新型汽车电子系统元器件解决方案（全）(3)

　　车载网络系统电路保护方案

　　车载网络系统将扮演着越来越重要的角色。新型客车、卡车、公共汽车甚至摩托车都已成为移动的网络，将众多特征和功能连接在一起，如内置控制、移动媒体和无线网络。信息娱乐系统、远程信息处理、安全控制等的应用均需使用几种现有的网络标准，其中LIN、CAN、FlexRay就是最重要的三种标准。

　　LIN拓扑的电路保护措施

　　LIN总线拓扑通常用于连接开关、传感器和促动器至车载网络LIN总线标准要求当LIN总线路因正电压小于 26.5V或接地而出现短路时，网络应恢复正常工作。物理层上的ESD浪涌电阻根据IEC61000-4-2要求必须符合最低放电电压电平±2kV。然而，ECU连接器上可能会出现达到±8kV的电平。

　　下图为为协同的电路保护图，显示出一个设置在功率输入的可复位PolySwitch器件如何在电源输入端保护ECU和LIN节点连接器免受过电流情况的损伤，以及一个MLV（多层电压敏电阻器）如何为车载网络应用提供所需的高电流处理和能量吸收的过电压保护。

　　需要通过过电流保护对出现故障或过载现象时进行过电流限制。同时也需要通过电路保护设备限制电压尖峰或处于稳定的过电压状况。

　　CAN 拓扑的电路保护措施

　　CAN总线收发器可允许总线供电电压高达+/-80V直流电。然而，甩负荷浪涌会产生出比ISO-7637-2标准（最大86.5V）中规定的更高瞬态，可能会损伤收发器。收发器的操作电流也因供货商的不同而有所差异。

　　下图显示了如何在电源输入端应用可复位PolySwitch设备和MOV（金属氧化电压敏电阻器）从而避免因车载供电系统中心的浪涌电流和电压异常而产生的损伤。

　　FlexRay拓扑的电路保护措施

　　FlexRay协议专为线控应用所设计，如线控刹车和线控方向盘。该线控网络方式支持同步和异步数据传输，数据传输率约为10Mb/s，具有时间触发和事件触发行为、冗位和容错的特点。

　　该结构支持一“束”2个节点至64个节点，其功能主要依靠于两种类型的处理器—ECU和“活动星”。 FlexRay通讯通过一个常用总线或一个星形连接在ECU之间进行。FlexRay元件的总线输入必须避免在总线路和系统供电电压或地电位之间出现短路现象。

　　下图方案利用一个PolySwitch设备进行过电流保护。

　　车载照明电路保护方案

　　车载照明系统要求高达55A的峰值浪涌电流。控制车载照明的理想解决方案之一，就是将一个高压侧前置FET驱动器和功率FET组合。

　　一个前置 FET 驱动器被用来控制系统中的四种不同负载。这种组合能够通过温度系数较好地控制阻性负载。通常，负载被连接在低压侧，而功率 FET 则在高压侧完成配置，以为负载供电。每一条通道都可以由一个来自微控制器的并行输入信号或串行编程寄存器来控制。在一个并行结构中，一个通用 I/O 或基于定时器的输出被用来控制负载电流。

　　栅极驱动输出通常为一个恒定电流源，并且吸入输出端来控制 FET 栅极电容充电和放电特性。与输出串联的一个外部电阻器限制了 FET 开关转换的升降次数。这种效应使转换率得到了控制，同时还可有助于减少会增加电磁干扰（增加开关损耗和功耗）的开关极限期间出现的快速电流变化。这些输出在内部被控制在 17V 的最大输出电压以下，以保护外部 FET 栅极免于源击穿损坏。与一款集成的解决方案相比较，可以对前置 FET 驱动器和功率 FET 的组合进行配置，以防止应用中的动态和静态故障。