在現代汽車電子系統(tǒng)中，EPS（Electromechanical Power Steering，電子助力轉向系統(tǒng)）作為輔助駕駛系統(tǒng)的關鍵組成部分，其穩(wěn)定性和可靠性直接關系到車輛行駛的安全性和舒適性。
然而，EPS系統(tǒng)在工作過程中面臨多種潛在的電氣威脅，尤其是來自電源線路的浪涌、靜電放電（ESD）及電磁脈沖（EMP）等。為了保障EPS電源電路的安全，采用高效的保護器件顯得尤為重要。
一、EPS系統(tǒng)結構及其工作原理
根據助力電機安裝位置不同，EPS可分為轉向軸助力式C-EPS、齒輪助力式P-EPS、齒條助力式R-EPS三種。其中C-EPS的電機固定在轉向柱一側，通過減速機構與轉向柱相連直接驅動轉向柱助力轉向。
EPS主要包括扭矩傳感器、車速傳感器、電動機、減速機構和電子控制單元（ECU）等核心部件。它通過扭矩傳感器感知駕駛者的轉向意圖，并結合車速傳感器信號，由電子控制單元（ECU）判斷并控制電動機輸出適宜的輔助扭矩，經減速機構增扭后助力轉向。
EPS能夠減輕駕駛者轉向時的操作力，提高轉向的靈活性和舒適性，同時也有助于提升車輛的操控穩(wěn)定性和安全性。
EPS系統(tǒng)框圖（圖片來源于網絡）
EPS主要組成部分（圖片來源于網絡）
在汽車EPS的電路防護中，TVS廣泛應用于電源輸入端、電機驅動電路、輸出驅動端、外部接口等位置。
二、EPS系統(tǒng)中需要防護的關鍵端口
為了確保EPS系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，因此需要特別關注關鍵端口的防護。
1、ECU內部端口防護
1.1電源電路：在ECU的電源輸入端，TVS用于抑制來自電源線的瞬態(tài)電壓，保護電源管理芯片和其他電路。
1.2 通信電路：ECU的通信方式一般使用CAN總線。在扭矩傳感器、角度傳感器等信號線上，TVS Array有效防止因靜電放電（ESD）事件而導致的電路損壞或性能下降，保護傳感器和信號處理電路。
ECU的實物圖
2、電機驅動電路
在電機驅動電路中，TVS用于抑制電機啟?；驌Q向時產生的瞬態(tài)電壓，保護驅動芯片和MOSFET等功率器件。
EPS的電機
三、汽車EPS電路防護器件的選型原則
那么如果現在想選用TVS去保護EPS，該怎樣選型呢？需要考慮下面幾個參數：
1、電壓VRWM的選擇：防護器件的額定電壓必須高于系統(tǒng)的最大工作電壓，以確保在正常工作條件下不會誤觸發(fā)。VRWM通常是VCC的1.1~1.2倍，根據ISO16750-2的測試標準，對于12V系統(tǒng)，通常選擇VRWM為26V及以上的TVS（例如5.0SMDJ26CA-Q）；對于24V系統(tǒng)，通常選擇VRWM為33V及以上的TVS（例如SM8S33CA）；
2、鉗位電壓VC：一定要小于后級工作電路可承受的最大瞬態(tài)電壓；
3、峰值脈沖電流（IPP）與峰值脈沖功率（PPP）：峰值脈沖功率PPP是峰值脈沖電流IPP和鉗位電壓VC的乘積。一般確定了鉗位電壓VC后，我們可以根據電路板上可能通過的最大瞬態(tài)電流（IPP）來確定所選的TVS可承受的峰值脈沖功率。
5.0SMDJ-Q相關型號參數
SM8S相關型號的參數
四、EPS系統(tǒng)防護的具體應用方案
4.1 防護方案
4.1.1電源端口的防護
電源端口防護方案設計
4.1.2 電動機端口的防護
EPS的核心組件之一是電動機，用于提供轉向助力，如果電動機損壞或磨損，會導致轉向困難或完全失去助力，因此，除了物理損傷的防護之外，還需要電路上的防護。
電動機端口防護方案
4.1.3 ECU通訊端口的防護
ECU通訊線路防護方案
4.2 測試標準
車規(guī)級TVS需要滿足ISO 16750-2的測試標準，以保證在惡劣環(huán)境下能夠正常使用。
里陽 SM8S33CA滿足ISO16750-2的測試標準，24V系統(tǒng)測試條件如下：ISO 16750-2 P5A UA=28V，US=202V，Td=350ms，Ri=4Ω，10次，每次1min。測試的波形圖如下：
同時,里陽另一款 5.0SMDJ26CA-Q滿足ISO16750-2的12V系統(tǒng)的測試標準，測試條件：DC=14.0V，US=101V，US*=35V，td=400ms，Ri=0.5Ω，±5 次浪涌測試，測試的波形圖如下：
結語
汽車EPS系統(tǒng)作為現代汽車的重要組成部分，其穩(wěn)定性和可靠性直接影響到駕駛安全。通過合理選擇防護器件進行防護設計，可以確保EPS系統(tǒng)在各種復雜環(huán)境下穩(wěn)定運行，保障車輛行駛順利。
里陽半導體專注TVS、ESD、GDT等保護器件，您電路的安全守衛(wèi)，我們的終身技術使命。
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商品編號 |
原廠型號 |
封裝 |
品牌 |
類目 |
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C2990552 |
DO-218AB |
里陽半導體 |
TVS/ESD |
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C18347534 |
DO-214AB |
里陽半導體 |
TVS/ESD |
