汽车12V和24V电池电源电路输入保护方案

【导读】汽车电池电源线路在运行系统时容易出现瞬变。所需的典型保护包括过压、过载、反极性和跨接启动。在汽车 的生命周期中，交流发电机可能会被更换为非OEM 部件。售后市场上的交流发电机可能具有不同的负载突降(LOAD DUMP)保护或没有负载突降保护，这可能导致损坏电子控制单元 (ECU)。前装产品在设计初期要充分考虑测试需求，保证充分余量。

保护需求

雷卯本文主要讨论电源口的保护需求，一般包括了• 过压保护• 过载保护 • 瞬态抑制 • 反极性保护 •在未抑制负载突降脉冲期间实现A类运行, 符合 ISO 7637-2、ISO 16750-2 的要求。

一般来说电源口电磁兼容EMC遵循的标准如下：

1.ISO7637-2 包括很多波形

2.ISO1650-2 包括波形A 和波形B

3.LV124标准 包括众多汽车主机厂的自己标准，比如VW80000和宝马，奔驰，保时捷自己的体系标准

4.JASO A-1 日本体系的测试标准

5.SAEJ1113-11 美国汽车工业协会的测试标准。

虽说各个标准数据各不一样，但是总体来说波形差不多，只是每家的电压，电阻，波形长度各有各自的说法。所以在前期设计时要明确测试标准非常重要。

ISO 7637的标准名为“道路车辆-传导和耦合引起的电干扰”，第二部分特别是“仅沿供电线的电瞬态传导”。该标准定义了一个测试程序，包括测试脉冲的描述，以测试电气子系统对瞬态的敏感性，这可能对其操作造成潜在的损害。每个脉冲都被建模来模拟一个瞬态，理解为汽车发生的真实电压波动。本文设计主要用于反向极性保护和瞬态保护，主要放置在电池旁边。

ISO 16750的标准名为“道路车辆——电气和电子设备的环境条件和测试”，第二部分特别是“电气负载”。考虑这个标准的一个简单方法是，它本质上定义了一系列的“供电电压质量”事件——电池供电电压在各种条件下的变化。在大多数情况下，这些条件对电气子系统无害，但会影响其运行状态。

本标准中的测试旨在查看子系统在这些事件之前、期间和之后的行为。很多车厂要求测试需达到A级的状态，即测试过程中不发生任何异常数据。

雷卯方案

此电路包含了三项保护 包括过压，过流，反电压的测试。

以下是三颗器件的上海雷卯选型原则，根据客户测试指标各异您可以稍作调整。

PTC 过流保护作用，需考虑工作电流和耐压值，还要考虑温度因素，雷卯推荐12V系统采用耐压24V的产品，24V系统需采用耐压值33V的PTC，如果测试抛负载数据严格，建议采用插件的PTC，比如HL60-300产品。

防反接二极管设计位置也有不同意见，如果测试浪涌严格也建议放在TVS的后端，避免测试时冲击电流过大而损坏。一般此处电流小选择肖特基二极管，可以采用雷卯的超低压降系列肖特基。SS34LVFA  或SS56C等产品。

防浪涌二极管TVS，主要用于防护各种过压波形和抛负载冲击，此处选择范围较大，一般推荐选用SM8S24CA或SM8S36CA。

市面上有很多也叫此型号的产品，一定要保证能通过测试，上海雷卯的目前可以保证通过0.5欧的12V系统和3欧的24V系统。我们有电磁兼容实验室，也欢迎需要的工程师申请免费测试。

   值得注意的是TVS电压越低，箝位电压越低，越能保护后端的DC-DC芯片，所以后端电源芯片的选择也需提前规划，如果选用耐压60V的电源芯片，会容易通过测试。

审核编辑：汤梓红