车载电子设备的ESD对策电路和零部件选定的要点

来源:Panasonic(松下)

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发布时间:2025-09-23

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背景


上篇文章中,我们对汽车领域ESD对策的重要性进行了解说,并介绍了安全释放静电的技术与评估手法。为将ESD(Electrostatic Discharge:静电放电)对电子设备的影响控制在比较小的限度,适当的电路设计与零部件选定至关重要。特别是对于车载电子设备,不仅需要强化ESD耐受性,还需兼顾噪声对策的平衡。


本文将详细解说单独使用MLCV(Multi-Layer Ceramic Varistor:多层陶瓷压敏电阻器)的ESD对策,以及通过与MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor:多层陶瓷电容器)的并联结构实现噪声抑制的效果,并对最佳的电路结构进行介绍。

PART 01


ESD对策电路



仅需ESD对策的情形:单独使用MLCV


当ESD对策为最优先事项时,单独使用MLCV最为有效。MLCV具备优异的ESD耐受性,能像MLCC那样避免端子间放电,从而有效保护IC及电子电路。再者,由于无需MLCC等电容器,因而在要求小型化与高耐受性的环境中也能发挥其优异的性能。单独使用MLCV,在以ESD对策为目的的设计中,还具有减少零部件数量和简化电路结构的优点。


兼顾噪声对策的情形:MLCC+MLCV并联结构


当同时需要ESD对策与噪声抑制时,宜采用MLCC与MLCV并联结构。MLCC具备较大的静电容量,可发挥降噪作用,但若对其施加高压ESD则可能引发端子间放电或电气特性劣化的风险,因此与MLCV并用可保护MLCC免受ESD影响,维持稳定的性能。


藉由该并联结构,能够均衡实现噪声对策与ESD对策,特别适用于车载通信及高精度电子设备的保护。通过因应设计来调整MLCC的容量,还可以进行更精细的噪声抑制。由此,可以兼顾ESD对策的强化与通信品质的提升。图1为因应不同用例的电路结构。


图1 因应用例的电路构成



PART 02


采用ESD对策零部件的优势

与选定时的注意事项


降低IC故障风险并避免NTF


如果引入ESD对策,就能特别对控制车载通信和驱动系统的关键IC进行保护,大幅降低静电破坏的风险。由此,整个系统的可靠性得以提升,还能防止收发器IC等重要零部件出现故障,以及避免NTF(No Trouble Found:故障不重现)这类问题的发生。


从供应层面(BCP)及综合视角进行判断的重要性


在选择ESD对策零部件时,仅仅挑选性能高的零部件是不够的。还需考虑厂商的供应体制、零部件的兼容性,以及未来的业务持续计划(BCP)等供应层面的稳定性因素。此外,将齐纳二极管(ZD)、ESD抑制器等零部件也纳入比较范围,从综合视角出发,探讨选择最适合的ESD对策零部件也同样十分重要。



PART 03


松下的ESD对策零部件

ESD抑制器




作为松下的ESD对策零部件,除了本报告中介绍的MLCV外,还有ESD抑制器。ESD抑制器,其内部设有间隙,当检测到高电压时,会通过间隙间的放电将多余电压安全释放,从而保护电路。“抑制器”意为“用来抑制的装置”,它可迅速降低因ESD(静电放电)产生的过高电压,从而防止电子零部件损坏。其结果是,电子设备的耐用性和可靠性大幅提升。


ESD抑制器的特点是静电容量低,最适合用于天线电路和超高速通信电路的ESD对策。




 总结与未来发展方向 



新型评估手法与放电机制分析


通过使用上篇文章中介绍的ESD可视化摄像头进行放电观察,以及开展重复施加测试,能够找出以往容易被忽视的故障原因。特别是为了提高车载领域产品的可靠性,加强放电机制分析及验证手法显得尤为重要。


应对车载通信进一步高速化

和高可靠化的ESD对策


此外,随着车载通信技术的不断发展,支撑5G和自动驾驶技术的通信线路正朝着高速化方向迈进,在此进程中,市场对具有更高耐受性和更低容量的ESD对策零部件的需求日益增长。以MLCV为代表的下一代零部件的研发以及对这些零部件的有效评估,将成为未来提升车载电子设备性能和确保安全性的关键所在。

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