現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，使得大量的車載電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于汽車，如車載衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、車載影音娛樂系統(tǒng)、車身照明系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、自動空調(diào)系統(tǒng)等。各種各式的車載電子設(shè)備穩(wěn)定工作，相互配合，需要有穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。因此，高性能的車載電源設(shè)計(jì)是車載電子設(shè)備可靠工作的保障。

ISO7637標(biāo)準(zhǔn)
車載電源系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境比普通電源系統(tǒng)要復(fù)雜，因?yàn)槠噧?nèi)的電磁環(huán)境較為惡劣。汽車的電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生大量電磁干擾，這些干擾的頻帶很寬，通過傳導(dǎo)、耦合或者輻射的方式，傳播到電源系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)而影響到電子設(shè)備的正常工作。zui惡劣的情況往往是由于車輛自身產(chǎn)生的干擾所產(chǎn)生的，如點(diǎn)火系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)及整流器系統(tǒng)的干擾脈沖。標(biāo)準(zhǔn)ISO7637針對道路車輛及其掛車內(nèi)通過傳導(dǎo)和耦合引起的電干擾，提出了沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)及測試方法，適用于12V或24V的電氣系統(tǒng)車輛。

ISO7637對汽車電子設(shè)備在電源上的抗擾度要求，規(guī)定了5種測試脈沖。其中，脈沖1用來模擬并聯(lián)的感性負(fù)載在斷電時(shí)所產(chǎn)生的瞬態(tài)干擾，如關(guān)燈或電喇叭等操作。脈沖2a模擬正常工作時(shí)某一并聯(lián)負(fù)載突然斷開產(chǎn)生的瞬變干擾，屬于速度偏快和能量較小的正脈沖干擾。脈沖2b模擬點(diǎn)火被切斷的瞬間，直流電動機(jī)變成發(fā)電機(jī)工作，并由此所產(chǎn)生的瞬變現(xiàn)象，屬于低速和高能量的脈沖干擾。脈沖3a/3b模擬各種開關(guān)閉合和打開過程中所產(chǎn)生的干擾，是一系列高速、低能量的小脈沖群。脈沖4模擬車上大電流負(fù)載啟動所造成的電壓跌落現(xiàn)象。脈沖5則模擬拋負(fù)載引起的大能量脈沖干擾。

電源電路具體設(shè)計(jì)
對整機(jī)系統(tǒng)來說，必須有針對性地對電源進(jìn)行凈化處理。除了對干擾源的消除，zui重要的是必須提升電源系統(tǒng)的抗*力。常用的提升電源系統(tǒng)的抗*力的方法包括：用吸收法進(jìn)行尖峰濾除，以消除正脈沖干擾，采用的器件可以是熱敏電阻、TVS管等；對于負(fù)脈沖，可以采用增加電容容量，利用蓄能抵抗干擾。對于電源跌落干擾，可以增加電源的濾波電容，在滿足成本和性能指標(biāo)要求的同時(shí)，盡量選用寬壓輸入范圍的電源芯片。

圖1 電源系統(tǒng)框圖

針對ISO7637對汽車電子設(shè)備在電源上的抗擾度要求，這里給出一個(gè)合理的12V電源系統(tǒng)方案，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

電源系統(tǒng)包括防反接保護(hù)、浪涌保護(hù)、共模扼流、π型濾波和DC/DC處理五個(gè)部分。各部分工作原理如下：防反接保護(hù)使用一個(gè)普通二極管就可以實(shí)現(xiàn)。浪涌保護(hù)包括一個(gè)PPTC和TVS管，可以有效抑制類似于脈沖5的干擾。PPTC是熱敏電阻器，電阻隨溫度升高而增加。TVS是瞬態(tài)電壓抑制二極管，其具體選型原則后面詳細(xì)介紹。當(dāng)有脈沖5干擾進(jìn)入電源線路時(shí)，TVS會動作，對流向后端電路的瞬間電流進(jìn)行分流，而受保護(hù)的后端電壓被限制在TVS兩端的箝制電壓。PPTC的動作速度慢于TVS，在大電流的作用下，PPTC呈高阻，會斷開后級電路，可以起到減少TVS瀉流時(shí)間，保護(hù)TVS的功能。共模扼流部分是一個(gè)共模扼流圈，能有效抑制高頻共模噪聲，提高電源電路的抗電磁干擾，同時(shí)抑制電路自身向外發(fā)射干擾。π型濾波電路進(jìn)一步濾除噪聲，凈化進(jìn)入后端電路的電源。DC/DC處理根據(jù)實(shí)際應(yīng)用完成各種類電源轉(zhuǎn)換，例如5V、3.3V、1.8V等。本電源系統(tǒng)選用車載級的DC/DC芯片A8498。它具有8～50V的寬電壓輸入范圍。輸出可調(diào)，范圍為0.8～24V。輸出驅(qū)動能力達(dá)到3A，能滿足各種后端負(fù)載的需求。其輸入管腳邊上配備一大一小兩個(gè)電容，除了濾除噪聲，還具有儲能的作用，其中極性大電容C5使用高品質(zhì)鉭電容。因?yàn)锳8498的zui低工作電壓為8V，在遇到脈沖4的干擾時(shí)，電壓跌落會達(dá)到6V，為保證在跌落的短瞬間A8498仍能提供正常輸出，大電容的容值要足夠大，在輸入電壓跌落時(shí)能提供足夠儲能。方案實(shí)際測試結(jié)果表明電容C5的值至少要為220μF。
電源系統(tǒng)的詳細(xì)電路設(shè)計(jì)如圖2所示。