在现代汽车电子系统中，EPS（Electromechanical Power Steering，电子助力转向系统）作为辅助驾驶系统的关键组成部分，其稳定性和可靠性直接关系到车辆行驶的安全性和舒适性。
然而，EPS系统在工作过程中面临多种潜在的电气威胁，尤其是来自电源线路的浪涌、静电放电（ESD）及电磁脉冲（EMP）等。为了保障EPS电源电路的安全，采用高效的保护器件显得尤为重要。
一、EPS系统结构及其工作原理
根据助力电机安装位置不同，EPS可分为转向轴助力式C-EPS、齿轮助力式P-EPS、齿条助力式R-EPS三种。其中C-EPS的电机固定在转向柱一侧，通过减速机构与转向柱相连直接驱动转向柱助力转向。
EPS主要包括扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等核心部件。它通过扭矩传感器感知驾驶者的转向意图，并结合车速传感器信号，由电子控制单元（ECU）判断并控制电动机输出适宜的辅助扭矩，经减速机构增扭后助力转向。
EPS能够减轻驾驶者转向时的操作力，提高转向的灵活性和舒适性，同时也有助于提升车辆的操控稳定性和安全性。
EPS系统框图（图片来源于网络）
EPS主要组成部分（图片来源于网络）
在汽车EPS的电路防护中，TVS广泛应用于电源输入端、电机驱动电路、输出驱动端、外部接口等位置。
二、EPS系统中需要防护的关键端口
为了确保EPS系统的稳定运行，因此需要特别关注关键端口的防护。
1、ECU内部端口防护
1.1电源电路：在ECU的电源输入端，TVS用于抑制来自电源线的瞬态电压，保护电源管理芯片和其他电路。
1.2 通信电路：ECU的通信方式一般使用CAN总线。在扭矩传感器、角度传感器等信号线上，TVS Array有效防止因静电放电（ESD）事件而导致的电路损坏或性能下降，保护传感器和信号处理电路。
ECU的实物图
2、电机驱动电路
在电机驱动电路中，TVS用于抑制电机启停或换向时产生的瞬态电压，保护驱动芯片和MOSFET等功率器件。
EPS的电机
三、汽车EPS电路防护器件的选型原则
那么如果现在想选用TVS去保护EPS，该怎样选型呢？需要考虑下面几个参数：
1、电压VRWM的选择：防护器件的额定电压必须高于系统的最大工作电压，以确保在正常工作条件下不会误触发。VRWM通常是VCC的1.1~1.2倍，根据ISO16750-2的测试标准，对于12V系统，通常选择VRWM为26V及以上的TVS（例如5.0SMDJ26CA-Q）；对于24V系统，通常选择VRWM为33V及以上的TVS（例如SM8S33CA）；
2、钳位电压VC：一定要小于后级工作电路可承受的最大瞬态电压；
3、峰值脉冲电流（IPP）与峰值脉冲功率（PPP）：峰值脉冲功率PPP是峰值脉冲电流IPP和钳位电压VC的乘积。一般确定了钳位电压VC后，我们可以根据电路板上可能通过的最大瞬态电流（IPP）来确定所选的TVS可承受的峰值脉冲功率。
5.0SMDJ-Q相关型号参数
SM8S相关型号的参数
四、EPS系统防护的具体应用方案
4.1 防护方案
4.1.1电源端口的防护
电源端口防护方案设计
4.1.2 电动机端口的防护
EPS的核心组件之一是电动机，用于提供转向助力，如果电动机损坏或磨损，会导致转向困难或完全失去助力，因此，除了物理损伤的防护之外，还需要电路上的防护。
电动机端口防护方案
4.1.3 ECU通讯端口的防护
ECU通讯线路防护方案
4.2 测试标准
车规级TVS需要满足ISO 16750-2的测试标准，以保证在恶劣环境下能够正常使用。
里阳 SM8S33CA满足ISO16750-2的测试标准，24V系统测试条件如下：ISO 16750-2 P5A UA=28V，US=202V，Td=350ms，Ri=4Ω，10次，每次1min。测试的波形图如下：
同时,里阳另一款 5.0SMDJ26CA-Q满足ISO16750-2的12V系统的测试标准，测试条件：DC=14.0V，US=101V，US*=35V，td=400ms，Ri=0.5Ω，±5 次浪涌测试，测试的波形图如下：
结语
汽车EPS系统作为现代汽车的重要组成部分，其稳定性和可靠性直接影响到驾驶安全。通过合理选择防护器件进行防护设计，可以确保EPS系统在各种复杂环境下稳定运行，保障车辆行驶顺利。
里阳半导体专注TVS、ESD、GDT等保护器件，您电路的安全守卫，我们的终身技术使命。
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商品编号 |
原厂型号 |
封装 |
品牌 |
类目 |
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C2990552 |
DO-218AB |
里阳半导体 |
TVS/ESD |
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C18347534 |
DO-214AB |
里阳半导体 |
TVS/ESD |
