上海雷卯:9V直流电源浪涌保护方案

发布时间:2024-05-30 11:42
作者:AMEYA360
来源:上海雷卯
阅读量:600

  方案优点:用于满足9V直流电源接口的浪涌保护,根据电源所处环境选择合适保护电流的ESD/TVS器件,满足IEC61000-4-2,等级4,接触放电30KV,空气放电30KV。如需满足IEC61000-4-5浪涌高等级测试需选用大功率SMC器件。

上海雷卯:9V直流电源浪涌保护方案


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上海雷卯:制定车载广播系统国家标准,应对行业变革与未来挑战
  引言  2023 年 9 月 14 日,我国广播电视总局、工业和信息化部、国家市场监督管理总局联合发布《关于进一步加强车载音视频管理的通知》,明确指出车载广播系统的重要性,并部署推动无线广播接收系统在汽车领域的安装。  2024年9月18日,美国众议院能源与商务委员会通过了《2024车载调幅广播法案》,要求所有在美国制造和销售的车辆中保留AM(调幅广播)功能。  这些举措引发了我们对车载广播系统标准化必要性的深入思考。在行业不断变革、未来充满挑战的当下,制定车载广播系统国家标准究竟有着怎样的意义和价值?  一、提升车载广播质量,国家标准迫在眉睫  背景案例:2021年7月20日,河南郑州遭遇特大暴雨,导致城市内涝、交通中断、电力和网络瘫痪。在这种极端情况下,无线广播成为了唯一的通讯手段之一,车载广播系统发挥了重要作用,但部分车主反映车载广播信号不稳定。这一事件凸显了车载广播系统质量和可靠性的重要性。  重要性:车载广播系统不仅是驾乘人员获取信息的重要渠道,也是公共安全体系的关键组成部分。制定国家标准可以确保车载广播系统的技术指标达标,提升产品质量,确保其在紧急情况下能够可靠工作,有效传递信息,维护公共安全。  二、推动国际合作,增强国际竞争力  现状分析:2020年,中国汽车出口额首次突破千亿美元,但标准差异仍然是进入某些市场的障碍。建立与国际接轨的国家标准,有助于提升中国汽车产品的国际竞争力。  战略意义:通过参与国际标准的制定,中国不仅可以促进技术交流与合作,还能提高中国汽车工业在全球市场的认可度。  以下是主要国家和地区车载无线广播接收系统的标准制定进程:  中国:目前处于《车载无线广播接收系统》强制性国家标准制修订计划项目的公开征集意见阶段,技术内容包括终端和天线的功能、性能、车规环境可靠性、电磁兼容等。  欧盟:2014年发布2014/53/EU无线电设备指令,要求车载广播收音机等设备符合CE标志要求。2018年发布的《欧盟电子通信法规》要求新车集成数字音频广播(DAB)功能。  日本:由汽车工业协会制定ARIB-STD-B3标准,指导行业设计开发。  中东地区:阿联酋和沙特阿拉伯分别发布了各自的车载广播接收机技术标准。  美国:正在推进《AM每辆车法案》,要求新车强制安装AM广播接收模块。  三、顺应行业变革,迎接未来挑战  技术趋势:随着自动驾驶技术的发展,车载广播系统将集成更多智能互联功能。例如,2021年谷歌与沃尔沃合作开发的车载信息娱乐系统,集成了语音助手、地图导航等多项功能。国家标准的制定不仅能够确保这些新功能的顺利实现,还能促进不同品牌之间的互操作性,提升用户体验。  未来展望:车载无线广播接收系统国家标准的制定,对于提升产品质量、推动技术创新、加强安全保障以及促进国际合作具有深远的意义。这是对技术进步的认可,更是对公共安全重视的具体体现。  四、雷卯助力车载广播系统,为其保驾护航  上海雷卯将在车载广播系统的标准化工作中贡献专业技术,特别是在防护器件的设计、测试及应用方面可以提供专业的意见和支持,确保系统在复杂的电磁环境中依然能够稳定运行。  以下是雷卯针对汽车无线电调谐器不同接口提供典型保护案例。  汽车无线电调谐器原理图  上海雷卯针对汽车无线电调谐器所带有的USB、RS232,CAN、以太网、模拟音频、扬声器等接口提供了典型的保护案例,综合列表如下,可以直接应用于实际场景。  上海雷卯专业研发销售 ESD,TVS,TSS,GDT,MOV,MOSFET,Zener,电感等产品。雷卯致力于为客户提供高品质产品,以保护电路免受静电干扰和电压波动的影响。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队,能够根据客户需求提供个性化定制服务,为客户提供最优质的解决方案。  结语:  在科技飞速发展的时代,车载广播系统看似有些 “复古”,但在关键时刻却能发挥不可替代的作用。制定车载广播系统国家标准,不仅是对传统广播技术的传承与发展,更是为了在未来的不确定中为人们筑牢一道信息安全的防线。它将引领汽车行业在创新与稳定之间找到平衡,为我们的出行生活增添一份可靠的保障。让我们共同期待这一标准的落地实施,为应对行业变革与未来挑战贡献力量。
2024-10-11 11:34 阅读量:525
上海雷卯:怎样选择合适的MOSFET
  一、确定应用需求  1、电路类型  - 开关电路:如果应用于开关电路,如电源开关、电机驱动等,需要关注 MOSFET 的开关速度、导通电阻和栅极电荷等参数。快速的开关速度可以减少开关损耗,提高效率;低导通电阻能降低导通时的能量损耗;而低栅极电荷则有助于加快开关转换过程。  - 放大电路:用于放大电路时,要重点考虑 MOSFET 的线性度、增益和噪声等特性。具有良好线性度和高增益的 MOSFET 能够保证信号的准确放大,低噪声则可以减少对信号的干扰。  2. 工作电压和电流  - 工作电压:确定电路的工作电压范围,选择的 MOSFET 额定电压应大于等于电路的最大工作电压,并留有一定的余量(建议至少 1.5 倍余量),以确保在电压波动或瞬态电压情况下 MOSFET 能够正常工作。  - 工作电流:根据负载的电流需求,选择能够承受相应电流的 MOSFET。注意查看 MOSFET 的额定电流(连续电流)和最大漏极脉冲电流等参数,额定电流应满足负载在正常工作状态下的电流需求,而最大漏极脉冲电流则要考虑在瞬态或脉冲电流情况下的承受能力。  3. 工作温度  了解应用环境的温度范围,确保所选 MOSFET 的工作温度范围能够覆盖该范围。如果工作环境温度较高,需要关注 MOSFET 的热阻、结温等参数,选择热阻较小、结温较高的器件,以保证在高温环境下的可靠性。  二、选择MOSFET类型(P沟道或N沟道)  - P 沟道 MOSFET:P 沟道 MOSFET 的栅极电压为负时导通,适用于源极接电源正极的电路。在一些需要低电压控制或逻辑电平转换的场合比较适用,例如电池供电的设备中,可用于防反接保护电路。其优点是在电路设计上可以简化驱动电路,但缺点是导通电阻相对较大,电流驱动能力相对较弱。  - N 沟道 MOSFET:N 沟道 MOSFET 的栅极电压为正时导通,通常用于源极接地的电路。具有较低的导通电阻和较高的电流驱动能力,适用于对功率要求较高、需要大电流输出的场合,如功率放大器、电源转换电路等。但其驱动电路相对复杂,需要较高的栅极电压来控制导通。  三、关注关键参数  -导通电阻(Rds(on)):导通电阻越低,MOSFET 在导通状态下的能量损耗越小,效率越高。对于对效率要求较高或工作电流较大的应用,应选择导通电阻较小的 MOSFET。但导通电阻较低的器件价格可能相对较高,需要在性能和成本之间进行权衡。  - 栅极电荷(Qg):栅极电荷决定了 MOSFET 的开关速度和驱动电路的功耗。栅极电荷越小,开关速度越快,驱动电路的功耗越低。在高频开关应用中,应选择栅极电荷较小的 MOSFET 以提高系统的效率和性能。  - 漏源击穿电压(V(BR)DSS):漏源击穿电压是 MOSFET 能够承受的最大漏源电压,选择时应确保该参数大于电路中的最大电压应力,以防止器件击穿损坏。  - 热阻(Rθ):热阻反映了 MOSFET 散热的能力,热阻越小,器件在工作时产生的热量越容易散发出去,结温越低,可靠性越高。在高功率应用或散热条件较差的环境中,应选择热阻较小的 MOSFET,热阻的具体参数可以参考另外一篇  《MOSFET器件参数:TJ、TA、TC到底讲啥》。  四、封装选择  - 封装类型:上海雷卯提供多种封装类型的 MOSFET,如 SOT-23、SOP-8、DFN 等。不同的封装类型具有不同的尺寸、引脚排列和散热性能。例如,  SOT-23 封装体积小,适用于空间受限的应用;  SOP-8 封装引脚较多,可提供更好的电气连接和散热性能;  DFN 封装具有较低的寄生电感和电容,适合高频应用。  - 封装质量:检查封装的质量和可靠性,确保引脚焊接牢固,封装材料能够承受高温和机械应力。良好的封装可以保证 MOSFET 在长期使用过程中的稳定性和可靠性。  五. 参考数据手册和应用案例  - 数据手册:仔细阅读上海雷卯 MOSFET 的数据手册,了解器件的详细参数、性能曲线、工作条件和应用注意事项等信息。数据手册是选型的重要依据,能够帮助您准确地选择适合的 MOSFET。  - 应用案例:参考上海雷卯提供的应用案例或其他客户的成功经验,了解不同型号的 MOSFET 在类似应用中的表现和可靠性。这可以为您的选型提供参考,避免在实际应用中出现问题。  六 、应用案例分享  1. LM3D40P02  - 特点:这是一款 P 沟道沟槽技术的 MOSFET,专为电子烟等小型设备优化设计。具有低阈值电压(Vgs(th)=-0.65V(type)),可使设备快速启动;强大的电流承载能力(Id=-40A),能在高负载条件下稳定工作;较低的导通电阻(Rds(on)=5mΩ),能有效减少能量损耗,延长电池续航;低门极电荷(Qg=38nc),加快了开关速度,提高了整体效率;采用 DFN3.3*3.3 的紧凑型封装,易于集成到小型设备中。  - 应用场景:非常适合电子烟、小型智能设备等对空间和功耗有较高要求的应用场景。  2. LM8S16P03  - 特点:属于 PMOS 类型的 MOSFET。漏源电压(Vdss)为-30V,漏极电流(Id)为-16A,漏源导通电阻(Rdson)为 6.5mΩ,栅源电压(Vgs)为±20V,栅极电荷(Qg)为 62.5。工作温度范围为-55℃~150℃,可适应较为恶劣的工作环境。  - 应用场景:适用于新能源、家用电器、3C 数码、汽车电子、测量仪器、智能家居等多种领域。
2024-09-30 10:12 阅读量:404
上海雷卯:Cyberchuck汽车电子48V系统浪涌保护方案
  1.Cyberchuck汽车电子48V系统背景:  自20世纪50年代起,主流乘用车的低压电路都是12伏架构,这实际上是七八十年前的标准,一直沿用到了现在,目前各种雷达、摄像头等感知硬件,更高的算力需求,更高功率的音响,更多的屏幕。再加上各种的电动调节以及加热等的用电设备,给传统的12伏汽车配电总线增加了很多的额外负担,线束越来越粗,重量、成本、空间布置等要求也越来越高,所以提高电压是必然。48伏是一个公认的方向,早期混合动力车曾将电压提升到48V,不过直到特斯拉Cybertruck推出,48V系统才得到更广泛应用。  2.Cyberchuck汽车电子48V系统优势:  (1)提高电力负载:48V系统能提供更高电力负载,使汽车实现更多、更耗电的功能,如自动辅助驾驶感知系统、计算系统、4G/5G传输、线控转向和线控刹车等都需要更高的功率支持。在相同电流条件下,48V系统比12V系统能输出更高功率;相同输出功率时,48V系统能实现更低电流,进而降低功率损耗。  (2)提升工作效率:与传统系统相比,48V系统工作效率更高,降低了功率损耗,并且耐用性和安全性更好。Cybertruck的48V系统让电压提高4倍,所需电流减少到原来的1/4,损失的能量更少,线束产生的热量也会降低,可增加线束使用寿命和安全性,同时允许电气组件响应更快。  (3)优化成本与空间:更低的电流意味着可以使用更轻的线缆,减少了线缆的尺寸和重量,能够节省成本,还能为车辆提供更大的驾乘空间,并且可以装备更多的电池。由于电流与铜材料成本相关,减少电流还能节省大量铜材料。例如,Cybertruck使用48V架构帮助将布线减少了77%,铜需求减少了50%,从而降低整体重量,提高效率收益,每年能为特斯拉节省大约100亿美元的成本  (4)简化整车结构:48V系统可以使整车结构变得更加简洁。比如特斯拉Cybertruck用高速数据总线(以太网)替代了CAN总线,可以用菊花链式方式,连接遗留系统中需要点对点布线运行的大多数组件。  3.上海雷卯向48V系统保护方案迈进  转换到48V系统,对于整个车辆供应链是个庞大的工程,它需要各个厂家的配合执行。在这个电压等级上,各种的车规及元器件都需要重新开发,包括电容、功率器件、线束、线组、马达等等,安全性、可靠性就要持续的来验证。上海雷卯是一家车辆EMC安全保护方案公司,根据这一需求迅速做出反应,将在48V电压系统浪涌保护方案上给予支持。  4.为什么48V电压系统需要做浪涌保护  主要基于以下几个重要原因:  首先,汽车电气系统在运行中会面临各种动态变化。例如,引擎启动瞬间,电池会释放出大电流,这可能引发电压的急剧波动,产生浪涌。  其次,车辆中的电气负载突然切换,如大功率电器的启动或停止,也会导致电流和  电压的瞬间变化,从而引发浪涌现象。  再者,汽车在行驶过程中可能会遭遇外部的电磁干扰,例如雷电、静电放电等,这些都可能在电路中引入高能量的浪涌电压。  另外,现代汽车中的电子设备和控制系统越来越复杂和精密,对电压的稳定性要求极高。48V 电压系统中的敏感电子元件,如各种传感器、控制模块等,如果受到浪涌电压的冲击,可能会出现性能下降、故障甚至永久性损坏,进而影响整个汽车的性能、安全性和可靠性。  最后,随着汽车智能化和电动化的发展,48V 电压系统的应用越来越广泛,其承载的功能也越来越重要,因此更需要有效的浪涌保护措施来确保系统的稳定运行和长寿命  因此,为了保障汽车 48V 电压系统的正常工作,避免电子设备受损,提高汽车的安全性和可靠性,浪涌保护是必不可少的。  5.汽车DC 48V电压系统浪涌保护方案  (1)传统保护方案:采用了MOV+GDT+电感+ TVS  (2) 上海雷卯推荐简化方案: 采用低残压大功率TVS  所用TVS列表  肖特基和PPTC 列表  相比传统方案优势:  (1) 成本低:传统方案用了7颗元件,雷卯简化方案用了3颗元件,降低了成本。  (2) 更耐用:传统方案GDT和MOV 使用次数有限,容易衰损,小更换,增加了维修成本。  (3) 简化方案优势:LM1K58CLV浪涌可以通过 IEC61000-4-5,GB/T17626.5 8/20μs 2KV标准。SM8S58CA用于满足ISO7637-25A/5B测试
2024-08-28 14:49 阅读量:499
上海雷卯:气体放电管怎样选型
一、 GDT 参数选择步骤  关于GDT的选型上海雷卯EMC小哥引用“AC 220V线路进行2kV线间和4kV线对地的过电压防护”案例来阐述GDT的选型。  1. 续流电压  考虑AC 220V线路工作电压远大于续弧电压15V,因此不能直接只使用GDT进行防护,需要采取其他措施(如串联电阻或使用其他类型的保护器件)来避免续弧现象。  2. 直流击穿电压  直流击穿电压选择多大需根据以下计算得出:线路正常运行电压峰值(交流线路需将有效值转换为峰值)故220V×1.414=311.08V,最小直流击穿电压 min(ufdc)应当大于等于线路正常运行电压峰值 (Up) 的1.8倍则1.8×311.08V=559.944V,可以选择一个接近但不低于560V的直流击穿电压。例如,选择600V的直流击穿电压的GDT。  3. 后级器件耐压值  GDT的脉冲击穿电压需要基于后级电路中元件的耐压能力来确定。后级保护器件的耐压应当大于GDT的脉冲击穿电压,以确保电路安全。这一部分的具体数值需要根据后级电路的设计来决定。  4. 通流容量  首先确认测试波形,一般是8/20us和10/700us 2种波形,通流容量大小选择:假设浪涌电压完全出现在内阻上,则通流容量为 2000V/2Ω = 1000A,为了确保GDT能承受这一级别的浪涌电流,所选GDT的通流容量至少应为1000A。  通过上述步骤,我们可以合理地选择并配置GDT以实现有效的浪涌保护。  二、GDT的应用  通常电源、高速信号等都可以使用GDT浪涌防护, 低电容可以保证信号传输,微信搜索上海雷卯微信公众号内可查看全套的防护方案。摘列示意图如下。  三、GDT的续流问题  当过电压施加于GDT两端时,其两端电压上升至足以引发气体放电,从而导通GDT。随着通过GDT的电流增加,放电状态会从辉光放电过渡到弧光放电。这两种放电状态都需要一定的维持电压才能持续。在过电压消失之后,理想的GDT应该立即断开,以恢复正常的工作状态,然而在实际应用中,如果电路的工作电压高于GDT的续流电压(也称为维持电压),GDT可能会继续导通,形成续流现象。GDT的持续导通会导致电路短路,进而产生较大的电流,最终可能导致GDT或其他电路元件过热甚至损坏。  为了避免上述续流问题,上海雷卯建议采取以下措施之一或结合使用:  1. 串联限流电阻:在GDT与电路之间串联一个适当的电阻,以限制通过GDT的电流,降低续流的可能性。  2. 使用附加保护器件:压敏电阻可以在过电压事件发生时与GDT共同工作,而在正常工作条件下能够确保电路不受GDT续流的影响。  3. 选择具有较高续流电压的GDT,使得在正常工作电压下不易触发续流现象。提高续弧电压,并不是不续流,工作电压足够大,还是会续流,要注意这点。  四、上海雷卯既往客户的案例分析  产品背景:220V AC输入,满足浪涌8/20us和1.2/50us测试标准,差模6kV,共模10kV,绝缘耐压测试1750V,3S实验,但是浪涌共模10kV时,次级电解电容异常。  初始选型问题:初始设计中,考虑到绝缘耐压测试的要求,选择了直流击穿电压高达3600V的GDT。然而,这样的选择导致了残压过高(约5.1kV),这与电路保护的需求产生了冲突。在浪涌测试过程中,次级电解电容器由于残压过高而受到损害。  解决方案 更换GDT:将GDT的直流击穿电压从3600V降低至2500V,以减小残压(大约2.8kV),同时确保它能够承受绝缘耐压测试的要求。更换后的GDT在进行10kV共模浪涌测试时,次级电解电容器未再出现异常,测试通过。  安规测试:在安规测试中,通常要求移除过电压保护器件来进行绝缘耐压测试,以便准确评估线缆和绝缘外壳之间的耐压性能。然而,在某些行业中,如铁路行业,不允许移除保护器件,因为这种做法一般不符合现场实际情况。  结论:在本案例中,通过调整GDT的选择,上海雷卯成功解决了次级电解电容器在共模10kV浪涌测试中出现的问题。同时也综合考虑行业实践与安规标准之间的平衡。通过合理选择保护器件,并根据实际情况进行适当的调整,可以确保电路既符合安全标准又能在实际应用中提供有效的保护。  五、常见场景的浪涌防护GDT用料推荐  上海雷卯专业研发销售ESD,TVS,TSS,GDT,MOV,MOSFET,Zener,电感等产品。雷卯致力于为客户提供高品质产品,以保护电路免受静电干扰和电压波动的影响。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队,能够根据客户需求提供个性化定制服务,为客户提供最优质的解决方案。
2024-08-01 10:46 阅读量:553
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