汽車電器防浪涌電路研究

曹文輝，丁愛(ài)峰，郭朝暉

（江鈴汽車股份有限公司，江西 南昌 330001）

隨著汽車電氣電子技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車電氣功能越來(lái)越復(fù)雜，配置越來(lái)越豐富，相應(yīng)的電器零部件也隨之增加，使得整車電器零件的功能要求越來(lái)越強(qiáng)大，集成芯片普遍替代了原來(lái)簡(jiǎn)單的元器件構(gòu)成的電路，對(duì)整車電路環(huán)境提出了更高的要求。電子產(chǎn)品的電源電路中，通常開(kāi)機(jī)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生浪涌電流。在汽車中，車身電器普遍采用單線制公共導(dǎo)線、負(fù)極搭鐵、并聯(lián)電路，因此車身電子設(shè)備處于一個(gè)充滿電磁噪聲的環(huán)境中，車身電子設(shè)備不得不承受來(lái)自臨近設(shè)備的瞬間干擾，所以在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該考慮其良好的電磁兼容性能，因此對(duì)系統(tǒng)的抗干擾能力要求較高。隨著汽車的不斷普及，人們對(duì)汽車上電子產(chǎn)品的需要也不斷增加，比如：播放器、GPRS和影音系統(tǒng)。汽車在開(kāi)啟和非正常工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌，為避免對(duì)汽車電子產(chǎn)品造成損壞，通常需在電路中加入一種防浪涌電路。

現(xiàn)有的防浪涌電路使用過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置穩(wěn)壓二極管和熔斷器的方式與汽車播放器的電源輸入端進(jìn)行連接，以達(dá)到降低浪涌的效果，但由于熔斷器對(duì)過(guò)載反應(yīng)很不靈敏，使得當(dāng)電路系統(tǒng)中播放器發(fā)生輕度過(guò)載時(shí)，熔斷器將持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間才熔斷，有時(shí)甚至不熔斷。因此，導(dǎo)致現(xiàn)有的防浪涌電路的浪涌吸收能力差，降低了用戶體驗(yàn)。以下是某車型多媒體播放器加入該防浪涌電路設(shè)計(jì)的介紹。

1 原理介紹

一種汽車播放器防浪涌電路，設(shè)于播放器與汽車上的供電電源之間，包括：①主控芯片，用于控制所述汽車播放器防浪涌電路上信號(hào)的傳輸；②濾波電路，與主控芯片的信號(hào)輸出端電性連接，濾波電路用于對(duì)主控芯片的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理；③防浪涌電路，與播放器的電源輸入端電性連接，防浪涌電路中設(shè)有TVS管，防浪涌電路用于將輸送至播放器的供電電壓控制在預(yù)設(shè)電壓范圍內(nèi)；④整流電路，分別與主控芯片的輸出端、濾波電路的輸入端和防浪涌電路的輸入端電性連接，整流電路用于將主控芯片輸送至防浪涌電路的交流電轉(zhuǎn)換為單向脈動(dòng)直流電。

上述汽車播放器防浪涌電路，通過(guò)在播放器的電源輸入端加入TVS管的設(shè)計(jì)，使得在汽車出現(xiàn)較大的電壓波動(dòng)時(shí)，TVS管可以瞬間將電阻拉高，使電壓穩(wěn)定在播放器可以承受的范圍內(nèi)。圖1為增加TVS管，圖2為未加TVS管。

2 實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例提供一種汽車播放器防浪涌電路100a，設(shè)于播放器與汽車上的供電電源之間，包括：①主控芯片U101，用于控制汽車播放器防浪涌電路100上信號(hào)的傳輸；②濾波電路30，與主控芯片U101的信號(hào)輸出端電性連接，濾波電路30用于對(duì)主控芯片U101的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理。

圖1 增加TVS管

圖2 未加TVS管

本實(shí)施例中，汽車播放器防浪涌電路100a還包括：①防浪涌電路10，與播放器的電源輸入端電性連接，防浪涌電路10中設(shè)有TVS管ZD1，防浪涌電路10用于將輸送至播放器的供電電壓控制在預(yù)設(shè)電壓范圍內(nèi)；②整流電路20，分別與主控芯片U101的輸出端、濾波電路30的輸入端和防浪涌電路10的輸入端電性連接，整流電路20用于將主控芯片U101輸送至防浪涌電路10的交流電轉(zhuǎn)換為單向脈動(dòng)直流電。

1）本實(shí)施例中，防浪涌電路10還包括與TVS管ZD1串聯(lián)的電感，電感的輸入端與濾波電路30電性連接，TVS管ZD1的輸入端分別與電感的輸出端和播放器的電源輸入端電性連接，TVS管ZD1的輸出端與搭鐵連接。

2）整流電路20包括整流電阻R1和與整流電阻R1串聯(lián)的二極管D1，二極管D1與供電電源正極電性連接。此外，本實(shí)施例中，濾波電路30包括分別與主控芯片U101電性連接的第1電容E101和第2電容C101，第1電容E101和第2電容C101的輸入端分別與主控芯片U101的第3引腳及整流電路20的輸入端電性連接。

需要說(shuō)明的是：本實(shí)施例中，TVS管ZD1的型號(hào)為SM6S22A，電感的電感量為100μH，二極管D1的型號(hào)為1N4007，主控芯片U101的型號(hào)為HT7550。

本實(shí)施例中，通過(guò)在所述播放器的電源輸入端加入TVS管ZD1的設(shè)計(jì)，使得在汽車出現(xiàn)較大的電壓波動(dòng)時(shí)，TVS管ZD1可以瞬間將電阻拉高，使電壓穩(wěn)定在播放器可以承受的范圍內(nèi)，以保證PCB板上其他元件不受瞬間高壓的破壞，進(jìn)而有效提高汽車播放器防浪涌電路100的浪涌吸收能力，提高了用戶體驗(yàn)，并且該元件價(jià)格低廉，節(jié)約收放機(jī)的設(shè)計(jì)成本。

圖1為汽車播放器防浪涌電路100a的電路結(jié)構(gòu)示意圖，所述濾波電路30還包括第3電容E102和第4電容C102，通過(guò)第3電容E102和第4電容C102的設(shè)計(jì)，在主控芯片U101與芯片電源端之間起到了濾波效果，進(jìn)而有效提高了汽車播放器防浪涌電路100a整體電路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3 效果驗(yàn)證

效果驗(yàn)證采用的標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 驗(yàn)證采用的標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，我們采用了后2個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 7637-2-2004作為測(cè)試規(guī)范。將圖1和圖2兩種電路設(shè)計(jì)的多媒體播放器按照如圖3所示波形進(jìn)行測(cè)試，圖1電路可以通過(guò)測(cè)試，圖2電路不行。

4 總結(jié)

在多媒體播放器電源輸入端加入TVS管，在整車出現(xiàn)較大的浪涌波動(dòng)時(shí)，該元件可以瞬間將電阻拉高使電壓穩(wěn)定在收放機(jī)可以承受的范圍內(nèi)，以保證PCB板上其他元件不受瞬間高壓的破壞，并且該元件價(jià)格低廉，節(jié)約多媒體播放器的設(shè)計(jì)成本，提升電器的品質(zhì)，此種設(shè)計(jì)可用于整車所有電器PCB板電路設(shè)計(jì)中。

圖3 波形測(cè)試