用于保护汽车电子产品的瞬态电压抑制器

中心议题：

• 瞬态电压抑制器重要参数
• 汽车电源线(甩负荷)的初次保护
• 针对负电压瞬态和反向电源电压的保护

在设计汽车的过程中，一个主要的难题是例如控制单元、传感器、信息娱乐系统等保护电子设备，免遭出现在电源线上的有害浪涌、电压瞬态、ESD和噪声的损害。瞬态电压抑制器(TVS)是用于保护汽车电子产品的理想方案，有些参数对这些应用来说非常重要，包括功率等级、关态电压、击穿电压、最大击穿电压。下面是这些参数的定义。
 
功率等级 
   
TVS的功率等级是在一定测试或应用条件下吸收浪涌的能力。10 μs/1000 μs脉冲波形（Bellcore 1089标准）的行业标准测试条件如图1所示。这个测试条件不同于TVS瞬态电压吸收能力的测试条件，吸收能力的测试采用8 μs/20 μs脉冲波形，如图2所示。
 

 
图1：TVS的测试波形(Bellcore 1089)     图2：TVS的波形

 
击穿电压(VBR)

击穿电压是器件进入雪崩击穿的电压，采用数据表上的特定电流条件下进行测试。
 
最大击穿电压（VC：钳位电压）

在一定的峰值脉冲电流等级下，TVS上会出现钳位电压。TVS的击穿电压是在非常低的电流下测得的，例如1mA或10mA，不同于应用条件下的实际雪崩电压。因此，半导体制造商标注的典型或最大击穿电压对应的是大电流。
 
关态工作电压(VWM)：工作时的关态反向电压
 
关态电压指的是 TVS在未击穿情况下所能承受的最高电压，是电路中在正常情况下不工作的保护器件的重要参数。在汽车里面，一些汽车电子产品的法规是根据“跳启动保护”的情况制定的。这种情况下，要求为12V的电子设备提供10分钟的23VDC电源，用36VDC电源给24VDC电子设备供电10分钟，不会损坏电路或引起误操作。因此，关态电压是用在汽车电子产品中的TVS的关键参数。
 
汽车电源线(甩负荷)的初次保护
 
电子控制单元、传感器和信息娱乐系统等汽车电子设备是连到电源线上的。这些电子产品的电源是电池和发电机，这两种电源的输出电压不稳定，易受温度、工作状态和其他条件的影响。此外，使用电磁线圈负载的汽车系统，例如燃油喷嘴、阀门、电动机，电子和混合控制器，会把ESD、尖峰噪声和其他类型的瞬态和浪涌电压引入到电源和信号线上。