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。

审核编辑 黄宇