中心议题：
- 汽车环境中的电气危害及其传播
- 汽车数据线和电源线的应用及?；?/strong>
- 数据线的轨对轨?；そ饩龇桨?/strong>
- 瞬变电压抑制器（TVS）保护电源线
今天，汽车电子设备在整车中所占的比例相当大。这些电子?？樗淙晃涤没Т戳耸媸市院桶踩?，但与此同时，从汽车环境中电子?？榈目煽啃岳捶治?，也产生了一些不容忽视的问题。
因为电子?？槎缘绱鸥扇?EMI)、静电放电(ESD)和其它电气干扰(汽车本身是这些危害的源头)十分敏感，所以在汽车环境中使用电子模块时必须慎重考虑。针对当前汽车常见的电气危害，国际标准化组织出台了多套电气保护标准。汽车制造商和供应商必须考虑这些标准，而只有在电子?？橹性黾颖；ぴ骷?，才能履行这些标准所规定的主要责任。例如，车载电子?？楸匦氤惺芸笽SO7637-2和ISO10605两大国际标准规定的电磁干扰和ESD瞬变电压。
汽车环境中的电气危害
汽车环境本身包括很多电气危害的源头，汽车的各种零部件，如点火开关、继电器触点、交流发电机、燃油喷射器等，都会产生电磁干扰、静电放电等电气干扰。传导性危害直接出现在线束内；辐射性危害则直接影响电子?？?。这些由汽车环境产生的电气危害将会在两个方面影响电子模块：数据线和电源线。
电气危害的传播
在汽车环境内产生的瞬变事件可能从低能量级到高能量级变化，也可能从高能量级到低能量级变化，同时伴随着极高的电压斜率dV/dt。有关这些电气危害的主要标准是ISO7637-2和ISO10605，有时还会参照IEC61000-4-2标准，因为某些厂商在ISO10605标准发布前一直使用ESD标准。
ISO7637-2是与电源线应用相关的标准；ISO10605 (某些厂商使用IEC61000-4-2)是关于所有的电子?？榈呐浼绲缥患?、液晶显示屏、按钮和数据线连接器的标准。
图1简要描述了ISO7637-2和汽车电源线上的主要电涌。
数据线和电源线应用
数据线和电源线的限制因素不同。数据线应用通常有低线路电容的限制，这是高速数据线功能所要求的，同时，数据线还要求高ESD?；ば阅?。因此，选择一个低电容和高ESD防护性能都兼顾的?；さ缏繁冉侠?。
另一方面，虽然电源线应用不需要低电容，但是，因为ISO7637-2标准施加各种脉冲，找到最适合的保护元器件也非易事。例如，甩负载电涌与继电器开关产生的瞬变事件就要使用不同的?；ぴ骷?/p>
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数据线?；?br />
以汽车音响设备的USB配件为例来探讨一下USB的?；?。USB接口的触点部分可能受到ESD瞬变事件的影响，因此，USB数据必须使用一个专用的?；ぴ骷Ｒ蛭猆SB数据线的数据传输速率通常很高(480Mb/s)，为了不降低正常工作信号的强度，就必须使用一个低电容的?；ぴ骷?，同时由它来抑制±25kV ESD的ESD电涌(ISO10605)。使用图2的拓扑可以在低电容与高效ESD抑制能力之间找到平衡点。
这个办法的实质是在USB接口附近连接一个保护元器件。它由几支采用轨对轨结构的二极管组成，本身具有低电容的特性。内部钳位器件为两条数据线提供±25kV ESD (ISO10605)保护功能，以及为Vbus电源线提供保护功能。
假设轨对轨?；て骷刻跸叩牡缛菸?.5pF，预测这个?；ね仄说钠迪烊缤?所示。
图3中截止频率大约为5GHz，远离USB 480Mb/s收发器的正常工作频率，因此，USB收发器可以安全工作。
还有一种方法可以检查这个轨对轨?；ぴ骷訳SB协议正常工作模式的影响，就是通过图4的眼图响应来分析信号数据位的完整性。
从图4中不难看出，USB2.0信号的完整性没有受到太大影响，因此它的传输是安全的。
轨对轨保护解决方案的另一个优点是在插接外部配件时（例如汽车音响系统），能够抑制发生在外部接口上的ESD电涌。
如果继续使用这个2.5pF内部电容的轨对轨保护元器件，假设内部钳位电压(Vbr击穿电压)为6V，则可以预测空气放电响应ESD ±25kV ISO10605 (150pF/330)。当施加+25kV的ESD电涌时，?？榈缱硬嗟氖Ｓ喙勾笤嘉?35V；当施加-25kV的ESD电涌时，模块电子侧的剩余过压大约为30V。
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电源线?；?br />
车载?？榈牡缭聪弑；な窃谄祷肪持行枰刈⒌牧硪桓鑫侍?，这个问题涉及ISO7637-2标准。例如，为满足ISO7637-2标准，特别是图1中的1、2、3a和3b的脉冲要求，只使用一个瞬变电压抑制器(TVS)即可有效?；こ翟啬？?。
电源线?；ね仄巳缤?所示。
当承受图1中的1、2、3a和3b的脉冲时，该?；さ缏返奶匦匀缤?、图7、图8、图9和图10所示。
我们要解决的问题是根据所要消除的电涌来确定?；ぴ骷牟问?。以图8中的ISO7637-2 脉冲2为例，不难看出，抑制器上的钳制电压大约是30V，峰值脉冲电流 (Ip)大约是12A，在Ip/2点测得电流脉冲时长(tp)是4μs。因此，可判定TVS必须消耗360W的最大脉冲功率(Pp) 。所有这些Pp、Ip和tp值是有用的，因为它们可以帮助比较TVS数据表中的峰值脉冲功率对指数脉冲时长的曲线，以确保TVS在应用的限制范围内。
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结论
以SMAJ24A为例，从产品数据表摘取这些参数与图11的曲线进行比较，发现SMAJ24A符合ISO7637-2脉冲2测试的要求，可承受长达1.2ms的360 W指数脉冲，这个数值远远高于ISO7637-2脉冲2电涌强制的4μs时长。
汽车环境是电气危害的主要源头，电子设备越来越容易受到干扰，所以在设计电子?？槭保匦肷髦乜悸堑缙：?。为了确保电子?？楹拖低车陌踩阑て的诓坎母髦值缙：?，使用?；ぴ骷晌艘恢殖Ｓ玫姆椒ā?/p>
