在汽车网络中，许多电子模块由车内电池供电，它们或直接连接电池或通过点火开关。在正常工作中，就可出现电子干扰和高频效应，上述干扰和效应通过传导、耦合和辐射借助连接线束被引进车内的电子系统。干扰源包括：点火系统、交流发电机、负载开关、开关弹跳和“甩负荷”效应(也即，在工作时，由直流电机产生的电压与被充电电源断开的情况)。

在这些突变中最严重的情况是“甩负载脉冲”，它出现在：引擎在工作，当交流发电机给电池充电时，电池接线端断开的情况。这种瞬变有可能长达几百毫秒、幅值超过100V，从而对半导体电路产生致命伤害。

另一个危险是借电启动(jumpstart)时出现的“双电池”电压，此时，两个12V电池串接至汽车电源接线柱上。当启动引擎，特别是在冷天且电池没充满电时，启动启动器将导致电压从标准的12V短暂掉到5V以下。该情况可持续几十毫秒，导致电子系统短暂停止工作。汽车电子系统必须处理的另一个危险是电池极性反接，当错误连接电池时会出现这种情况。

错误的电源幅值

上述提到的异常导致对不正确电压采取防范措施的需要。分析显示，“甩负载脉冲”是破坏能量最大的干扰。为保护电子模块免受这种脉冲的伤害，可采用如下三种防范措施：在汽车交流发电机中心位置对所有模块实施电压钳位(中心甩负载抑制)；在每一电子控制模块(ECU)内加装保护电路； 组合应用上述两种技术。

其它情况仅在板级对低能脉冲进行滤除。中心化甩负载抑制一般通过在交流发电机内部集成钳位电路(二极管)来实现。尽管采取了钳位措施，车内电压仍可能达到36V。

不具中央甩负载抑制功能的汽车电子系统必须含有本地干扰保护功能，通常是在ECU内，应紧挨着接线端子加装保护电路。在车内的许多地方需要这种保护，所以需要大量器件，进而对总漏电流和成本造成不利影响。一般采用把诸如二极管、齐纳二极管、变阻器、阻尼电阻、电容和抑制滤波器等器件接至可能有瞬变的端口来实现板内保护。

确保ECU电路免受破坏性瞬变电压伤害的第三种技术是把中心甩负载抑制和本地钳位电路结合起来。本文将解读各种典型的板上保护电路技术。

标准器件

几种器件可在板级对过电压实施钳位：

1．瞬变电压抑制二极管。雪崩二极管(类似齐纳二极管)用作抑制高于其击穿电压的全部过压的钳位器件。其特殊的高吸能能力保护了电子电路免受过压尖突的损坏。它们具有很快的导通开启速度，但关闭截止速度较慢。在临近其击穿电压时，雪崩抑制二极管具有相当高的漏电流。它们常常又被称为Transil(ST的注册商标)、Transzorb(Vishay的注册商标)或就简单称为TVS二极管。

2．变阻器。变阻器是阻值与电压相关的电阻(VDR)：它由对称、非线性的阻性元素构成，当电压高于一定值时，这种元素的阻值急遽减小。在钳位正和负极性电压时，其行为类似两个背接齐纳二极管。其小巧的体积可处理相当大的电流和能量，但当施加的电压接近钳位电压时，它表现出相对高的漏电流。另外，钳位电压还随通过的电流而显著增加。

保守的保护电路

用一个诸如瞬变电压抑制(TVS)二极管那样的钳位器件与负载并接并在其前加一个保险丝(图1)是一种简单并具成本效益的保护敏感电路的方法。该电路保护电子控制单元使其免受高于TVS二极管(D2)击穿电压的瞬变过压的伤害。当经历负瞬变或稳态反向电压时，TVS被正向偏置，从而借助将负向电压限制在其正向偏置电压(如-1V)进而保护了下游电路。只要正或负过压有一个持续发生，则保险丝就被烧毁。

为避免替换不可拆卸内ECU的保险丝或为了保证ECU的连续工作，必须采用其它技术，例如增加额外串连保护。图2中电路保护了电子控制单元免受电池反接(D1)及高于TVS二极管(D2)击穿电压的脉动过压的损坏。注意：选取D1时，必须使其峰值反向电压高于负瞬变的最大可能电压值。

因其小体积及高功耗容忍能力，变阻器常常用作PCB空间局促且下游电路具有抵抗正和负过压能力的应用中。图3中电路可保护下游电路免受高于变阻器击穿电压的过压脉冲(正和负瞬变)的损坏。

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