一、概述

在ADAS（高級駕駛輔助系統）中，“拋負載”（load dump）和“靜電”（electrostatic discharge, ESD）是兩個與電氣安全和系統抗擾性密切相關的重要概念。它們會對電子元器件、傳感器、ECU（電子控制單元）等關鍵系統產生潛在危害，因此在設計ADAS系統時必須重視并加以防護。

1.1、什么是拋負載？

拋負載是指當汽車發電機給電瓶充電的過程中，如果電瓶突然從電路中斷開（比如電瓶連接線斷開），由于電感的特性，發電機輸出的電壓會瞬間升高（可能達到100V以上），對整個電氣系統造成很大沖擊。

1.2、拋負載的危害

• 電壓突升可能損壞ADAS控制器（如攝像頭控制單元、雷達模塊、主控制器等）。
• 會燒毀PCB板上的敏感電子元件。
• 導致系統誤動作或重啟。

1.3、防護措施

• 使用TVS（瞬態電壓抑制）二極管
• 電源穩壓器具備Load Dump保護
• 增加LC濾波電路
• 使用符合ISO 7637-2標準的電子元件

2.1、什么是靜電？

靜電是由于電子聚集形成的電荷積累，通常在人員、設備接觸或空氣干燥環境中產生。當這些帶電體突然接觸電子器件時，會發生高電壓的靜電放電（ESD），對微電子器件造成破壞。

2.2、靜電在ADAS中的風險？

• 損壞敏感元件（例如CMOS攝像頭、激光雷達接收器）
• 導致傳感器誤觸發或通信故障
• 潛在的系統穩定性隱患

2.3、防護措施

• PCB布局中加入ESD保護二極管
• 外殼和傳感器外部采用金屬屏蔽/接地設計
• 使用抗靜電材料包覆
• 測試遵循標準：如IEC 61000-4-2

二、應用框圖

智能輔助駕駛中的拋負載和靜電保護方案

三、接口說明及推薦器件

1、12V電源口

12V 電源口的拋負載保護電路主要用于應對汽車電源系統中由于電池斷開而產生的高電壓脈沖（Load Dump），其瞬時電壓可能達到 60V~100V，對后端電子設備造成致命傷害。

推薦使用TPSVC150B33系列車用TVS二極管產品，符合AEC-Q101認證標準。具有極快的響應時間（亞納秒級）和相當高的浪涌吸收能力， 它旨在保護車載電子設備免受ESD、EFT和電感性負載開關電壓瞬態事件的影響，適用于條件惡劣的汽車拋負載應用。

TPSVC150B33系列車用TVS二極管電性參數表

2、PHY接口

PHY（Physical Layer Device，物理層設備）是網絡通信中連接數字控制器與物理介質（如以太網線纜）的關鍵模塊，常見于ADAS、車載以太網（如100BASE-T1、1000BASE-T1）中。由于PHY芯片通常直接連接到車外部接口（RJ45/連接器），它們極易受到靜電放電（ESD）的影響，因此靜電保護設計非常重要。

推薦使用Semiware的TPSE3D35B3.3MA系列車用靜電抑制器產品，符合AEC-Q101認證標準。具有漏電流小，反應速度快（nS級），可靠性高等特性，被廣泛應用于車載電子設備中HDMI，USB，VGA等高速信號傳輸接口ESD靜電防護，保護每個輸入/輸出引腳，為可能經歷破壞性靜電放電(ESD)的電子設備提供高級別保護。

TPSE3D35B3.3MA系列車用靜電抑制器電性參數表

3、CAN總線

CAN總線是汽車和工業系統中廣泛使用的通信總線，對靜電放電（ESD）保護至關重要，因為其物理層經常暴露于車輛外部或連接器接口，容易受到靜電干擾。一個良好的 CAN總線靜電保護方案 能有效防止通信異常、控制單元失效甚至物理損壞。CAN總線ESD保護的目標：

• 抵御靜電放電（ESD）電壓（±8kV~±25kV）
• 抵御浪涌、電快速瞬變（如 ISO 7637、ISO 10605）
• 不影響CAN信號質量（不增加太多電容）
• 滿足車規標準（如 AEC-Q101、ISO 11898）

推薦使用TPSE23T20B24LB系列汽車用ESD靜電抑制器，符合AEC-Q101認證標準。具有漏電流小，反應速度快（nS級），可靠性高等特性，被廣泛應用于車載電子設備中HDMI，USB，VGA等高速信號傳輸接口ESD靜電防護，保護每個輸入/輸出引腳，為可能經歷破壞性靜電放電(ESD)的電子設備提供高級別保護。

TPSE23T20B24LB系列汽車用ESD靜電抑制器

使用注意事項

• 避免使用普通齊納管替代ESD靜電抑制器，因響應速度和功率不匹配
• 不推薦在 CANH 和 CANL 之間直接接ESD靜電抑制器，建議 CANH-GND、CANL-GND 分別保護
• ESD靜電抑制器的電容越低越好，防止通信波形畸變
• 布局時優先靠近連接器放置ESD靜電抑制器，形成最近路徑泄放 ESD 到地
• 可選冗余方案：CAN收發器本身帶 ESD 保護 + 外部ESD靜電抑制器雙重保障

4、LIN總線

LIN總線（Local Interconnect Network）在汽車中常用于低速、低成本的控制模塊通信，如車窗、電動座椅、大燈控制等。雖然它工作在較低頻率（20kbps），但由于其單線通信結構和暴露在連接器端，ESD防護仍然非常重要。LIN總線 ESD 防護目標：

• 抵御靜電放電（±8kV 接觸 / ±15~25kV 空氣）
• 不影響LIN信號完整性（低頻但要維持邏輯電平）
• 滿足車規要求（AEC-Q101、ISO 10605）
• 與 LIN 收發器兼容（如 TJA1021、ATA663211）

推薦使用PESD1LIN系列車用靜電抑制器產品，符合AEC-Q101認證標準。具有漏電流小，反應速度快（nS級），可靠性高等特性，被廣泛應用于車載電子設備中HDMI，USB，VGA等高速信號傳輸接口ESD靜電防護，保護每個輸入/輸出引腳，為可能經歷破壞性靜電放電(ESD)的電子設備提供高級別保護。

PESD1LIN系列車用靜電抑制器電性參數表

使用注意事項

• ESD靜電抑制器必須靠近LIN物理接口（連接器）布置，以提供最快泄放路徑
• 不建議用齊納管替代ESD靜電抑制器（二極管響應速度慢，鉗位能力差）
• LIN 收發器自帶保護功能 ≠ 替代外部保護元件
• 可選加 RC 濾波器（限速+抗尖峰干擾），例如：R = 100Ω，C = 1nF～2.2nF（慎用，過大可能影響通信）