汽车电子电路负极浪涌防护措施 本文关键词：浪涌，负极，电子电路，防护，措施
汽车电子电路负极浪涌防护措施 本文简介：浪涌对电子电路的正常工作有着严重的威胁，其防护至关重要。根据浪涌的产生机理，其不仅会作用于电子电路的正极，同样会自负极对电子电路造成严重的影响和危害，本文结合实际的案例分析，给出相应的负极浪涌防护建议和规避方案。一、引言随着网络信息化的深入发展，汽车的发展也在朝智能互联方向发展，电子电器元器件更多，
汽车电子电路负极浪涌防护措施 本文内容：
浪涌对电子电路的正常工作有着严重的威胁，其防护至关重要。根据浪涌的产生机理，其不仅会作用于电子电路的正极，同样会自负极对电子电路造成严重的影响和危害，本文结合实际的案例分析，给出相应的负极浪涌防护建议和规避方案。
一、引言
随着网络信息化的深入发展，汽车的发展也在朝智能互联方向发展，电子电器元器件更多，电子电器运行环境更加复杂，如电磁干扰，浪涌等。这些干扰会造成电子元器件故障，进而影响客户体验甚至安全性问题。诸如，智能自动空调、人机交互、远程启动控制、无线充电、液晶仪表、HUD、电动尾门等智能体验，以及定速巡航、自适应巡航、自动驾驶等主动安全技术的应用，均需要一个安全稳定的电路环境为其正常运行提供保障，否则将会影响客户的体验、甚至整车安全。
二、负极浪涌的特点和来源
1.负极浪涌的特点负极浪涌具备浪涌的基本特点，除此之外，由于汽车电子电路共地的特点，故而负极浪涌的主要差异点在于其影响的范围广，以及其影响目标的不确定性。负极浪涌一般情况是由于静电侵入、感性负载受外力驱动工作时、大功率电器接通和断开瞬间产生的电压波动，通过负极影响电路中的所有元器件。而且距离源点越近受到的影响越大，此即负极浪涌影响度与负极的接地方式有很大关系。2.负极浪涌的表现浪涌普遍存在与汽车电路系统中，也就是说浪涌无处不在。浪涌在电路系统中的主要表现有：电压波动，在汽车电器件工作时，比如喇叭、鼓风机等工作的时候，会影响整车电压的波动。此电压波动导致的浪涌可能会影响其他电子产品的正常工作。静电影响的幅值极大、影响时间短，能量与静电强度有关，能量较大，ESD极易损坏电子元器件，多表现在功能间歇失效或击穿失效。感性负载的影响幅值不高、影响时间较长，能量大小与外力的能量大小有关，此种浪涌能量一般较大，易直接烧蚀元器件，使之凝结短路。大功率电器断开/接通产生的幅值不高、影响时间短，但对控负的电路影DOI:10.19353/j.cnki.dzsj.2019.15.041响较大，此种负极浪涌多表现为导致电子元器件误判。3.负极浪涌的来源以汽车电路系统为例，结合近5年从微车、MPV、轿车、SUV的零公里及售后的失效分析情况，分析发现，负极浪涌影响程度最大的是静电危害，如导航车机功能异常、空调控制面板电容击穿失效、安全气囊控制器芯片击穿、雾灯开关电容击穿失效等约80%的故障原因来源于静电危害。
三、浪涌的产生和案例分析
1.外部因素首先，汽车电路，外部因素主要是静电，车体静电干扰与汽车和使用环境均有关系，首先是汽车在行驶中与空气摩擦，会在车体上形成静电，静电放电会形成电流，并对汽车电子设备造成电磁干扰。另外，既是人体静电，在接触汽车时会通过车体放电，人体静电可达到25～40KV，瞬间电流可达近40A，产生的瞬间功率非常大，如果直接进入未做防护的电路系统，足以摧毁所有电子元器件。在现有的汽车电路设计中，多数把负极作为了0V理想地来进行参数校核，仅对电源端做稳压处理和保护，而忽略了负极保护，进而导致一系列功能异常甚至是汽车安全性问题的发生。在汽车电子电路的开发设计时，要充分考虑地端防护的重要性，进行浪涌防护。比如，BCM、PEPS、气囊控制器、传感器、车机导航，甚至是雾灯开关、雨刮开关等均需要考虑地端的浪涌防护，否则在实际客户的使用过程中，极易出现电器功能异常问题，且部分是软损伤引起的隐形故障。其次，外部因素是电磁干扰，诸如高压输电线、高压变电站和大功率无线发射站的电磁干扰，以及雷达、太阳黑子辐射干扰等因素。汽车使用环境中也会有类似的干扰，比如加装的行车记录仪。此类干扰情况，多数在移除干扰源后功能即会恢复正常。但对于实际客户使用来说，某些故障是不允许出现的，如组合仪表黑屏显示不准的故障，一般正常标准要求抗干扰电平不低于33V/m，功能等级为A。但为规避此类问题，则需要提高其抗干扰能力至100V/m，功能等级为A。2.内部因素首先，点火系统的电磁干扰，点火系统中影响最大的是火花塞引起的高频电磁干扰，另外既是点火时整车电路电压拉低造成的瞬态影响。其次，负载突变导致的电压波动，在汽车电器中，常见的故障表现在空调鼓风机开启和断开瞬间、雨刮电机开启和关闭瞬间、玻璃升降器工作和停止的瞬间、电调座椅工作的瞬间等。其中影响最大的是鼓风机开启和断开时，电压波动较大。再者，感性负载工作时产生的电磁干扰，如汽车喇叭，在喇叭工作时,会因为动静触点的反复闭合,产生各种频率的干扰杂波,通过喇叭的正极和负极线,对车辆的电源和搭铁造成干扰。此类造成的故障多为对电子控制器件的影响，导致其出现误报。案例如下：当喇叭工作时，仪表会出现制动报警灯闪烁，其原因在于拉动了地端电压的波动，导致组合仪表误报故障。解决方案，可以通过在喇叭正负极之间增加压敏电阻、或者提高组合仪表的报警门槛电压来进行规避。
四、负极浪涌的防护措施
综合前面的机理分析和案例共享，要降低负极浪涌对电子电路以及汽车安全的影响，要从三方面考虑规避方案：一是电子电路开发时进行负极浪涌保护设计；二是抑制负极浪涌的传输；三是软件开发时策略规避、防止误报提。首先，电子电路的负极浪涌防护，重点是对控制芯片、稳压芯片、霍尔元器件等核心芯片的地端防护，防止外部异常电压直接作用于芯片。电子电路在开发设计时，要充分考虑负极浪涌的影响，采取必要的保护措施。同时，随着整车用电环境的复杂多样，在DVP设定时要考虑提高EMC测试标准，无源放电提升至15KV、有源直接放电提升至25KV、有源间接放电提升至15KV。其次，抑制负极浪涌的传输，主要是通过良好接地和安装位置的合理布局来进行规避。接地处理方法一般有两种：一是多组并联接地，芯片接地通过多个P脚并联接地，可以有效分流，从而降低负极浪涌对元器件的影响。二是壳体接地，在汽车系统中，需要进行如此处理的零部件有安全气囊控制器、全景泊车控制器、车机大屏、ABS、EPB等核心部件。再者，进行软件策略规避。此类故障常见于“地飘”导致的指示灯误报、功能误操作，而“地飘”的产生因素过于繁多，比如静电、感性负载工作、大功率电器开闭等情况，故解决“地飘”的有效办法只有提高“门槛”需求。解决方案一般有两种：一是提高门槛电压，由0V调整到5V或者更高。一般低电平控制的设定在5～8V，高电平控制设定在9V～16V；二是拉大易误报的功能识别区间，识别值至少达到200%以上。比如左转向灯亮起时串入阻值为150Ω、右转向灯亮起时串入阻值为300Ω，此种识别区间过小，容易造成误动作，解决方案既是拉大左右转向的串入阻值差，可将左转向提高到1000Ω、右转向提高到3000Ω，则可以解决此误动作问题。五、结论随车汽车智能化、自动驾驶等技术的运用，汽车电子系统的安全性、可靠性逐渐凸显，在电路系统的设计和开发时有很多问题需要进行规避，以达到“0”故障率，但要达到此目标，负极浪涌防护是必不可少的。
作者：董超 蔡交华 单位：奇瑞商用车有限公司
汽车电子电路负极浪涌防护措施 来源：网络整理
免责声明：本文仅限学习分享，如产生版权问题，请联系我们及时删除。
《
汽车电子电路负极浪涌防护措施》
由：
76范文网互联网用户整理提供,链接地址：
http://m.yuan0.cn/a/108017.html
免责声明：本文仅限学习分享，如产生版权问题，请联系我们及时删除。