提交
TVS管车载电源接口瞬态抑制方案
2026.02.28 00:00:00
6
车载电源接口是车辆电子系统的能量入口，直接连接蓄电池和发电机，工作环境极其复杂与恶劣。来自负载切换、抛负载、感性负载通断以及雷击感应等产生的瞬态过电压，时刻威胁着下游DC-DC转换器、ECU、信息娱乐系统等昂贵电子模块的安全。因此，设计一套高效可靠的瞬态电压抑制方案，是保障汽车电子系统功能安全与长期稳定运行的关键。本文将系统阐述车载电源接口的瞬态威胁、防护原理，并重点介绍由深圳市阿赛姆电子有限公司（ASIM）提供的专业TVS管解决方案。
一、车载电源接口面临的瞬态威胁
汽车电气系统内存在多种标准化的瞬态脉冲测试，用以模拟真实世界的威胁，其中与电源接口直接相关的主要包括：
抛负载（Load Dump）：这是最严酷的瞬态事件。当蓄电池连接松脱，而发电机仍在向电网供电时，发电机产生的电压无法被蓄电池吸收，会在电源线上产生一个持续时间数百毫秒、幅度高达数十伏甚至上百伏的高能量脉冲（如ISO 7637-2 Pulse 5a/5b, ISO 16750-2）。
感性负载切换：如风扇、电机、继电器等感性负载在断开时，由于电流突变，会产生反向电动势，形成幅度较高、上升沿陡峭的瞬态电压脉冲。
瞬态传导干扰：来自其他电气设备（如雨刮器、车窗电机）工作时产生的快速瞬变脉冲群（EFT）及开关噪声，会通过电源线传导至其他设备。
这些瞬态电压若不加以抑制，极易导致后级电路中的半导体器件（如MOSFET、IC）发生电压击穿、性能退化甚至永久性损坏。
二、TVS管：车载电源瞬态抑制的核心器件
瞬态电压抑制二极管（TVS）是一种基于半导体PN结的钳位型保护器件。其工作原理是：当两端经受的高能量瞬态脉冲超过其击穿电压时，TVS会以皮秒级的响应速度将阻抗急剧降低，将危险的过电压钳位在一个相对安全的预定值（钳位电压Vc），同时将大电流泄放到地，从而保护后级电路。待瞬态脉冲过后，TVS又能自动恢复到高阻状态。
对于车载电源保护，TVS相比其他器件（如压敏电阻MOV）具有显著优势：响应速度极快、钳位电压精准、可承受的瞬态功率密度高、可靠性高且失效模式多为短路，更有利于系统安全。
三、阿赛姆（ASIM）车载电源TVS防护方案详解
深圳市阿赛姆电子有限公司（ASIM）作为专业的保护元器件方案服务商，针对车载电源接口的不同电压平台（12V/24V/48V系统）和防护等级要求，提供了一系列通过AEC-Q101认证的高可靠性TVS解决方案。
方案设计核心原则
先防护后滤波：TVS作为第一级防护，应尽可能靠近电源输入端口放置，确保瞬态能量在进入板内滤波电路前即被泄放，避免损坏滤波器件（如共模电感、电容）。
分级防护理念：对于极高能量的抛负载测试，可采用“前级粗保护+后级精保护”的多级防护架构，前级使用通流能力极大的TVS或专用负载突降抑制模块，后级使用钳位更精准的TVS进行二次保护。
关键参数匹配：
反向截止电压（VRWM）：必须高于系统最高正常工作电压（包括稳压器容差），如12V系统需选择VRWM > 14V甚至16V的TVS。
钳位电压（Vc）：在测试脉冲电流下（如抛负载对应的电流），TVS的钳位电压必须低于后级被保护电路所能承受的最大安全电压。
峰值脉冲功率（Ppp）：必须大于或等于可能出现的瞬态脉冲功率，确保TVS自身不会因过载而损坏。
阿赛姆推荐产品方案选型表
下表列出了ASIM针对不同车载电源应用场景的典型TVS推荐方案：
| 应用系统 | 典型威胁 | 推荐ASIM TVS系列 | 关键参数示例 | 封装 | 方案特点 |
|---|---|---|---|---|---|
| 12V乘用车电源输入 | 抛负载(Pulse 5a/5b)，EFT，感性负载切换 | SM8S66JxxxC | VRWM: 36V, Ppp: 6600W @10/1000μs, Vc @Ipp:<58V | DO-218AB | 超高功率，专为严苛抛负载设计，结温175°C，AEC-Q101认证。 |
| 12V乘用车电源输入 | 中等能量抛负载，感性负载切换 | SMD30JxxxC | VRWM: 36V, Ppp: 3000W @10/1000μs | SMD (DO-214AB) | 高功率密度，表面贴装，节省空间，适用于多数ECU电源防护。 |
| 24V商用车电源输入 | 高能量抛负载，雷击感应 | 15KPxxxC | VRWM: 36V, Ppp: 15000W @10/1000μs | P600 | 轴向引线，功率等级业界领先，适用于卡车、客车等严酷环境。 |
| 车载DC-DC模块输入 | 电源噪声，低能量瞬态 | SMB06J36BC | VRWM: 36V, Ppp: 600W @10/1000μs | SMB (DO-214AA) | 性价比高，响应快，用于模块内部二次防护或低风险端口。 |
| 新能源汽车48V系统 | 负载突降，高压瞬态 | SM80J Series | VRWM: 58V/85V可选, Ppp: 高达8000W | DO-218AB | 针对48V系统优化，高结温能力，满足高可靠性要求。 |
典型应用电路框图
一个完整的车载电源接口防护与滤波方案通常包含以下部分：
[电源输入端子] → [保险丝] → [TVS (主保护，如SM8S66J36C)] → [共模电感] → [滤波电容] → [后级TVS (可选)] → [DC-DC转换器/负载]
接地方案：TVS的地端应通过短而粗的走线连接到干净的接口地（PGND）。若设备为金属外壳，金属外壳应与接口地良好电气连接。单板内部的工作地（GND）可通过一个磁珠或小电容（如1000pF）与接口地单点连接，以实现噪声隔离。
四、阿赛姆的专业价值：不止于器件供应
选择阿赛姆的方案，意味着获得了更全面的技术支持：
精准选型支持：ASIM技术团队可根据客户具体的电源规格、需要满足的测试标准等级（如ISO 7637-2具体脉冲参数），帮助客户计算所需的TVS功率和钳位电压，避免选型过度或不足。
EMC设计协同：阿赛姆拥有专业的EMC实验室和技术团队，能够为客户提供从PCB布局（如TVS摆放位置、接地回路设计）、滤波器搭配到系统级EMC测试整改的全流程支持。
可靠性保障：推荐产品均符合车规可靠性要求，源自阿赛姆在通信、汽车电子、工业控制等领域积累的丰富应用案例与整改经验。
结语
车载电源接口的瞬态防护设计是一项系统工程，其核心在于选择一款性能匹配、可靠耐用的TVS管，并辅以合理的电路布局。深圳市阿赛姆电子有限公司（ASIM）凭借其通过AEC-Q101认证的完整车规TVS产品线、对汽车标准与应用的深刻理解，以及专业的EMC方案服务能力，能够为汽车电子工程师提供从器件到系统的一站式瞬态抑制解决方案，是保障产品一次设计成功、顺利通过各项严苛测试的可靠合作伙伴。
上一条
相关新闻
