了解需要保护的汽车电路｜再谈ESD 标准在汽车电子设计中的重要性
2016-06-20
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确定需要保护的汽车电路
汽车内部的所有电路和元件均易受到电气瞬变的侵害，无论其在车辆中所处的位置。下表列出了需要保护的五个最为常见的汽车电路：
1. 传统通信总线：作为最流行的通信总线标准，传统通信总线覆盖了车内电路的 50% 到 75%。
a. 区域网络控制器（CAN）：该标准允许微控制器和设备能够在车内进行通信，而无需使用主机。它是专为汽车应用而设计的基于消息的协议。CAN 系统可处理多种功能，从动力转向到发动机计算机和变速箱之间的关键传动系统通信。
b. 局域互联网络（LIN）：LIN总线标准是用于车辆各组件之间通信的串行网络协议。LIN 总线也可通过特殊的DC-LIN收发器在车辆的蓄电池电力线上使用，这也是当今汽车界所常见的做法。LIN 系统能够处理简单的机电功能，如移动电动座椅和切换巡航控制。
CAN/LIN 总线是设计用于车内控制和监控功能的双线通信总线。它们的线路有很大的可能性会暴露于瞬态浪涌，从而会导致未受保护的 CAN/LIN 收发器出现故障。下图说明了 CAN 和 LIN 总线保护的实践策略：
图 3：力特公司 SM24CANA TVS 二极管阵列可保护 CAN 总线并提供市场领先的钳位保护
2. 高速数字总线：USB/HDMI 端口支持车内的消费者应用软件。例如，仪表板可能会设有一个 USB 端口，乘客可用它来为手机或平板电脑充电，或者在车内播放音乐。HDMI 端口被用于车辆中的备份和前视摄像头。不同于旧的摄像头技术，这些高清机型采用更高图像速率，运行时需要更高的数据速率。由于具有更快的吞吐率和更大的芯片灵敏度，这些端口要求有出色的信号完整性和系统可靠性。USB/HDMI 端口可能会因车内相对较小的 ESD 事件和短路而损坏。
3. Wi-Fi 通信/SIM 插槽：这项技术使车辆能够为乘客提供移动 3G 或 LTE 通信。SIM 卡模块是将 LTE 转换为 Wi-Fi 的电路的中间部分，使用户能够连接到手机、平板电脑和笔记本电脑。SIM 卡插槽需要 ESD 保护是因为在车内安装或更换模块时它会受到人机交互的影响。
4. 通信/广播接收用的高频天线：这项技术的支撑是短程射频电路。这种电路能够实现车辆对车辆或车辆与道路的通信，这也是汽车市场中最热的发展趋势之一。这种网络可以使汽车互相“看到”对方，并能在车辆之间进行通信。与道路之间的通信有助于防止碰撞，实现职能交通系统。由于射频放大器的前端对 ESD 非常敏感，因而应使用双向、低电容的 ESD 二极管。无偏置的射频信号会在天线电路上生成正负极性的电压。双向二极管将能够确保信号的负向部分不会被削减。
5. 电源总线：这些总线的电压在 12 伏或更高，从而为车内的电子模块提供电力。在组装或车辆运行过程中会使它们暴露于大量的 ESD 和浪涌瞬变之下。瞬变保护选项既有车内深嵌模块的简单的 ESD 二极管，也有具有处理负载突降事件的高浪涌耐受的 TVS 二极管。
