TVS推荐 ∣ 汽车EPS的电路防护器件如何选型？

发布时间：2025-09-23 16:26
作者：AMEYA360
来源：里阳半导体
阅读量：214

　　在现代汽车电子系统中，EPS(电子助力转向系统)作为辅助驾驶系统的关键组成部分，其稳定性和可靠性直接关系到车辆行驶的安全性和舒适性。

　　然而，EPS系统在工作过程中面临多种潜在的电气威胁，尤其是来自电源线路的浪涌、静电放电(ESD)及电磁脉冲(EMP)等。为了保障EPS电源电路的安全，采用高效的保护器件显得尤为重要。

　　PART 01 EPS系统结构及其工作原理

　　根据助力电机安装位置不同，EPS可分为转向轴助力式C-EPS、齿轮助力式P-EPS、齿条助力式R-EPS三种。其中C-EPS的电机固定在转向柱一侧，通过减速机构与转向柱相连直接驱动转向柱助力转向。

　　EPS主要包括扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等核心部件。它通过扭矩传感器感知驾驶者的转向意图，并结合车速传感器信号，由电子控制单元(ECU)判断并控制电动机输出适宜的辅助扭矩，经减速机构增扭后助力转向。

　　EPS能够减轻驾驶者转向时的操作力，提高转向的灵活性和舒适性，同时也有助于提升车辆的操控稳定性和安全性。

　　EPS系统框图(图片来源于网络)

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　　在汽车EPS的电路防护中，TVS广泛应用于电源输入端、电机驱动电路、输出驱动端、外部接口等位置。

　　EPS主要组成部分(图片来源于网络)

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　　PART 02 EPS系统需要防护的关键端口

　　01 ECU

　　02 EPS电机

　　为了确保EPS系统的稳定运行，因此需要特别关注关键端口的防护

　　1、ECU内部端口防护

　　(1)电源电路：在ECU的电源输入端，TVS用于抑制来自电源线的瞬态电压，保护电源管理芯片和其他电路。

　　(2)通信电路：ECU的通信方式一般使用CAN总线。在扭矩传感器、角度传感器等信号线上，TVS Array有效防止因静电放电(ESD)事件而导致的电路损坏或性能下降，保护传感器和信号处理电路。

　　2、电机驱动电路

　　在电机驱动电路中，TVS用于抑制电机启停或换向时产生的瞬态电压，保护驱动芯片和MOSFET等功率器件。

　　PART 03 EPS电路防护器件的选型原则

　　那么如果现在想选用TVS去保护EPS，该怎样选型呢?需要考虑下面几个参数：

　　(1)电压VRWM的选择：防护器件的额定电压必须高于系统的最大工作电压，以确保在正常工作条件下不会误触发。VRWM通常是VCC的1.1~1.2倍，根据ISO16750-2的测试标准，对于12V系统，通常选择VRWM为26V及以上的TVS(例如5.0SMDJ26CA-Q);对于24V系统，通常选择VRWM为33V及以上的TVS(例如SM8S33CA);

　　(2)钳位电压VC：一定要小于后级工作电路可承受的最大瞬态电压;

　　(3)峰值脉冲电流(IPP)与峰值脉冲功率(PPP)：峰值脉冲功率PPP是峰值脉冲电流IPP和钳位电压VC的乘积。一般确定了钳位电压VC后，我们可以根据电路板上可能通过的最大瞬态电流(IPP)来确定所选的TVS可承受的峰值脉冲功率。

　　PART 04 EPS系统防护的具体应用方案

　　1.防护方案

　　(1)电源端口的防护

　　电源端口防护方案设计

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　　(2)电动机端口的防护

　　EPS的核心组件之一是电动机，用于提供转向助力，如果电动机损坏或磨损，会导致转向困难或完全失去助力，因此，除了物理损伤的防护之外，还需要电路上的防护。

　　电动机端口防护方案

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　　(3)ECU通讯端口的防护

　　ECU通讯线路防护方案

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　　2.测试标准

　　车规级TVS需要满足ISO 16750-2的测试标准，以保证在恶劣环境下能够正常使用。

　　结语

　　汽车EPS系统作为现代汽车的重要组成部分，其稳定性和可靠性直接影响到驾驶安全。通过合理选择防护器件进行防护设计，可以确保EPS系统在各种复杂环境下稳定运行，保障车辆行驶顺利。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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2023-08-02 16:47 阅读量：2693
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