42 V电源网络的反向极性保护
12 V电源系统中的极性反向规范习惯上通常允许在25℃条件下1分钟以内为–2 V,而常用解决方案在汽车中每个电子单元的电源输入线上使用一个整流器,以降低电流损耗,。
极性保护二极管规范是由负载电流和输入电压确定的,通常使用400 V级别的标准恢复整流器,因为ISO 7637-2 test pulse 3a的–12 V电源系统为-150 V,而ISO 7637-2 pulse 1的24 V系统为-600 V整流器。
在改进的技术或中型混合动力汽车中采用了许多大电流应用,如停车时无喷射的发动机驱动引擎,以及作为电动助力转向和电子制动系统的液压动力控制,都要求大电流,而且中型混合动力汽车中的14 V电力线还需要DC-DC转换器模块。
大电流应用极性保护的一种解决方案是使用高正向电流能力的整流器,或者是在电力线中使用没有极性保护二极管的负载突降TVS。
这种应用的基本工作概念和局限性是;
•- 负载突降TVS旁路所有反向偏压电流
•- 大电流时的正向压降应该低于2 V
•- 高正向浪涌能力可承受大电流,直至保险丝熔断
Vishay负载突降系列可以满足上述所有条件,第一个条件是整流器的基本功能,第二个条件是通过表1满足的。Vishay负载突降系列的正向压降在100 A电流条件下低于1.7 V。第三个条件取决于保险丝类型和额定值。
标准型汽车保险丝是快动作和不规定时间与电流关系的。一家典型快动作保险丝制造商规定,在600 %额定值时开路时间最小为30 ms,最大为100 ms。
用于汽车的典型20 A慢动作(slo-blo)型保险丝规定的120 A的开路时间为1秒,400 A时为10 ms。
汽车中电力电缆或普通跳线启动(jump start)电缆中的电阻为每米0.01 Ω,而计算反向偏压的浪涌电流的通用规范在14 V条件下为0.035 Ω或0.050 Ω。Vishay负载突降系列SM5S的正向浪涌能力是500 A,SM6S为600 A,而8.3 ms热启动SM8S型为700 A正弦波。每个系列的熔断率(I2T)是1000 A2S、1500 A2S和2000 A2S。电路利用了20 A 慢动作型保险丝和反向偏压的36 V电池,冲流可以低于700 A峰值(36 V-VF)/0.05 Ω,而保险丝规范规定的慢动作保险丝的开路时间小于5 ms,SM8S可以旁路这个巨大的电流,而不会造成器件故障或损坏电子单元。
结论
汽车的新趋势是需要更多的电子控制和更多的电能,发电机也比过去更大。中型混合动力汽车中使用较大的发电机或集成式起动机/发电机,瞬变和浪涌能量的增加也比负载突降条件下的传统汽车更多,负载突降保护对汽车安全更加重要,而Vishay半导体元件可以为这个新的趋势提供方便、简单、具有成本效益和高可靠性的解决方案。