[实用新型]车载24V系统抛负载瞬态过压保护电路

说明书

本实用新型公开了一种车载24V系统抛负载瞬态过压保护电路，包括控制电路和电压抑制电路。所述电压抑制电路中的瞬态电压抑二极管Q2为低钳位电压标称值；控制电路根据电子设备电源输入端口的电压控制电压抑制电路的工作状态，在电子设备的正常工作电压范围内时，所述的电压抑制电路不工作，其吸收的电流可以忽略不计；在抛负载瞬态过压时，所述的电压抑制电路处于工作状态，对抛负载瞬态过压进行抑制。由于选择的瞬态电压抑制器件是低钳位电压标称值低的，所以在相同的测试条件下，电子设备电源输入端口的最大输入电压值较低。可以确保在抛负载瞬态过压时，电子设备的最大输入电源电压小于电子设备内部受保护器件器件的额定电压。

技术领域

本实用新型涉及汽车电子控制单元硬件设计技术领域，尤其是车载24V系统抛负载瞬态过压保护电路。

背景技术

汽车电子产品，例如电子控制单元、信息娱乐系统都是接到一个电源上的，这些电子产品的电源是车载电池或是发电机，由于汽车上的工作环境比较复杂，会受到温度、工况等条件的影响，电池或发电机的输出电压出现会波动。此外，使用电机、电磁阀、燃油喷射等负载的汽车系统会把尖峰噪声和几种瞬态浪涌电压引入到电源线或信号中。在车辆供电环境中的瞬态过压现象中，对电子设备危害最大的就是抛负载瞬态过压现象。

由于汽车电子电气系统中的抛负载瞬态电压现象电压值较高，尤其是24V系统的电子设备，如果没有在电子设备的电源入口对抛负载瞬态过压进行抑制，很可能造成电子设备损坏。

目前大部分电子设备都是通过一个瞬态电压抑制器件(TVS)进行抛负载等工况下瞬态过压抑制的。但是在24V系统电子设备中，出于成本等因素的约束，会应用一些额定电压值为40V左右的器件，例如H桥驱动芯片MC33887，其额定电压为40V。根据测试标准ISO-16750-2中关于模拟车辆抛负载工况的测试标准，抛负载瞬态过压保护电路原理框图测和试波形如图1和图2所示，选取测试波形的参数如下：

测试波形峰值电压Us：202V

发电机内阻Ri：6Ω

持续时间td：200ms

上升时间tr：＝10ms

对于24V系统的汽车电子设备，一般要求其工作电压范围是16～32V，即电子设备的最大工作电压为32V。在车载电子设备的电源输入端口通常选择瞬态抑制器件对电子设备电源输入端口的瞬态过压进行抑制，达到保护电子设备内部器件的目的。为保证在电子设备在正常工作电压范围内，瞬态抑制器件吸收的电流可以忽略不计，要求瞬态抑制器件的最大反向工作电压要大于等于电子设备的最大工作电压；并要求瞬态抑制器件的最大钳位电压要低于被保护电路所允许的最大安全电压(电子设备内部器件的额定电压)。

这里，以车载24V系统常用的瞬态抑制器件SM8S33A为例，其最大反向工作电压为36.7V，满足瞬态抑制器件的最大反向工作电压大于等于电子设备的最大工作电压的要求。在上述测试条件下，测量瞬态电压抑制器件的最大钳位电压为48V左右，即电子设备的电源输入端口的最大输入电源电压为48V左右，这就要求电子设备内部受保护器件的额定电压要大于48V，才能确保在抛负载瞬态过压后电子设备无故障。如果电子设备内部选用额定电压为40V的器件,例如MC33887、MC33186等额定电压为40V的器件，在抛负载瞬态过压时，电子设备的电源输入端口电压已经超过电子设备内部受保护器件的额定电压，将导致受保护的器件损坏。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种车载24V系统抛负载瞬态过压保护电路，确保在电子设备的正常工作电压范围内时，保护电路吸收的电流可以忽略不计；在抛负载瞬态过压时，电子设备的最大输入电源电压小于电子设备内部受保护器件的额定电压，确保抛负载瞬态过压后，电子设备无任何故障。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种车载24V系统抛负载瞬态过压保护电路，其包括控制电路和电压抑制电路；