[實用新型]一種基于防反接電路的車用拋負載防護電路

有效

• 申請號: 201820146281.5
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN207853467U
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 黃落成
• 申請（專利權）人: 蘇州匯川聯合動力系統有限公司
• 主分類號: H02H11/00
• 分類號: H02H11/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

本實用新型公開了一種基于防反接電路的車用拋負載防護電路，用于對串聯于供電電源的干路上的用電設備進行保護，防護電路包括單向TVS管、用于在供電電源正接時導通且在供電電源反接時斷開的第一防反接開關和第二防反接開關；本實用新型可以同時滿足拋負載防護需求和電源防反接需求，針對電源反接，可以利用供電電源的負電源端增加的第二防反接開關來進行抑制；針對跳線啟動時的電源反接，可通過供電電源的正電源端增加的第一防反接開關來進行防護，而且由于實現了電源防反，所以拋負載防護采用貼片形式的單向TVS管即可，可減少對PCB空間的占用，布局布線更加方便，提高功率密度；降低了料本，同時貼片生產減少了插件工藝，降低了生產成本。

技術領域

本實用新型涉及汽車領域，尤其涉及一種基于防反接電路的車用拋負載防護電路。

背景技術

拋負載測試(5a脈沖測試)是當前新能源汽車電控系統和電氣零部件的電氣性能測試(參考標準ISO 16750)中的一種。拋負載脈沖模擬的是車載發電機對供電電源(主要是低壓蓄電池)持續充電時，電池瞬間斷開，發電機輸出的較大功率能量瞬間疊加在被測設備的電源端口時形成的瞬態大功率干擾脈沖。在電壓等級不同的電源系統中，該脈沖的干擾可以高達100V和200V，上升時間約5ms，持續時間長達400ms，瞬態功率高至千瓦數量級，1分鐘的時間內可能重復10次左右。為抑制拋負載瞬態脈沖的巨大能量，當前的主流的防護方案是在被測設備的電源端口增加具有較大瞬時功率的瞬態抑制二極管(TransientVoltage Suppressor，簡稱TVS)來對拋負載脈沖進行鉗位(根據系統電源電壓等級來選擇具有合適鉗位電壓的TVS)。

TVS管分單向和雙向兩種，當前市面上使用的雙向TVS絕大部分為插件封裝，而單向TVS則主要采用貼片封裝。

在正常的情況下，采用單向的TVS可以滿足拋負載防護功能，其電路如圖1所示。但是在電源線纜極性反接或者產生的脈沖為持續的負極性脈沖時，單向TVS在上電瞬間導通，使得電池通過導線、TVS形成短路，瞬間的大電流會燒毀線纜或者TVS，嚴重時會引起整車起火，這也是目前較少采用單向TVS的原因。

采用雙向TVS可以避免上述問題，提高產品的可靠性，如圖2所示，為采用雙向TVS的電路。但是，采用雙向TVS存在如下缺陷：插件封裝不利于產線的貼片自動化生產；同時，考慮到引腳彎折半徑，插件封裝在單板上占用較大安裝面積，不利于單板布局布線，不利于提高產品功率密度；并且插件封裝使得單板正面和背面都無法布線。此外，該雙向TVS器件需放置在端口，占用較大的單板面積，不利于EMC(Electro Magnetic Compatibility，電磁兼容性)接口濾波電路布局設計，降低電路EMC性能。

另外，繼續參考圖1，考慮到汽車蓄電池的負極直接與車架連接，并且當前眾多新能源零部件為了滿足EMC標準，將被測設備參考地直接與機殼連接，機殼通過接地線再與車架連接搭鐵。當車載電子設備的電源線纜極性被反接，或者在電池嚴重虧電而采用外部電池跳線啟動并出現反接時，其電池的能量會經過車架，被測設備參考地與低壓配線形成回路(如圖1中箭頭所示)，引起電源負極上串聯的器件燒毀或者電子設備內部負極的電路板走線被燒毀，或者通過某些器件形成通路，引起電子器件的損壞(損壞的設備必須要更換才能滿足要求)，降低了設備的魯棒性。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術中采用雙向TVS進行拋負載防護給生產、組裝、布線帶來麻煩的缺陷，提供一種基于防反接電路的車用拋負載防護電路。