燃油車朝電動車轉型的腳步

自2005年以來，各國已相繼公告禁售燃油車政策，希望達成改善空氣污染以及減緩全球暖化等目的。例如: 歐盟部分[1]: 2023年2月14日歐洲議會通過法案，要求最晚從2035年起在歐盟境內禁止販賣汽柴油新車。美國部分[2]: 美國加州主管機關表決通過從 2035年起禁售燃油車的計劃，其他十六個州擬跟進。以上案例直接或間接的加速了燃油車朝電動車轉型的腳步。

相比燃油車，電動車和其相關設備新增的系統

主要會新增下列幾種系統 (如Fig. 1所示)，這些系統萬一受到 ESD/EOS的能量沖擊，將導致設備的不穩定或是故障隱患。有鑒于此，晶焱科技有針對電動車相關的通信介面設計和推出ESD/EOS防護的TVS元件，可參考以下整理。

1. Traction Inverter (牽引馬達逆變器)

牽引馬達逆變器是驅動電動車移動馬達的DC to AC車載電源系統。牽引馬達逆變器通信接口的TVS保護元件如下所示:

        ● CAN BUS: AZ9424-02S     

        ● Ethernet: AZ9515-02F, AZ9565-01F, AZ9400-02S, AZ9400-01F, AZ5515-02F, AZ5325-01F

2. OBC (On-Board Charger 車載充電器)

車載充電器的功能是提供電動車充電的AC to DC車載電源設備，通常須搭配交流充電樁作為輸出來進行充電。車載充電器通信接口的TVS保護元件如下所示:

        ● CAN BUS: AZ9424-02S

3. AC Charging Station  (交流充電樁)

交流充電樁是一種設計適用于住宅環境或公共環境使用的充電樁，相較于直流充電樁，交流充電樁的輸出功率通常較小， 電動車充電速度較慢。交流充電樁通信接口的TVS保護元件如下所示:

        ● Ethernet: AZ9515-02F, AZ9565-01F, AZ9400-02S, AZ9400-01F, AZ5515-02F, AZ5325-01F 

        ● I2C: AZ9515-02F, AZ5525-01F, AZ5015-01F     

        ● Wi-Fi: AZ9565-01F, AZ9568-01F, AZ5325-01F, AZ5323-01F

4. DC Charging Station (直流充電樁)

直流充電樁是一種設計偏向給公共環境使用的充電樁，相較于交流充電樁，直流充電樁的輸出功率通常較大，電動車充電速度較快。直流充電樁通信接口的TVS保護元件如下所示:

        ● CAN BUS: AZ9424-02S     

        ● Ethernet: AZ9515-02F, AZ9565-01F, AZ9400-02S, AZ9400-01F, AZ5515-02F, AZ5325-01F 

        ● I2C: AZ9515-02F, AZ5525-01F, AZ5015-01F     

        ● RS-485: AZ9812-01F, AZ4212-01G, AZ4212-01F     

        ● Wi-Fi: AZ9565-01F, AZ9568-01F, AZ5325-01F, AZ5323-01F

以CAN BUS為例，CAN BUS為目前汽車主要的通信接口總線，汽車的ECU (Electronic Control Unit) 節點會透過CAN BUS的CANH和CANL兩條信號線與總線其他ECU節點通信以交換各節點的信息或是讀取節點中Sensor的數據。根據ISO 11898-2的標準，Classical CAN 最高傳輸速度可達1Mbps，對于Classical CAN，晶焱科技的TVS AZ9424-02S可滿足1Mbps的通信速度以外也符合SAE J2962™-2之中對于TVS元件性能的Optional B等級需求 (SAE J2962™-2 中的 Parameters for TVS component performance, AZ9424-02S皆符合其Optional B要求的CMAX, VRM, VBR, Directionality, TLP VCL & ESDMAX規格規范)。在ESD耐受度上可超過IEC 61000-4-2標準的±30kV (Air/Contact) 水平，此外其也擁有極低的鉗制電壓 (Clamping Voltage) 可使ESD的能量被鉗制在低電壓，以防止CAN Transceiver IC受到ESD干擾而不穩定或是損壞。實測在IEC 61000-4-2標準8kV (對應TLP電流16A) 的ESD沖擊下，可以將ESD電壓鉗制在約31V的低電壓水平，以保護CAN Transceiver IC。再者，晶焱科技的AZ9424-02S是以一顆料件可同時防護CANH以及CANL總線的雙通道集成方案 (如Fig. 2所示)，相較于CANH以及CANL分別設計單通道防護元件的方案，只使用一顆雙通道集成方案可能減少PCB擺放空間及SMT打件成本。

晶焱科技的TVS能提供優秀的ESD/EOS防護性能，并且車規品可滿足AEC-Q101的可靠度測試規范，若有ESD/EOS防護相關需求，歡迎洽詢。

Reference: 

[1] https://zh.wikipedia.org/zh-tw/廢止燃油車

[2] https://tw.news.yahoo.com/news/美國加州開第-槍-2035年全面禁售燃油車-102738744.html