Toshiba 于车载ECU的浪涌保护齐纳二极管

ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元,是汽车专用微机控制器。它和普通的计算机一样,由微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。它的功用是根据自身存储的程序对发动机各传感器输入的各种信息进行运算、处理、判断、然后输出指令,控制有关执行器动作,达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。

ECU的电压工作范围一般在6.5-16V(内部关键处有稳压装置)、工作电流在0.015-0.1A、工作温度在-40℃~80℃。能承受1000Hz以下的振动,因此ECU损坏的概率非常小,在ECU中CPU是核心部分,它具有运算与控制的功能,发动机在运行时,它采集各传感器的信号,进行运算,并将运算的结果转变为控制信号,控制被控对象的工作。它还实行对ROM/FLASH/EEPROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)和其它外部电路的控制;存储器ROM中存放的程序是经过精确计算和大量实验取得的数据为基础编写出来的,这个固有程序在发动机工作时,不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算。把比较和计算的结果用来对发动机的点火、空燃比、怠速、废气再循环等多项参数的控制。 

在一些中高级轿车上,不但在发动机上应用ECU,在其它许多地方都可发现ECU的踪影。例如防抱死制动系统、四轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统、多向可调电控座椅等都配置有各自的ECU。随着轿车电子化自动化的提高,ECU将会日益增多,线路会日益复杂。为了简化电路和降低成本,汽车上多个ECU之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术,将整车的ECU形成一个网络系统。

伴随着人们环保和安全意识的提高,包含两轮车在内的车辆正逐渐走向电子化和电动化,从而车辆搭载的ECU数量也在增加。此外,将ECU安装在发动机等发热部位附近的情况越来越多,因此对抛负载浪涌保护装置的耐热性要求也越来越高。

齐纳二极管是当超出规定的大电流瞬间流经电路时,用来防止电子设备损坏、确保所供电压恒定的二极管。特点是能够保护对象免受瞬态过压脉冲以及接近直流的过压脉冲的影响,ESD保护二极管很难做到这一点。除ESD外,电路设计中还应考虑作为过压脉冲的具有长脉冲宽度(微秒到毫秒量级)的感应雷电浪涌和开关浪涌。在设备电源线中,当电路开关时,可能会产生长达几毫秒的长脉冲宽度开关浪涌。齐纳二极管将保护半导体器件免受开关浪涌和频率接近直流的过压的影响。

它还可以保护半导体器件免受宽度为几百纳秒的静电放电和脉冲宽度为微秒量级的感应雷电浪涌的影响。这有助于提高设备的可靠性。齐纳二极管适用于保护电源线、电源控制线,并能保护内部电路和IC免受热插拔等引起的过压影响。电源线易受静电(ESD)和其它过压脉冲的影响,必须加以保护。电路断开的具体原因尚不清楚,但通常情况下是因为过压,比如电感负载的切换。齐纳二极管使对于电路和IC的保护更容易更安全。



                                                                                    


资料来源: 东芝(https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/diodes/zener-diodes/articles/zener-diode-that-protects-from-various-surges-of-overvoltage-pulse.html )

为了保护对象免受具有长脉冲宽度的过压脉冲的影响,必须根据假定的浪涌能量选择产品。 如果是如上图所示的过压脉冲,图中的灰色部分将接通至齐纳二极管,因此必须检查功率是否可以接受。利用上述方程来近似方波并计算脉冲宽度。每个产品的浪涌功率容限如图所示。确认在近似方波后tW的齐纳浪涌功率容限在设计上不成问题。

『东芝推出了“XCUZ系列”浪涌保护齐纳二极管,该系列产品符合 AEC-Q101标准,适用于汽车设备。新型XCUZ系列产品可保护设备和电路,避免受到各种来自车载ECU电源线和连接器的噪声(静电放电(ESD)、纳秒级ESD、微秒级到毫秒级开关浪涌等)的影响,并防止系统故障。新产品采用业界兼容的通用SOD-323(2.5mm×1.25mm)封装。此外,新发布的20款产品典型电压范围5.6V至36V,覆盖大部分电源电路。因此,产品可用于各种电压电路,有助于提高汽车设备的质量。』(作者:东芝;出处:https://toshiba-semicon-storage.com/cn/company/news/new-products-share/diode/diode-20230830-1d.html )


应用 : 

  • 汽车设备(IVI,ADAS,BMS等)

 
特性 :

  • 符合AEC-Q101标准
  • 高ESD耐受性(ISO10605认证)
  • 低动态电阻


主要规格 :


                                                                                                                                                车载齐纳二极管规格选型                                                       

引脚分布 : 



应用电路示例 :




特性曲线 :



                                                             资料来源: 东芝(https://toshiba-semicon-storage.com/cn/company/news/new-products-share/diode/diode-20230830-1d.html )

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参考来源

Toshiba: https://toshiba-semicon-storage.com/cn/company/news/new-products-share/diode/diode-20230830-1d.html

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