除了测试电压提升之外，另一个最显著的区别是新标准抛负载最低测试要求10个脉冲10分钟，间隔1分钟，而旧标准抛负载测试要求规定只做一个脉冲。由此可知，ISO 16750-2与ISO 7637-2相比，更严格。

车载24V系统电源抛负载过压保护方案

最大电压、内阻和持续时间是影响抛负载的主要因素，如何控制这三者的综合影响，是抛负载瞬态过压保护的关键。对于抛负载瞬态过压现象，实践证明，最主流有效的是选用TVS瞬态抑制二极管进行保护。为此，接下来，专业高品质电路保护器件厂家及保护解决方案服务商东沃电子，针对车载24V系统电源口抛负载瞬态电压现象，设计了个经典防护方案，方案图如下所示：

从东沃车载24V系统电源抛负载过压保护方案图可以看出，方案包含了三项保护：过流保护、反电压保护、 过压保护。

1）PTC过流保护，不仅需要考虑工作电流和耐压值，还要考虑温度因素，东沃电子技术推荐24V系统需采用耐压值33V的PTC自恢复保险丝。如果测试抛负载数据严格，东沃电子技术建议采用插件PTC型号：DWP60-300F。

2）防反接二极管设计位置也有不同意见，如果测试浪涌严格建议放在TVS的后端，避免测试时冲击电流过大而损坏。一般此处电流小选择肖特基二极管，可以选用东沃低压降系列肖特基二极管型号SS56。

3）瞬态抑制TVS二极管，主要用于防护各种过压波形和抛负载冲击，此处选择范围较大，车载24V系统电源口保护，东沃电子技术推荐选用汽车级TVS管SM8S36CA，双向、36V、DO-218AB、6600W、114A。值得注意的是，TVS管反向截止电压越低，钳位电压就越低，越能保护后端的DC-DC芯片。所以，后端电源芯片的选择也需提前规划，如果选用耐压60V电源芯片，可通过测试。

以上是三颗器件的选型原则，当然客户也可以根据测试指标稍作调整。有关器件DWP60-300F、SS56、SM8S36CA具体参数详情，详见东沃电子对应型号产品规格书。

东沃SM8S36CA，抛负载保护专用TVS管为汽车护航

TVS管厂家东沃电子有专业的EMC测试实验室，东沃电子推出的SM8S36CA，抛负载瞬态过压保护专用器件，可轻松通过ISO 16750-2 24V系统Pulse 5a Us=202V，Ri=3Ω，td=350ms测试 ，测试步骤如下所示：

第一步，用示波器抓取pulse 5a波形图：

可以看到输出最大电压Us=202V，td=350ms。

第二步，现场测试环境，如下图所示：

第三步，测试参数：Ri=3Ω，td=350ms，Ua=28V

第四步，第一次测试输出图形：钳位电压Vc=51.25V

第五步，最后一次测试输出图形：钳位电压Vc=53.12V

综上所述可知，东沃电子汽车级TVS二极管SM8S36CA在pulse 5a Us=202V，Ri=3Ω，td=350ms测试条件下，能够轻松满足抛负载保护的需求。东沃电子推出的SM5S系列、SM6S系列、SM8S系列、SM8T系列TVS二极管，是专门针对抛负载保护应用设计的产品，为汽车安全保驾护航。

以上是车载24V系统电源抛负载过压保护方案介绍，如有特殊需求，欢迎前来探讨。浪涌静电防护方案，找东沃电子，电路保护不迷路！东沃电子推出的自恢复保险丝DWP60-300F、肖特基二极管SS56和TVS二极管SM836CA现已全面量产、品质稳定、高可靠性、交期迅速、厂家价格、免费样品、免费EMC测试、免费选型，欢迎广大新老客户前来咨询！

审核编辑：汤梓红