汽车电子电路中的ESD保护设计方案

【Word版本下载可任意编辑】汽车电子电路中的ESD保护设计方案汽车电子是当前一个热门开发领域，中国汽车市场的蓬勃发展为本土汽车电子产业带来了新的机遇。越来越多的企业纷纷加大了在汽车电子产品上的投入力度，包括ECU、ABS、DVD、GPS、HVAC、CANBUS等在内的大量汽车电子产品的本土化设计制造厂商如雨后春笋般冒升，这也为从事电路保护设计的电子元器件厂商开辟出一片崭新的天地。

安全、可靠性至关重要

保险丝是一类被动无源器件，类似一个开关。当产品出现故障或者发生意外时，需要保险丝能够安全地在电源部分实现有效的断开，不产生明烟/明火，更不能危及操作人员的生命安全。因此，无论任何电子产品，通常无一例外都要配置保险丝，它也是电子产品安全的保障。

对于保险丝而言，主要的参考指标就是安全与可靠性，即在正常工作时不可以断开，当后级的故障发生时则必须马上断开。保险丝只有两个工作状态：导通或者断开。要保证整个系统的安全与可靠，保险丝本身必须首先要满足这两点。良好的保险丝设计应用必不可少，也是一门精巧的学问。

电路设计人员在选择保险丝时，应主要从两个方面来考虑：静态和动态。静态是指电压、电流、环境温度、尺寸、失效电流等；动态则指的是熔断时间、熔化热能值等，这些都是保险丝产品选择设计的关键点。其次，通过保险丝的理论计算之后，还需要再结合现场开展测试验证，借助可靠性分析终达成理想的设计方案。

创新型汽车电路保护设计

汽车里面的电路保护无处不在，尤其是现在汽车车身采用了越来越多的智能化电子设备，把以前纯粹的汽车机械变成了有灵魂的“跑动的机器人”。对于电子化产品来说，安全是首要的，汽车电路中的保险丝也因此而变得集成化和小型化。

在汽车电子的开发中，几乎每一个用电设备都需要一个保险丝，通常称作线缆保护。保险丝的主要作用是限制电流的增加，当出现意外(例如车祸造成的电源短路故障)，这时产生的大电流就需要保险丝马上把主电源切断，以防止发生进一步的危险。传统的汽车线缆保险丝的防护架构为多极且分层式，但次的电子设备出现故障时，则仅仅是出现故障的单元保险丝断掉，而不会影响到上的电路。但是在汽车改装的过程中，例如在外部加了一个大功率音响时，其取电来自于车身电瓶，如果保险丝使用不当，在需要断开的时候没有断开，就会因为这些小故障影响到整车系统的可靠性，造成保险丝的错误动作，因此，良好的保险丝设计与选择就显得尤其重要。

Littelfuse推出的针对汽车控制器区域网络(CAN)应用的电路保护产品。

为此，新颖的集成化保险丝(Masterfuse)被融入到了汽车电子的设计之中，它将车身整体的过流保护融合于一体，从而实现更别的保护功能。集成化保险丝产品是一种可配置的保险丝解决方案，在一个紧凑的封装中配有多种不同的保险丝类型(即MEGA和MIDI)和额定值。这种封装保险丝可让用户用一个部件取代配电箱中的多个分立式保险丝，从而可省去目前需要使用的螺栓、母线和连接线。通过减少所需接头的数量，整个系统增加了可靠性，同时降低了成本，每个集成化保险丝都可以按照用户的应用开展定制，以获得化的电路保护封装产品。

集成化保险丝

另一方面，还有一类同步的过压保护器件TVS也同样值得关注。因为在汽车电子里面，所有的电子设备都面临静电(ESD)和负载突变(LOADDUMP)的威胁，这些过压问题会对芯片电路造成性的损坏，所以过压保护必不可少，同时，符合这些要求也是ISO7637标准的一部分。在这一方面，Littelfuse汽车等级的TVS管满足上述要求，保证汽车电子设备的安全可靠性。实际上，TVS的应用已较为普遍，长寿命、高可靠性的运行状态是汽车等级TVS所必须要具备的性能，例如通过AEC-Q101，以满足汽车整车运行的要求。

以汽车电子ESD保护方案为例，由于按键以及USB接口的大量应用，使得测试规范不断升级，ISO10605标准的电防护要求甚至到了25KV，没有一个可靠的电路保护器件是不能满足这一要求的。Littelfuse的半导体保护阵列可以符合整个电路的ESD测试要求，例如SP1003可以到达30KV的测试指标，并且每一条电路都并联一个其中的防护器件，用以为汽车电子保驾护航。另外，在数据线保护方面，汽车里面CAN总线的广泛应用把所有的电子部件连在一起开展数据交换，针对CA