隨著汽車智能化發展，如今的汽車，越來越多的電子設備在其中，讓車主享受更多駕駛樂趣的同時，也提供了高可靠性的安全保障。然而，這些電子設備的安全性與整車的正常運行息息相關，甚至有關車主及乘車人的人身安全。倘若電路保護防護措施沒有做到位的話，很容易造成電子設備罷工甚至永久損壞，如最常見的拋負載現象。

按照相關國際國內標準和規定，為了汽車的安全性和使用壽命，點火模塊、電子調節器、安全氣囊、顯示儀表、車載導航、倒車系統等地方的電子設備都需要通過ISO7637-2 5a/5b拋負載電壓沖擊測試。ISO7637-2 5a/5b拋負載測試已成為了汽車電子的必經之路。

不得不知的ISO7637-2 5a/5b測試

ISO7637-2標準：道路車輛――由傳導和耦合引起的電騷擾，沿電源線的電瞬態傳導，有5種測試脈沖波形，分別是波形1、2a/2b、3a/3b、4、5a/5b。在所有測試脈沖波形中，模擬拋負載5a/5b波形是能量最大的脈沖。模擬拋負載測試，除了考驗汽車電子設備在波形5a/5b作用下的抗干擾能力外，還考驗拋負載對設備元器件的破壞性。

不可否認，ISO7637-2 5a/5b測試，是最具破壞性的測試試驗，也是汽車電子設備最難通過的測試試驗。一般ISO7637-2 5a/5b測試通過的話，其他波形測試試驗就不在話下了。在現實中，真正把汽車制造商難住的，往往是7637-2 5a/5b模擬拋負載沖擊測試。DOWO擁有專業的EMC實驗室，免費提供7637測試，提供高品質的電路保護器件，助力通過7637-2 5a/5b模擬拋負載沖擊測試。

拋負載脈沖5a

拋負載脈沖5b

拋負載脈沖5a

拋負載脈沖5b

作為一款與生命有密切相關的產品，汽車的安全是所有人都關注的問題。尤其是在那些與控制、安全密切相關的零部件上面，其對可靠性的要求之高，更是到了令人難以想象的地步。為了讓汽車廠商及其供應商在一個規定的范圍內打造高可靠性的產品，國際標準組織制定了一系列的標準來保證汽車的安全。

由于標準和保護的領域眾多，在日前的國際電子展上，半導體行業觀察和Littelfuse深入探討一個叫做“拋負載保護”的問題，在這里與大家分享。

什么是拋負載保護

眾所周知，現在汽車的電子化程度越來越高，車上需要供電的部分也越來越多，這就使得汽車系統在設計過程中需要面對許多技術挑戰。當然，各種電氣危害的保護也是設計者需要重點考慮的問題。電力電子電路中的負載切換瞬變就是其中的一個需要高度重視的電氣危害，拋負載就是其中的一個典型代表，也就是相關從業人員所說的“Load Dump”。

據汽車電路保護專家Littelfuse公司的高級工程師戴泰初介紹，在汽車系統中，在各種電子控制單元（如ABS、Airbag等）和發電機之間，會有一個蓄電池。正常情況下發電機給蓄電池充電，但是當線束老化或者接觸不良時，就會碰到電池與電路斷開的情況（如上圖紅框內所示），這時候發電機就會給終端產生一個浪涌電壓，由于這個浪涌電壓的電壓非常高，持續時間非常長，就會對終端的各種電子控制單元造成很大的損害，這種情況就稱之為拋負載。因此在設計的時候就需要考慮到拋負載保護的問題。

戴泰初告訴半導體行業觀察的記者，汽車上的動力總成、BMS、EMB/ABS、引擎啟動開關、24V系統、LED照明、T-BOX、娛樂系統、儀表板和DC/DC轉換器等都是需要執行拋負載保護的應用。因此對于Littelfuse這樣的供應商而言，如何保證這些應用的正常工作，避免拋負載的危害，就成為他們工作的重點。

做好拋負載保護有那些要求

“拋負載主要受最大電壓、內阻和持續時間三大因素的影響，因此如何通過控制這三者的綜合影響，保證應用工作在安全區，就是拋負載保護的關鍵”，戴泰初表示。“ISO 7637-2和ISO 16750-2國際標準也對拋負載保護做了具體的要求”，戴泰初補充說。

ISO 16750是一個如何面對汽車電子的安全性隨著所面對的各種環境條件以及效應下所產生的質量因素,以確保道路車輛行車安全的規范，ISO 16750-2就是當中的電子負載測試。這個標準適用于任何道路車輛的電子裝置，規定主要環境條件為直流電壓,過電壓等12項測試。對拋負載也有了要求，那就是ISO 16750-2規定下的Pulse 5，當中有5a和5b兩種測試標準。

在5a的情況下，測試脈沖提供了最壞的情況。在12V的情況下，規定其US的區間為79伏到101伏，而內阻的范圍為0.5歐到4歐，浪涌電壓作用時間為40ms到400ms。如果做了拋負載保護以后，在規定脈沖之下經過了10次相關測試，那么就證明這個保護是合格的。

5b也是同樣的測試，但是由于5b測試是針對那些在交流發電機內安裝了鉗位器件的應用，因此在測試標準上，降低了相關的峰值。

從下圖的相關測試數據上可以看出，拋負載保護的相關測試標準是非常難通過的，那就意味著對相關的元器件和方案供應商來說，需要考慮的問題就多了很多，尤其是作為直接功能提供者的元器件供應商。

Littelfuse拋負載方案為汽車護航

作為全球知名的保護方案提供商，Littelfuse在汽車電子保護方面也義不容辭。在拋負載保護方面，他們最知名的產品是其TVS管保護方案，這也是全球主流的拋負載保護方案。

據戴泰初介紹，Littelfuse是全球第一大TVS管供應商，其在TVS管上面的技術積累，讓他們能夠輕松滿足拋負載保護的需求。在汽車電子方面，Littelfuse提供了從400W到7000W的TVS管，能夠滿足拋負載保護方案的需求，尤其是在收購安森美的TVS二極管產品線后，Littelfuse在汽車上有更加多的應用。Littelfuse的SLD和SLD8S系列TVS diode ，更是專門針對拋負載保護應用設計的產品。從戴泰初的介紹中我們得知，Littelfuse是全球為數不多能提供7000W拋負載保護TVS管的廠商之一。為了給客戶提供更加多樣的TVS選擇，Littelfuse還會推出5000W和6000W的汽車級TVS。

值得一提的是，這些TVS管都是在Littelfuse無錫工廠生產，能夠更好地服務國內的客戶。同時這個工廠還是Littelfuse晶閘管和半導體放電管的生產點。

除了TVS管，Littelfuse還提供了壓敏電阻MOV的拋負載保護方案。現在他們提供的是AUMOV和AUML兩種方案，因為前者是插線式的，通流量會大一點，能夠適合5a類應用，而后者基本只應用在5b方案或其他浪涌保護上。

戴泰初告訴記者，一輛車會用到幾十個TVS管，因此他們非常重視這個市場。考慮到汽車市場的快速成長，還有汽車電子化程度的日益提升，汽車市場勢必會給Littelfuse帶來更大的想象空間。

作為一個成立于1927年的公司，且在成立前七十多年只是從事保險絲業務的公司，Littelfuse將其可恢復保險絲PPTC、TVS管和靜電保護等產品推到了市場的前列位置。面對新興市場需求，Littelfuse正在將其觸角擴散到功率控制和傳感器等領域，并通過一系列并購擴充其產品線，全新的Littelfuse必將給工程師帶來更好的幫助。

文/半導體行業觀察李壽鵬

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第1463期內容，歡迎關注。

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