多年来,汽车抛负载浪涌条件测试一直使用 ISO-7637-5a 标准中的定义,并得到全球各大汽车零部件制造商采用。2010 年,该标准被新的汽车抛负载测试标准 ISO-16750-2 取代。本文介绍了雷卯
电子整理的抛负载测试条件的变动,并在这些条件下用一个示例抛负载 TVS(瞬态电压抑制器)定义了最大浪涌抑制能力。
新 ISO 标准与旧 ISO 标准比较
新旧抛负载测试的显著区别是新抛负载测试需要 10 分钟 10 个脉冲,每个脉冲间隔一分钟,如表 1 所示。而旧抛负载测试(ISO-7637-2,2004 年)规定只用一个脉冲,而且新标准中测试电压也高了一个等级。
表1:ISO-16750-2 的脉冲要求
10 分钟 10 个脉冲的测试条件显示了抛负载保护器件的可靠性,这可帮助
电路设计工程师根据高温环境中的浪涌承受能力选择正确的器件。
图1 显示了抛负载保护器件箝位于规定电压范围,此电压波形有别于标准波形。这一差别的原因是在抛负载脉冲条件下箝位器件的有效电压范围,如图1 所示。
图2 中器件的箝位条件为 Us=101V、 Ri=1.75Ω 和脉冲宽度 td=400ms。
图1:ISO-16750-2 脉冲的输入波形:
Pulse 5A、Us =79 V、td=400 ms
图2:SM5S24A 在 ISO-16750-2 脉冲下的箝位波形:5A、101V Us、Ri= 1.75Ω、td=400ms
现在来看如何通过将电压箝位于低于
电源稳压器或电路中其他电子
元件的最大输入电压来保护器件,同时又不使系统停止运行或断电。在耐受力测试条件下,保护器件在线路电压达到 24V 并持续 1 - 10 分钟或更长时间之前不会工作。
Leiditech专业提供汽车电子静电浪涌保护
雷卯电子抛负载专用 TVS 器件的箝位电压会因为连续箝位操作期间的结温变化而上升。图3 和图4 显示了使用 TVS 器件在 Us= 79V、Ri= 1.0Ω 和 td=400 ms(每个脉冲间隔 1 分钟)条件下 10 个脉冲的第一个和最后一个箝位波形。
图3:SM5S24A 的第一个箝位波形
图4:SM5S24A 的最后一个箝位波形
使用新测试条件,10 个连续脉冲影响了抛负载 TVS 的浪涌抑制能力,如下面三个图表所示。
图表 1
图表 2
图表 3
图表 1 - 3:Vishay 的 SM5S24A 在新抛负载测试条件下的性能。带有后缀 “M” 的曲线是使用新测试条件标准(ISO-16750-2)的多个脉冲。带有后缀 “S” 的曲线是旧测试条件标准(ISO-7637-2)定义的单个脉冲。
这些值基于标准室温并采用产品数据表中所列的建议焊盘尺寸,但实际性能会因印刷电路板类型、焊盘尺寸和温度条件而异。
附录
抛负载 TVS 与峰值电流关系参考
选择正确的抛负载保护器件的另一种方法是参考抛负载 TVS 的最大箝位电流性能和根据以下参数估计电路的箝位电流:
电路条件
Ri= 2 Ω
抛负载条件下交流发电机输出的峰值电压 = 100 V
目标箝位电压 = 35 V
脉冲宽度 = 200 ms
脉冲数 = 10 分钟 10 个脉冲
SM5S24A 在 10 个脉冲条件下具有 38 A 的箝位性能,其峰值箝位电流为 32.5 A ((100 V -35 V) / 2 Ω)。
原作者:雷卯电子 上海雷卯电磁兼容