一.拋負(fù)載的定義與分類

拋負(fù)載（英文：Load dump），指的是電源與負(fù)載斷開的瞬間，因負(fù)載突變引發(fā)電源電壓急劇波動(dòng)的現(xiàn)象。在汽車電子領(lǐng)域，具體是指蓄電池充電過(guò)程中，發(fā)電機(jī)與蓄電池突然斷開連接，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸出產(chǎn)生大幅電壓尖峰，進(jìn)而對(duì)其他連接在發(fā)電機(jī)電源上的電子設(shè)備構(gòu)成損壞威脅。

汽車拋負(fù)載主要分為三類：僅切斷發(fā)電機(jī)向負(fù)載供電，稱為“發(fā)電機(jī)單拋”；僅切斷蓄電池，稱為 “蓄電池單拋”；同時(shí)切斷發(fā)電機(jī)與蓄電池，則稱為 “雙拋”?？紤]到汽車運(yùn)行對(duì)可靠性的嚴(yán)苛要求，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定的拋負(fù)載試驗(yàn)，具備充分的科學(xué)性與必要性，該試驗(yàn)屬于破壞性極強(qiáng)的嚴(yán)苛測(cè)試項(xiàng)目。

二.拋負(fù)載測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

7637-5A/5B 詳解

汽車拋負(fù)載的影響程度主要取決于三個(gè)核心因素：最大電壓、電源內(nèi)阻及電壓尖峰持續(xù)時(shí)間，因此，精準(zhǔn)控制這三者的綜合作用，是汽車拋負(fù)載保護(hù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。

ISO7637 標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了 12V和24V電氣系統(tǒng)道路車輛沿電源線的電傳導(dǎo)騷擾及其抗擾度的試驗(yàn)等級(jí)與測(cè)量方法，其中脈沖波形 5A和5B 對(duì)應(yīng)的測(cè)試是該標(biāo)準(zhǔn)中最具破壞性、通過(guò)難度最高的項(xiàng)目。兩者的核心區(qū)別在于：7637-5A為未經(jīng)抑制的原始脈沖波形，能量沖擊更強(qiáng)；7637-5B為發(fā)電機(jī)前端配備電壓抑制裝置后的脈沖波形，能量相對(duì)溫和。在相同內(nèi)阻條件下，脈沖波形的面積直接反映了其攜帶能量的大小。

7637-5A/5B 核心測(cè)試參數(shù)

上海雷卯電子擁有專業(yè)的電磁兼容實(shí)驗(yàn)室，可為客戶提供拋負(fù)載摸底測(cè)試服務(wù)，下圖為實(shí)驗(yàn)室開展7637-5B 測(cè)試的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景。

三.7637-5A/5B 能量抑制設(shè)計(jì)

核心要求

7637-5A 測(cè)試模擬了最惡劣的拋負(fù)載工況：對(duì)于12V系統(tǒng)，其尖峰電壓 Us區(qū)間為 79-101V，內(nèi)阻范圍 0.5-4Ω，浪涌電壓持續(xù)時(shí)間 40-400ms。若針對(duì)該場(chǎng)景設(shè)計(jì)的拋負(fù)載保護(hù)方案，能在規(guī)定脈沖條件下通過(guò) 10 次連續(xù)測(cè)試，則表明該保護(hù)方案具備合格的防護(hù)能力。

上海雷卯電子作為專業(yè)的電磁兼容方案設(shè)計(jì)與器件制造商，已針對(duì)7637-5A/5B 測(cè)試驗(yàn)證了多種保護(hù)方案，以下將逐一呈現(xiàn)，供工程師根據(jù)實(shí)際需求選擇。

四.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的TVS管保護(hù)方案

上海雷卯電子推出一款結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)的拋負(fù)載保護(hù)方案，僅需一顆TVS 管（瞬態(tài)抑制二極管）即可實(shí)現(xiàn)核心防護(hù)，電路結(jié)構(gòu)如下：

（1）針對(duì) 7637-5A 的保護(hù)方案及測(cè)試數(shù)據(jù)

24V系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

12V 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

（2）針對(duì) 7637-5B 的保護(hù)方案

多數(shù)汽車原廠已配備電壓限位裝置，可確保拋負(fù)載時(shí)的輸出浪涌電壓不超過(guò)7637-5B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值，大幅降低了風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。針對(duì)此類場(chǎng)景，可選用高性價(jià)比保護(hù)方案，推薦上海雷卯電子的 SM5S24CA 系列車用 TVS 管或 6.6SMDJ24CA 型號(hào) TVS 管，其測(cè)試波形如下：

五.DC-DC模塊的設(shè)計(jì)考量

由于TVS管本身的特性，其箝位電壓與工作電壓存在一定波動(dòng)區(qū)間，為確保 DC-DC 模塊在拋負(fù)載場(chǎng)景下的穩(wěn)定運(yùn)行，需遵循以下耐壓選型原則：12V系統(tǒng)的 DC-DC 模塊耐壓值應(yīng)不低于 40V，24V系統(tǒng)的 DC-DC 模塊耐壓值應(yīng)不低于 60V。

若實(shí)際應(yīng)用中需要更低箝位電壓的TVS管，上海雷卯電子可提供專用低箝位 TVS 物料，滿足個(gè)性化防護(hù)需求。