布景常识
跟着新特征的引进和对已有特征的改进和进步，轿车体系年复一年不断趋向老练。每一项特征设备有必要获取电源，遭到维护并衔接到整个轿车体系内各自的接口。直流-直流转化器必不可少，以便将12V 的轿车电池主电源转化为巨细不同的电压，满意这些特征设备的作业需求。直流-直流转化器用于向混合动力或电动轿车的大负荷功用供应电源，也用于各类轿车的照明、显现、资讯文娱和其他电子设备的电源供应。获取电源并作业时，轿车电子设备将面对各种瞬态事情，所以有必要饱尝测验，保证契合包含ISO 7637在内的各类规范。在维护到位的情况下，电子设备可以与运用各种规范接口的体系衔接，CANbus便是这类接口之一。保证这些接口的体系牢靠性很重要，这涉及到电磁兼容性(EMC) 和共模杂讯(CMN) 问题。对体系的维护有必要在一切接口都已到位后再次进行检查，以便保证满意的阻隔和维护。
最终，有必要考虑静电放电(ESD) 要素，由于电子设备将面对静电放电事情，这些事情早已在电路安装时开端，并将继续到轿车寿数完毕。经过在直流- 直流转化器设置电阻器和磁件，针对瞬态维护选用聚合物正温度系数(PPTC) 设备，将共模轭流圈和片式压敏电阻器使用于电磁兼容性和各接口，以及选用多层片式压敏变阻器和钳位设备处理于静电放电问题，即可完成有用且牢靠的电路维护。本白皮书将描绘轿车环境中各元件的电源、瞬态和静电放电要求，还将介绍现已找到的有用维护轿车电子设备的各种技能和产品系列。
严厉的轿车体系要求
在包含引擎控制器、安全、底盘控制器、毛病诊断、资讯文娱等等在内的很多体系中，电子设备正在代替机械耦合。每一件电子分总成(ESA) 经由比如CAN（即控制器局域网）、Flexray（车载网络规范）及以太网等一系列网络接口衔接到体系或许其他电子分总成，因而面对其他电子分总成形成的搅扰或其他牢靠性问题。鉴于或许性的巨细，表面上看简直没有什么共性，但放下其功用，一切电子设备都有必要从仅有的轿车电池获得电源，并且有必要在轿车的整个生命期内饱尝清晰的测验、浪涌和功能要求的检测。在健全的电源转化规划的基础上，电路维护也必不可少，以便保证电子设备免受外来浪涌、体系内其他电子设备或与人类互动的影响。规划一个安稳牢靠的体系，着手点是了解转化、接口和要挟的有关要求和规则。接下来是挑选满意要求的、契合或许高于轿车体系中每一部件功能和维护规范的元件。
坚持电源电压水平安稳
直流- 直流转化器在电子范畴用于电压水平之间的转化以及供应安稳且准确的电源。在一辆靠12V 电池作业的车内，标称电压为14 V。一些资讯文娱电路需求将电压下降至5 V或3.3 V。相反，发光二极管(LED) 灯串需求将电压提高到60 V，用于混合动力或全电力轿车等的永磁直流电机则具有几百伏特的更大负载。出于这些转化的需求，供电电路一般将设有一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、电感器(L)、电阻器(R) 和电容器(C)。一个开关可以代表该金属氧化物半导体场效应晶体管，如图1 所示。在这个电路中，与金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)电容相结合的线路寄生电感会搅扰电路的正常作业。有必要挑选或刺进若干元件，以便将该搅扰的危险最小化，并且保持转化器和体系的安稳作业，不管转化器的规划是提高或是下降向负载供应的电压。
轿车电子设备的瞬态事情维护备受重视。人们充分认识对轿车电子设备形成要挟的各类瞬态浪涌，并且依据事情的类型经过ISO 7637 规范作出区分。这些事情或许继续数秒，还发生数百安培的电流。表1 详列了ISO 7637 测验规则，表中Ri 指电压发生器的内部电阻。每一件电子分总成(ESA) 有必要以经过ISO 7637 测验的规范进行规划。规划者需求经过增设元件约束浪涌或电压钳位的办法满意必需的维护等级。
以独立的单元供应满意的维护是向轿车体系引进电子分总成(ESA) 的起点。一旦经过接口衔接到体系，电子分总成有或许促进网络电压升高。例如，衔接到控制器局域网总线(CANbus) 的大部分电子分总成将含有一个共模感应器，用于约束通讯总线上剩余的高频杂讯，改进收发设备对电磁兼容性(EMC) 的免疫力，并且削减电磁搅扰。在这些优点的基础上，共模感应器还能在控制器局域网总线(CANbus) 收发设备的两头诱发高电压，正如在ISO 7637 测验1 中断开供电时所见。该电压因而应遭到来自比如轿车变阻器等按捺器的钳位效果，使电子分总成得到维护，免受过压条件或许导致的损坏。
所选用的感应器的中心、导线和构造类型以及电流的巨细将影响电子分总成的电磁放射，而放射的水平有必要契合轿车制造商指定的准则。有时候，这些准则或许比国际上的EN55022 Class B 规则更为严厉，后者规则的排放水平是0 – 230 MHz 频率规模对应30dB (mV/m)，230 MHz – 1 GHz 对应37 dB (mV/m)。
针对静电放电事情的维护
最终，轿车电子设备有必要遭到维护，免受静电放电(ESD) 的损坏。在出于资讯文娱需求而选用通用串行总线(USB) 的一起，静电放电事情的危险增加了。静电放电脉冲的电流和电压浪涌所形成的毛病分为以下三种：1，由电路或其操作软件主动更正的暂时过错；2，需求操作员介入来康复正常操作的暂时过错；以及3，需求部分修补或完全替换的永久损坏。
出于遵守瞬态维护的需求，轿车工业运用一套了解的规范制定静电放电维护准则。表2展现针对人体模型(HBM) 的电流- 时刻曲线和静电浪涌。它模拟了操作安装线时能量经过与人体触摸向人体传达。在测验方面，浪涌发生器能再现人体模型曲线，办法是把一个电压源衔接到一个1.5 kΩ 的电阻器和100 pF 的电容器上，如图2 所示。这些测验将协助规划者在规划时恰当考虑电压按捺，例如选用Bourns. ChipGuard. 的片式压敏变阻器。
电源中的电阻器
第一件刺进电源用于维护的元件是电阻器。假如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)被接通，电容器两头的电压被诱发：V – V * cos(ωt)，其间
。该正弦波的峰值振幅是电源电压的两倍，金属氧化物半导体场效应晶体管或许因而损坏。增设一个电阻器R与该晶体管串联，以便按捺这些振动并维护该晶体管。电阻器的类型挑选取决于转化器的输出功率。电阻器对某个规划的适用功可以由多个要素决议。首要，它的均匀功耗的核算可以依照方程：Pav = Ppk* D，其间
，Tpulse是浪涌的脉冲长度，而Tperiod是浪涌之间的时刻。电阻器和电路板总的热阻核算公式：Rth = Rth(电阻器)+ Rth(电路板)。电路的温升核算公式：ΔT = Pav*Rth。最终，电阻器可以处理的能量焦耳-浪涌时刻的图表。浪涌中的能量核算是将浪涌的峰值功率乘以浪涌继续时刻，再乘以浪涌对矩形脉冲的相对面积。 Bourns的固定电阻器产品组合包含契合AEC-Q200规范的PWR系列各式封装的功率电阻。这些厚膜无感电阻器与背板之间电绝缘，且其额定功率可高达50 W。Bourns®的PWR163及PWR263类型具有低电感的特性，是抱负的高频使用挑选，并且它们特殊的脉冲特性支撑电流约束或%&&&&&%器放电使用。Bourns®4816P类型SO%&&&&&%电阻器网络供应阻隔、总线、和规范终端等挑选，公役低至0.5 %。
