电动车ESD/EOS防护关键布局方案应用

amazingic晶焱科技提供电动车esd/eos防护关键布局方案应用由授权一级代理分销koyuelec光与电子0755-82574660,82542001提供技术方案应用。
燃油车朝电动车转型的脚步
自2005年以来,各国已相继公告禁售燃油车政策,希望达成改善空气污染以及减缓全球暖化等目的。例如: 欧盟部分[1]: 2023年2月14日欧洲议会通过法案,要求最晚从2035年起在欧盟境内禁止贩卖汽柴油新车。美国部分[2]: 美国加州主管机关表决通过从 2035年起禁售燃油车的计划,其他十六个州拟跟进。以上案例直接或间接的加速了燃油车朝电动车转型的脚步。
相比燃油车,电动车和其相关设备新增的系统
主要会新增下列几种系统 (如fig. 1所示),这些系统万一受到 esd/eos的能量冲击,将导致设备的不稳定或是故障隐患。有鉴于此,晶焱科技有针对电动车相关的通信介面设计和推出esd/eos防护的tvs元件,可参考以下整理。
1. traction inverter (牵引马达逆变器)
牵引马达逆变器是驱动电动车移动马达的dc to ac车载电源系统。牵引马达逆变器通信接口的tvs保护元件如下所示:
● can bus: az9424-02s     
● ethernet: az9515-02f, az9565-01f, az9400-02s, az9400-01f, az5515-02f, az5325-01f
2. obc (on-board charger 车载充电器)
车载充电器的功能是提供电动车充电的ac to dc车载电源设备,通常须搭配交流充电桩作为输出来进行充电。车载充电器通信接口的tvs保护元件如下所示:
● can bus: az9424-02s
3. ac charging station  (交流充电桩)
交流充电桩是一种设计适用于住宅环境或公共环境使用的充电桩,相较于直流充电桩,交流充电桩的输出功率通常较小, 电动车充电速度较慢。交流充电桩通信接口的tvs保护元件如下所示:
● ethernet: az9515-02f, az9565-01f, az9400-02s, az9400-01f, az5515-02f, az5325-01f
● i2c: az9515-02f, az5525-01f, az5015-01f     
● wi-fi: az9565-01f, az9568-01f, az5325-01f, az5323-01f
4. dc charging station (直流充电桩)
直流充电桩是一种设计偏向给公共环境使用的充电桩,相较于交流充电桩,直流充电桩的输出功率通常较大,电动车充电速度较快。直流充电桩通信接口的tvs保护元件如下所示:
● can bus: az9424-02s     
● ethernet: az9515-02f, az9565-01f, az9400-02s, az9400-01f, az5515-02f, az5325-01f 
● i2c: az9515-02f, az5525-01f, az5015-01f     
● rs-485: az9812-01f, az4212-01g, az4212-01f     
● wi-fi: az9565-01f, az9568-01f, az5325-01f, az5323-01f
以can bus为例,can bus为目前汽车主要的通信接口总线,汽车的ecu (electronic control unit) 节点会透过can bus的canh和canl两条信号线与总线其他ecu节点通信以交换各节点的信息或是读取节点中sensor的数据。根据iso 11898-2的标准,classical can 最高传输速度可达1mbps,对于classical can,晶焱科技的tvs az9424-02s可满足1mbps的通信速度以外也符合sae j2962™-2之中对于tvs元件性能的optional b等级需求 (sae j2962™-2 中的 parameters for tvs component performance, az9424-02s皆符合其optional b要求的cmax, vrm, vbr, directionality, tlp vcl & esdmax规格规范)。在esd耐受度上可超过iec 61000-4-2标准的±30kv (air/contact) 水平,此外其也拥有极低的钳制电压 (clamping voltage) 可使esd的能量被钳制在低电压,以防止can transceiver ic受到esd干扰而不稳定或是损坏。实测在iec 61000-4-2标准8kv (对应tlp电流16a) 的esd冲击下,可以将esd电压钳制在约31v的低电压水平,以保护can transceiver ic。再者,晶焱科技的az9424-02s是以一颗料件可同时防护canh以及canl总线的双通道集成方案 (如fig. 2所示),相较于canh以及canl分别设计单通道防护元件的方案,只使用一颗双通道集成方案可能减少pcb摆放空间及smt打件成本。
晶焱科技的tvs能提供优秀的esd/eos防护性能,并且车规品可满足aec-q101的可靠度测试规范,若有esd/eos防护相关需求,欢迎洽询。
application p/n reverse
stand-off voltage package capacitance
(typ.) esd clamping at 16a
(typ.) ipp
(8/20μs) aec-q101
can bus az9424-02s 24v sot23-3l 38pf 31v 6a qualified


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