汽车电器防浪涌电路研究

曹文辉，丁爱峰，郭朝晖

（江铃汽车股份有限公司，江西 南昌 330001）

随着汽车电气电子技术的飞速发展，汽车电气功能越来越复杂，配置越来越丰富，相应的电器零部件也随之增加，使得整车电器零件的功能要求越来越强大，集成芯片普遍替代了原来简单的元器件构成的电路，对整车电路环境提出了更高的要求。电子产品的电源电路中，通常开机时都会产生浪涌电流。在汽车中，车身电器普遍采用单线制公共导线、负极搭铁、并联电路，因此车身电子设备处于一个充满电磁噪声的环境中，车身电子设备不得不承受来自临近设备的瞬间干扰，所以在设计之初就应该考虑其良好的电磁兼容性能，因此对系统的抗干扰能力要求较高。随着汽车的不断普及，人们对汽车上电子产品的需要也不断增加，比如：播放器、GPRS和影音系统。汽车在开启和非正常工作时会产生很大的浪涌，为避免对汽车电子产品造成损坏，通常需在电路中加入一种防浪涌电路。

现有的防浪涌电路使用过程中，通过设置稳压二极管和熔断器的方式与汽车播放器的电源输入端进行连接，以达到降低浪涌的效果，但由于熔断器对过载反应很不灵敏，使得当电路系统中播放器发生轻度过载时，熔断器将持续很长时间才熔断，有时甚至不熔断。因此，导致现有的防浪涌电路的浪涌吸收能力差，降低了用户体验。以下是某车型多媒体播放器加入该防浪涌电路设计的介绍。

1 原理介绍

一种汽车播放器防浪涌电路，设于播放器与汽车上的供电电源之间，包括：①主控芯片，用于控制所述汽车播放器防浪涌电路上信号的传输；②滤波电路，与主控芯片的信号输出端电性连接，滤波电路用于对主控芯片的输出信号进行滤波处理；③防浪涌电路，与播放器的电源输入端电性连接，防浪涌电路中设有TVS管，防浪涌电路用于将输送至播放器的供电电压控制在预设电压范围内；④整流电路，分别与主控芯片的输出端、滤波电路的输入端和防浪涌电路的输入端电性连接，整流电路用于将主控芯片输送至防浪涌电路的交流电转换为单向脉动直流电。

上述汽车播放器防浪涌电路，通过在播放器的电源输入端加入TVS管的设计，使得在汽车出现较大的电压波动时，TVS管可以瞬间将电阻拉高，使电压稳定在播放器可以承受的范围内。图1为增加TVS管，图2为未加TVS管。

2 实施方式

请参阅图1，本实施例提供一种汽车播放器防浪涌电路100a，设于播放器与汽车上的供电电源之间，包括：①主控芯片U101，用于控制汽车播放器防浪涌电路100上信号的传输；②滤波电路30，与主控芯片U101的信号输出端电性连接，滤波电路30用于对主控芯片U101的输出信号进行滤波处理。

图1 增加TVS管

图2 未加TVS管

本实施例中，汽车播放器防浪涌电路100a还包括：①防浪涌电路10，与播放器的电源输入端电性连接，防浪涌电路10中设有TVS管ZD1，防浪涌电路10用于将输送至播放器的供电电压控制在预设电压范围内；②整流电路20，分别与主控芯片U101的输出端、滤波电路30的输入端和防浪涌电路10的输入端电性连接，整流电路20用于将主控芯片U101输送至防浪涌电路10的交流电转换为单向脉动直流电。

1）本实施例中，防浪涌电路10还包括与TVS管ZD1串联的电感，电感的输入端与滤波电路30电性连接，TVS管ZD1的输入端分别与电感的输出端和播放器的电源输入端电性连接，TVS管ZD1的输出端与搭铁连接。

2）整流电路20包括整流电阻R1和与整流电阻R1串联的二极管D1，二极管D1与供电电源正极电性连接。此外，本实施例中，滤波电路30包括分别与主控芯片U101电性连接的第1电容E101和第2电容C101，第1电容E101和第2电容C101的输入端分别与主控芯片U101的第3引脚及整流电路20的输入端电性连接。

需要说明的是：本实施例中，TVS管ZD1的型号为SM6S22A，电感的电感量为100μH，二极管D1的型号为1N4007，主控芯片U101的型号为HT7550。

本实施例中，通过在所述播放器的电源输入端加入TVS管ZD1的设计，使得在汽车出现较大的电压波动时，TVS管ZD1可以瞬间将电阻拉高，使电压稳定在播放器可以承受的范围内，以保证PCB板上其他元件不受瞬间高压的破坏，进而有效提高汽车播放器防浪涌电路100的浪涌吸收能力，提高了用户体验，并且该元件价格低廉，节约收放机的设计成本。

图1为汽车播放器防浪涌电路100a的电路结构示意图，所述滤波电路30还包括第3电容E102和第4电容C102，通过第3电容E102和第4电容C102的设计，在主控芯片U101与芯片电源端之间起到了滤波效果，进而有效提高了汽车播放器防浪涌电路100a整体电路结构的稳定性。

3 效果验证

效果验证采用的标准如表1所示。

表1 验证采用的标准

对4个标准进行比较，我们采用了后2个国际标准ISO 7637-2-2004作为测试规范。将图1和图2两种电路设计的多媒体播放器按照如图3所示波形进行测试，图1电路可以通过测试，图2电路不行。

4 总结

在多媒体播放器电源输入端加入TVS管，在整车出现较大的浪涌波动时，该元件可以瞬间将电阻拉高使电压稳定在收放机可以承受的范围内，以保证PCB板上其他元件不受瞬间高压的破坏，并且该元件价格低廉，节约多媒体播放器的设计成本，提升电器的品质，此种设计可用于整车所有电器PCB板电路设计中。

图3 波形测试