“雷達(dá)傳感器總被靜電打壞”“電池管理系統(tǒng)過(guò)不了拋負(fù)載測(cè)試”“高速總線防護(hù)后信號(hào)總衰減”…… 這些問(wèn)題看似零散，實(shí)則都指向車載電子的核心威脅 —— 靜電放電（ESD）與供電軌瞬態(tài)沖擊。

結(jié)合15年防護(hù)經(jīng)驗(yàn)，以及對(duì)車載電氣環(huán)境的深度研究，上海雷卯針對(duì)性開(kāi)發(fā)出 “電源-信號(hào)-布局” 三位一體防護(hù)體系，目前已覆蓋 BMS、域控制器、智能座艙等核心模塊。今天就從實(shí)際工況出發(fā)，雷卯EMC小哥拆解如何為車載 ECU 筑起 “無(wú)死角防護(hù)網(wǎng)”。

一、先搞懂車載電氣威脅：兩類沖擊最致命

在車載環(huán)境中，電子模塊面臨的電氣沖擊有明確的場(chǎng)景指向，我們通過(guò)上千次測(cè)試總結(jié)出，以下兩類是防護(hù)的重中之重：

1. 數(shù)據(jù)線：25kV 靜電的 “瞬間突襲”

車載數(shù)據(jù)線（CAN/LIN 總線、雷達(dá) / 攝像頭信號(hào)線）最易遭遇 ESD 沖擊 —— 當(dāng)乘客觸摸車門(mén)、維修人員插拔連接器時(shí)，可能產(chǎn)生 ±25kV 空氣放電（相當(dāng)于擊穿 3mm 空氣間隙）、±8kV 接觸放電，且電壓上升時(shí)間≤1ns。這種 “短、快、猛” 的脈沖，會(huì)直接擊穿車載 MCU 輸入引腳，導(dǎo)致通訊中斷。

針對(duì)這類風(fēng)險(xiǎn)，雷卯制定的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是：ESD 防護(hù)等級(jí)需達(dá)ISO10605 Category 3 的等級(jí)四，空氣放電±25kV要求，且鉗位電壓（Vc）必須低于車載模塊最大耐受電壓（通常 45V），同時(shí)不能影響信號(hào)傳輸。

2. 供電軌：87V 瞬態(tài)的 “持續(xù)轟炸”

比 ESD 更難應(yīng)對(duì)的是供電軌瞬態(tài)，尤其是兩類典型場(chǎng)景：

· 電感負(fù)載斷電（脈沖2a）：繼電器斷開(kāi)時(shí)，線束電感會(huì)產(chǎn)生 37~50V 尖峰電壓，持續(xù) 50μs，相當(dāng)于給 12V 供電系統(tǒng) “拍一記高壓巴掌”，容易燒毀 ECU 電源芯片；

· 負(fù)載突降（脈沖 5a）：電池突然斷開(kāi)但發(fā)電機(jī)仍發(fā)電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 65~87V 高壓，最長(zhǎng)持續(xù) 400ms，對(duì)電池管理系統(tǒng)（BMS）的沖擊尤為致命，曾出現(xiàn)因該沖擊導(dǎo)致 BMS 采集精度偏差超 10% 的案例。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防護(hù)目標(biāo)很明確：在 ISO 7637-2 測(cè)試中，需將瞬態(tài)電壓穩(wěn)定鉗位至安全范圍，同時(shí)保證器件在持續(xù)沖擊下不超溫、參數(shù)不漂移。

二、雷卯三套核心方案：針對(duì)性解決車載防護(hù)痛點(diǎn)

基于對(duì)車載威脅的深度拆解，我們打造出三套核心防護(hù)方案，分別對(duì)應(yīng)電源入口、信號(hào)鏈路、PCB 布局三大環(huán)節(jié)，每個(gè)方案都經(jīng)過(guò)嚴(yán)苛測(cè)試驗(yàn)證：

1. 電源入口：SM8S 系列 TVS 二極管，做 “電壓安全閥”；

針對(duì)供電軌瞬態(tài)，雷卯 SM8S 系列車規(guī) TVS 二極管是核心防護(hù)器件，關(guān)鍵參數(shù)完全匹配車載需求：

· 電壓適配：雷卯針對(duì)12V車載電源系統(tǒng)，采用SM8S24CA ，反向工作電壓24V，為電池充電時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓峰值可達(dá)15V，預(yù)留安全裕量，避免器件誤動(dòng)作；雷卯針對(duì)24V車載系統(tǒng)，采用SM8S33CA。滿足前裝汽車的ISO7637-2 5A/5B測(cè)試，滿足ISO10605-2，等級(jí)4，接觸放電15KV，空氣放電25KV。

· 高瞬態(tài)耐受：如12V系統(tǒng)在87V負(fù)載突降測(cè)試中，SM8S24CA能將電壓鉗位至38.9V（≤ECU 最大耐受電壓），峰值功率達(dá)6600W；

· 車規(guī)級(jí)可靠性：通過(guò) AEC-Q101 認(rèn)證，-55℃~175℃寬溫工作。

搭配雷卯PPTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，還能形成 “鉗位+過(guò)流” 雙重保護(hù)，應(yīng)對(duì)供電軌的復(fù)合沖擊。

2. 信號(hào)鏈路：低結(jié)電容系列ESD 管，當(dāng) “信號(hào)守護(hù)者”

數(shù)據(jù)線防護(hù)的難點(diǎn)在于 “既要防ESD，又不能影響信號(hào)”，雷卯針對(duì)不同信號(hào)的速率匹配適合的低結(jié)電容ESD二極管完美解決這一矛盾：

· 低結(jié)電容低鉗位電壓：小于5pF，低于高速信號(hào)傳輸要求（≤10pF），適配 100Mbps 車載以太網(wǎng)、CAN FD 等總線，實(shí)測(cè)信號(hào)衰減≤0.5%，不影響數(shù)據(jù)傳輸速率；

· 高ESD防護(hù)：接觸放電 ±30kV、空氣放電 ±30kV，超出車載基礎(chǔ)防護(hù)要求，哪怕在雷雨天氣，也能保護(hù)雷達(dá)、攝像頭等精密傳感器的信號(hào)純凈；

· 小封裝優(yōu)勢(shì)：采用 SOT-23 封裝，占板面積僅 2.9mm×1.6mm，適合車載 ECU 高密度布局。

3. PCB 布局：雷卯 “3mm+對(duì)稱” 法則，消除寄生隱患。

很多時(shí)候防護(hù)失效不是器件問(wèn)題，而是 PCB 布局埋下的隱患 ——35μm銅軌每厘米會(huì)產(chǎn)生 5nH 寄生電感，12.5A電流沖擊下額外壓降可達(dá)62.5V，直接抵消防護(hù)效果。對(duì)此雷卯總結(jié)出 “3mm + 對(duì)稱” 布局法則：

· 3mm 距離原則：防護(hù)器件與連接器距離≤3mm，最大限度縮短浪涌路徑，實(shí)測(cè)寄生電感從 5nH 降至 1.5nH，額外壓降減少 70%；

· 對(duì)稱布線設(shè)計(jì)：防護(hù)器件到數(shù)據(jù)線、到地的布線長(zhǎng)度誤差≤0.5mm，抵消 Ldi/dt 產(chǎn)生的額外電壓，浪涌響應(yīng)時(shí)間控制在 1ns 以內(nèi)，確保瞬態(tài)沖擊快速被鉗位。

三、從測(cè)試到量產(chǎn)：雷卯方案的實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證

雷卯在上海建有實(shí)驗(yàn)室，所有方案都經(jīng)過(guò) “場(chǎng)景化測(cè)試+量產(chǎn)驗(yàn)證” 雙重把關(guān)：

· 場(chǎng)景化測(cè)試：模擬車載全工況沖擊，比如對(duì)搭載雷卯方案的 ECU 做 ±25kV ESD 放電，測(cè)試后 ECU 通訊正常、功能無(wú)異常；87V 負(fù)載突降持續(xù) 100ms，器件參數(shù)無(wú)漂移；

· 量產(chǎn)穩(wěn)定性：支持車企年產(chǎn)10萬(wàn)臺(tái)的大規(guī)模供貨，交貨周期僅2周（行業(yè)平均 6~8 周），大幅降低客戶庫(kù)存壓力；

· 客戶案例：某頭部新能源車企BMS模塊采用雷卯TVS方案后，ESD測(cè)試通過(guò)率從 70% 提升至 100%，負(fù)載突降測(cè)試后通訊中斷時(shí)間控制在 5ms 以內(nèi)（遠(yuǎn)低于50ms功能安全要求）。

結(jié)語(yǔ)：雷卯，做車載電子的 “安全伙伴”

車載防護(hù)不是簡(jiǎn)單的器件堆砌，而是基于場(chǎng)景的系統(tǒng)解決方案。雷卯始終從車企實(shí)際需求出發(fā)，用15年防護(hù)經(jīng)驗(yàn)打磨產(chǎn)品、優(yōu)化方案，只為讓每一臺(tái)新能源車的電子系統(tǒng)都能遠(yuǎn)離靜電浪涌威脅。

Leiditech雷卯電子致力于成為電磁兼容解決方案和元器件供應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)品牌，供應(yīng)ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、電感等產(chǎn)品。雷卯自建免費(fèi)實(shí)驗(yàn)室，擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，能夠根據(jù)客戶需求提供個(gè)性化定制服務(wù)，為客戶提供最優(yōu)質(zhì)的解決方案。