4.高壓直流側(cè)過電流保護：有助于消除由于 OCB 或電池組中的故障或交通事故等外部事件造成的短路危險。
 
5.高壓直流側(cè)過電壓保護：可以清除由開關(guān)（熱插拔）或其他汽車其他引起的過電壓瞬變。
 
6.CAN 總線-ESD 和瞬變保護。OBC 通過 CAN 總線與BMS 等其他系統(tǒng)進行通信。在密集封裝的環(huán)境下，CAN 線路經(jīng)常會受到 ESD（例如在裝配和維護過程中）的過電壓應(yīng)力和由其他汽車系統(tǒng)通過感應(yīng)耦合或傳導耦合引起的瞬變的影響。

ISO 10605 和靜電放電（ESD）保護
該國際標準是針對道路車輛的，它規(guī)定了評估電子模塊的各種 ESD 測試方法。這些模塊包括信息娛樂和互連解決方案、GPS 接收器到電池和充電系統(tǒng)的控制模塊等等。以上每一個例子中的共同點是都需要連接，因為它們將與系統(tǒng)處理器通信并受其控制。通常情況下，控制總線是 CAN 或 LIN 總線，而市場已經(jīng)開始探索速度更快的總線，包括以太網(wǎng)和對汽車更為專用的 BroadR Reach。在可靠性方面，這些數(shù)據(jù)總線雖然提供了通信路徑，同時也成為 ESD 等電氣瞬變的侵入途徑。
 
在消費電子和工業(yè)市場中，最常引用的 ESD 標準是 IEC 61000-4-2。它為行業(yè)提供了應(yīng)該使用的ESD瞬變波形的指導準則，以及測試方法。關(guān)鍵是要在已完成的產(chǎn)品和系統(tǒng)（成品）上進行測試。這意味著智能手機、平板電腦或筆記本電腦應(yīng)是完全組裝好的，并且可以在所有電源輸入和數(shù)據(jù)端口插上相應(yīng)的電纜。然后在系統(tǒng)的機箱、連接器和電纜上完成 ESD 測試。在汽車市場中，這類似于使用 ESD “槍”將完全組裝的車輛的各個表面周圍全部掃一遍。
 
但是，情況不止于此。為了確保最高的可靠性，ISO 10605 規(guī)定，每個系統(tǒng)必須在車輛中安裝之前以單獨和完整的形式進行測試。簡而言之，確保整個車輛的 ESD 保護可靠性的最佳方法是首先確保每個構(gòu)件（電氣/電子子系統(tǒng)）能夠承受反復(fù)的 ESD 瞬變。這樣做是為了確保模塊能夠應(yīng)對由裝配過程、維修技術(shù)人員或車輛乘員引起的電氣干擾。
 
在完全組裝的車輛中，在駕駛員、乘員、組裝人員和維修技術(shù)人員將與車輛接觸到的部位也要進行測試。通過增加這些模塊級測試要求，ISO 10605 將 IEC 61000-4-2 標準提升到一個新的水平。此外，它要求制造商以比 IEC 標準更高的電壓和電流水平來測試電子模塊，以反映汽車的更嚴苛和惡劣的電氣環(huán)境。這意味著車輛中每一層電子設(shè)備都需要最堅固的電路保護，以抵御汽車常見的惡劣的 ESD 瞬變。
 
AEC-Q101 – 元件級質(zhì)量標準
對可靠性和質(zhì)量的需求在車輛和模塊級上不會止步。這種需求也延伸至元件級。為了符合應(yīng)用的要求，AEC-Q101 規(guī)定了在這些應(yīng)用中使用的分立半導體解決方案的質(zhì)量要求。專門針對電路 ESD 保護的分立和陣列解決方案也必須符合 AEC-Q101 標準的要求。
 
該標準描述了一系列確保汽車環(huán)境中基于半導體的元件的長期可靠性的合格性測試。對于采用 TVS 二極管或 TVS 二極管陣列等 ESD 保護器件的汽車制造商，這些器件需符合 AEC-Q101 標準的要求。
 
ISO 10605 標準關(guān)注的是電氣危害，而 AEC-Q101 是一份環(huán)境標準。對于被認為符合 AEC-Q101 標準的元件，它們必須能夠承受以熱沖擊和溫度循環(huán)、高濕度和極端溫度為特征的惡劣的汽車環(huán)境。因此，該標準確保了在汽車中安裝之后，元件不會因為任何本質(zhì)缺陷而發(fā)生故障。
 
AEC-Q200 – 元件級質(zhì)量標準
正如半導體器件需要滿足汽車應(yīng)用中最低的質(zhì)量要求，無源器件也需要達到類似的質(zhì)量標準要求。在這種情況下，ESD 解決方案有多層壓敏電阻和基于聚合物的 ESD 器件。這些技術(shù)的應(yīng)用包括針對低速電路（如CAN 和 LIN）的 MLV，和針對高速電路（如以太網(wǎng)和 BroadR Reach）的高分子聚合物 ESD 器件。
 
傳動系電路需要保護
汽車中的每個電路都容易受到浪涌和瞬變的損害。無論元件或電路的所在位置在哪，都會受到惡劣條件和溫度的影響。以下列出了一些需要保護的最常見的汽車電路：
 
·傳統(tǒng)通信總線 - 控制局域網(wǎng)（CAN）和本地互連網(wǎng)（LIN）：它們是最流行的的通信總線標準，覆蓋汽車中 50% 至 75% 的電路。它們已有多年的應(yīng)用歷史，因其可靠性而廣受歡迎。
 
oCAN 總線允許微控制器和器件在車內(nèi)進行通信，無需使用主機。它是專為汽車應(yīng)用設(shè)計的基于消息的協(xié)議。CAN 系統(tǒng)能夠處理從動力轉(zhuǎn)向到發(fā)動機微控制器和變速器之間等一切通信。
 
oLIN 總線是一種經(jīng)濟有效的串行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，用于車內(nèi)組件之間的通信。它通常用于處理簡單的電機功能，如電動座椅和切換巡航控制等。
 
o由于在汽車中幾乎無處不在，這些總線在模塊安裝期間以及車輛的運行和維護期間都將會受到 ESD 的影響。它們很容易暴露于可能導致 CAN 或 LIN 收發(fā)器故障的瞬變。
 
下圖所示的是 CAN 和 LIN 總線的典型 ESD 保護方案。由于 CAN 總線是雙通道電路，最常見的解決方案是采用一個雙通道二極管陣列。LIN 總線為單通道，因此它的 ESD 解決方案采用的是分立 ESD 二極管或多層壓敏電阻。


高速數(shù)字總線 - 以太網(wǎng)，BroadR Reach 端口：以太網(wǎng)歷來被用于在路由器、交換機和訪問硬件之間提供連接的遠程通信系統(tǒng)。它是一種久經(jīng)驗證的非常可靠的解決方案。近年來，一直有提高 CAN 和 LIN 等現(xiàn)有總線的速度的需求。以太網(wǎng)最初是用于 1Mbps 版本；這顯著提升了 CAN 總線的性能，目前大約達到了 100Mbps。同樣，汽車專用的 BroadR Reach 旨在提供 100Mbps 的處理能力，且可能會因其更為簡單的雙線配置而被選擇使用。而以太網(wǎng)需要使用四線。
 
·更多的控制器模塊的增加以及對簡化車輛中的通信網(wǎng)絡(luò)（也可以減少電纜的數(shù)量，從而降低總重量）的希望推動了對更大帶寬的需求。無論選擇哪種通信方案，雙通道和四通道低電容 ESD 陣列都可以用來提供所需的保護。
 
作為電氣瞬變來源的交流發(fā)電機
現(xiàn)代汽車設(shè)計需要大量的電能。許多電子應(yīng)用（信息娛樂、導航、ADAS、電源控制等）都與電池連接，并最終連接至交流發(fā)電機。交流發(fā)電機需要將角動量轉(zhuǎn)換為電能，但它也是電氣瞬變的來源 - 其中最不利的是負載突降。當交流發(fā)電機正在發(fā)電且其他電氣和電子負載保持連接至電池電路的同時，正在充電的電池被斷開時，就會發(fā)生這種情況。如果不加以處理，電尖峰脈沖和瞬變將在整個電源電路中傳播，從而導致有源電子元件和傳感器中的電應(yīng)力過大。這種過應(yīng)力會導致汽車電子系統(tǒng)中的元器件部分或永久性損壞。因此，諸如負載突降等瞬變會威脅到車輛的安全性和可靠性。
 
ISO 7637-2 和 ISO 16750-2：電源電路上的電壓瞬變:
在歷史上，ISO 7673 被用作在汽車的電源電路上發(fā)現(xiàn)的電壓瞬變的參考文獻。它們的定義非常明確：是由電動負載的各種切換（電機和電感負載）和意外斷開所造成的。這三種脈沖有相似性：
 
·脈沖 1：表示電感負載（例如電機）與電源意外斷開連接，存儲的電荷被轉(zhuǎn)儲到電源電路的情況。
 
·脈沖 2a 和 2b：表示“受害”電路并聯(lián)的負載電流突然斷開，以及直流電機在點火關(guān)閉后所產(chǎn)生的電壓瞬變。
 
·脈沖 3a 和 3b：表示由開關(guān)元器件產(chǎn)生的電壓瞬變或“脈沖群” - 類似于工業(yè)應(yīng)用中的電快速瞬變。
 
·脈沖 5a：是兩個標準之間存在差異的地方。這種脈沖代表的是車輛中（例如混合動力電動汽車 ）有 交流發(fā)電機且在電池充電時電池引線斷開的情況。這會導致大量的能量被釋放（傾注）到電源電路中。脈沖的持續(xù)時間在 40ms 到 400ms 之間，電壓和交流發(fā)電機電阻值由最終用戶確定。
 
o兩個標準之間最重要的區(qū)別在于電氣系統(tǒng)將承受的這些負載突降脈沖的次數(shù)。對于 ISO 7673-2，只需要對系統(tǒng)脈沖一次。對于 ISO 16750-2，要求更為嚴格，需要 10 次脈沖（每次脈沖間隔 1 分鐘）。這會影響到保護方案，因為轉(zhuǎn)而采用 ISO 16750-2 將會增加保護元件上電應(yīng)力的次數(shù)。
 
適當?shù)那袚Q事件和負載突降保護的注意事項
電路保護器件，包括瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管和壓敏電阻，是保護敏感電子設(shè)備免受上面描述的電壓和電流瞬變的影響的最有效方法。選擇 TVS 二極管是因為它們是具有快速響應(yīng)時間（低鉗位電壓）和低泄漏電流的硅雪崩器件，還因為它們沒有損耗因數(shù)。壓敏電阻通常被用作瞬變浪涌保護的一線解決方案。具體的例子包括保護車內(nèi)電子設(shè)備的超小型表面貼裝多層壓敏電阻（MLV）以及保護更接近于交流發(fā)電機本身的電源電路的金屬氧化物壓敏電阻（MOV）。
 
二極管應(yīng)符合 AEC-Q101 標準要求；壓敏電阻應(yīng)符合 AEC-Q200 標準要求
正如上文所討論的 ESD 保護解決方案，汽車電子協(xié)會（AEC）元器件技術(shù)委員會制定了嚴格的指導準則，制造商在設(shè)計、生產(chǎn)和測試在汽車中使用的元器件時必須遵守。在汽車工業(yè)中使用的保護器件必須承受瞬變、機械和熱環(huán)境，還要鉗位至夠低的電壓以保護集成電路。在為汽車應(yīng)用選擇合適的 TVS 二極管時，設(shè)計工程師應(yīng)該尋找能夠提供適合汽車應(yīng)用的峰值脈沖功率耗散額定值的產(chǎn)品。典型的額定值范圍為：從 200W 到 3000W（10/1000μs）（僅經(jīng)歷最小的瞬態(tài)能量（脈沖 1、2 和 3）的電路）， 2200W（必須經(jīng)受未鉗位負載突降（脈沖 5a）和其他瞬態(tài)電壓事件的電路）。
 
針對交流發(fā)電機瞬變的保護，替代的電路保護解決方案會用到 MOV。為了保護敏感的電子設(shè)備免受因負載突降事件引起的電壓瞬變的影響，所選擇的 MOV 需要提供高達 5KA（8/20μs 脈沖）的高峰值浪涌電流額定值，以及可靠性的能量吸收能力。工程師應(yīng)只選擇和信賴符合行業(yè)標準 AEC-Q200（表 10）、ISO 7637-2 以及 ISO 16750-2 要求的 MOV 器件。