随着汽车产业迈向智能化与电动化的新时代，互联互通与高级驾驶辅助系统（ADAS）已成为推动下一代汽车应用的两大核心引擎。互联互通与自动驾驶技术的突破加速了驾驶场景从“人控”到“机控”的转变，不仅提升了出行的安全性与便捷性，更是汽车产业生态全面转型、迈向未来出行新格局的重要推手。本文将为您介绍互联互通与ADAS所带动的汽车应用创新，以及由Littelfuse所推出的相关解决方案。
先进电子技术正在推动下一代汽车应用的创新
先进电子技术正在推动下一代汽车应用的创新，其涵盖的应用相当广泛，包括：
- 智能信息娱乐和通信
- 导航
- 多用途摄像头
- 具有域控制器架构和区域控制器架构的域控制单元
- 具有V2X通信、雷达、紧急呼叫（eCall）和传感器融合功能的高级驾驶辅助系统（ADAS）
- 电池管理和动力总成系统
- 车载充电器、牵引电机逆变器和DC/DC转换器
- 具有CAN、LIN和USB通信协议的网络系统和车身电子设备
- 具有安全带安全、胎压监测、电池断路、无钥匙进入、照明控制和燃油液位检测功能的底盘和安全系统
这些系统和技术（如图1所示）导致对电路保护、电源控制和传感产品的需求不断增长，以确保安全性和可靠性。
汽车行业的关键趋势和驱动因素凸显了互联互通对于自动驾驶至关重要，这将显着改变驾驶体验。随着汽车共享和网约车等共享出行需求推动的电子化程度不断提高，汽车行业格局正在迅速演变。日新月异的汽车技术进步包括互联汽车远程信息处理模块、自动驾驶传感器模块以及电动汽车发电。
全面保护互联和ADAS应用的安全性
Littelfuse针对互联和ADAS应用推出多款解决方案如图2所示，像是在多用途摄像头中，可以用到传统的一次性保险丝、聚合物正温度系数（PPTC）可复式保险丝、压敏电阻、瞬态抑制（TVS）二极管，在V2X通信应用中，可用到一次性保险丝、PPTC保险丝、聚合物ESD、肖特基二极管，在紧急呼叫应用
中，可以用到保险丝、PPTC、压敏电阻、TVS二极管，在智能信息娱乐应用中用到传统的保险丝、PPTC保险丝、压敏电阻、肖特基二极管，在传感器融合中可用到TVS二极管、TVS二极管阵列、肖特基二极管，在雷达应用中可用到保险丝、PPTC保险丝、TVS二极管阵列、聚合物ESD，域控制器中可用到保险丝、PPTC、TVS二极管、金属氧化物压敏电阻（MOV），涵盖的产品线相当广。
过流保护
Littelfuse为这些子系统电路提供过流保护的解决方案包括437A、438A或440A系列一次性保险丝。这些快速熔断保险丝具有高I²t值，可承受高浪涌电流，避免保险丝意外熔断。额定电流高达8 A，额定电压高达125 V，保险丝采用表面贴装封装，节省印刷电路板（PCB）空间。此外，这些保险丝具有-55℃至150℃的宽温度范围，使其能够在汽车环境中正常工作。AEC-Q200认证表明其坚固耐用，可在车辆中运行。
如果需要自恢复保险丝，Littelfuse ASMD和miniASMD PPTC自恢复保险丝可提供可靠的过流保护，这些保险丝可以保护电路和电缆。该系列保险丝可在额定电压高达60 V的电路中工作，维持电流高达2.6 A。与一次性保险丝一样，ASMD系列保险丝也符合AEC-Q200标准。miniASMD系列保险丝采用1812表面贴装封装，体积超小。
瞬态电压和ESD保护
Littelfuse提供多种过压和ESD保护解决方案。对于CANbus等通信线路和其他高速数据线路，AQ24COM-02和AQ3102 TVS二极管阵列就是典型代表，它们以低电容提供高达±30 kV的ESD保护。它们还能防止电缆放电事件（CDE）、电快速瞬变（EFT）和雷击浪涌。这些器件具有低电容特性，可最大限度地减少高频信号失真。AQ24COM-02的电容为13 pF，AQ3102的电容为1 pF。图3展示了这些TVS二极管阵列提供的双线保护，并展示了其表面贴装封装。
AQ24COM-01系列TVS二极管阵列可保护LIN总线免受ESD和浪涌瞬变的影响。AQ24CANFD系列TVS二极管阵列可保护FlexRay总线免受ESD和浪涌瞬变的影响。AQ3045、SP3522和AQ3400等TVS二极管阵列，以及SESD分立器件和SESD阵列，可保护高速串行链路免受ESD和浪涌瞬变的影响。这些元器件选项可为多个传感器融合输入提供ESD保护，包括GPS、激光雷达、雷达和摄像头电路。
汽车电路的输入侧保护需要更高功率的TVS二极管。SZ1SMB系列就是一个TVS二极管的例子，它可以承受600 W的峰值功率脉冲，它还可以安全吸收高达30 kV的ESD冲击。该元器件可在1 ns内响应瞬变，低于5 µA的低漏电流可最大限度地降低功耗，从而提高电路效率。这些TVS二极管可以是单向的，也可以是双向的，采用表面贴装封装，并符合AEC-Q101标准。其他TVS二极 管系列，例如SZ1SMB、SLD8S和SZSMF4L系列，提供更强大的保护，其规格包括更高的功率承受能力、更快的响应时间（< 1 ps），以及符合ISO 7637-2标准的保护。
对于模拟测量电路，AXGD和SESD系列聚合物ESD抑制器可提供ESD保护。AQ24CANA、AQ24CANFD、AQ24COM-02和AQ3102系列TVS二极管阵列，以及AXGD1系列聚合物ESD抑制器也是ESD保护的选择。
过压瞬态保护的替代方案是金属氧化物压敏电阻（MOV），MLA汽车压敏电阻系列可承受500 A的浪涌电流或2.5焦耳的能量脉冲。这些压敏电阻可以吸收符合SAE J1113规范的负载突降能量额定值，并符合AEC-Q200 标准。
通信与电源保护确保系统的稳定运行
信息娱乐系统
汽车智能信息娱乐系统需要过流保护和瞬态电压保护。直流充电端口和5 VDC电源可以使用传统保险丝或如上所述的PPTC自恢复保险丝。前面介绍的TVS二极管和压敏电阻可以提供负载突降和ESD二级保护。
TVS二极管阵列可保护信息娱乐数据线免受ESD损伤，包括AQ3400、AQ3102、AQ1005、AQ1205系列，MLA Auto系列压敏电阻也可保护数据线免受ESD损伤，并可执行辅助端口的ESD保护，AQ1005系列TVS二极管阵列也可用于执行辅助端口的ESD保护。AQ3045系列TVS二极管阵列可用于ESD保护。AQ1005、AQ3045系列TVS二极管阵列可用于数据线的ESD保护。AQ3045、AQ3118E/AQ3130E系列TVS二极管阵列，以及AXGD系列聚合物ESD抑制器适用于天线、Wi-Fi和其他芯片组的ESD保护。AQ1005、AQ3118E/AQ3130E系列TVS二极管阵列、MLA Auto系列压敏电阻、AXGD系列聚合物ESD抑制器均适用于蓝牙、GPS和V2X模块ESD保护。
传感器融合电路
在传感器融合电路中，TV二极管可用于电源过压保护，包括SZ1SMB、SZSMF4L系列。DST系列肖特基二极管支持反向阻断／输出整流。TVS二极管阵列与聚合物ESD抑制器旨在为高速数据线提供ESD、CDE、EFT和雷击浪涌保护，包括AQ3400、AQ3102系列，以及AXGD1系列。
传感器融合电路中的不同类型的数据线需要ESD保护。AQ24COM-02系列TVS二极管阵列可保护CAN总线免受侵害，AQ24COM-01系列TVS二极管阵列可保护LIN总线免受ESD和浪涌瞬变的影响，AQ24CANFD系列TVS二极管阵列可保护FlexRay总线免受ESD和浪涌瞬变的影响，AQ3045、SP3522、AQ3400，以及SESD分立器件、SESD阵列等TVS二极管阵列可保护高速串行链路免受ESD和浪涌瞬变的影响，这些元器件选项可为像是GPS、激光雷达、雷达和摄像头电路等多个传感器融合输入提供ESD保护。
雷达
雷达系统需要过流和瞬态电压保护，传统的一次性保险丝或上文所述的自恢复保险丝均适用。诸如SZ1SMB、SLD8S和SZSMF4L系列等TVS二极管可为电源提供过压保护。AQ3045系列二极管阵列可为波形发生器提供ESD保护。诸如AXGD和AQ3118E/AQ3130E系列等聚合物ESD/TVS二极管阵列，也可为天线提供ESD、CDE、EFT和雷击浪涌保护。
车载功能架构的演变推动新世代车辆发展
车载功能架构的演变也在推动新世代车辆架构（图4）的发展，过渡将从分布式架构（具有分布式控制、多节点和通过中央网关进行内部通信）向域集中式架构过渡。该架构包含域控制单元（DCU），将功能整合到专用域中。高级网关负责处理DCU之间的路由。未来将转向区域架构，其中高性能计算机执行虚拟化功能，并配备与区域相关的传感器／执行器发动机控制单元（ECU），高级网关可管理路由复杂性。
在汽车应用中，域控制器是一台控制与特定区域或域相关的一组车辆功能的计算机。需要域控制器的功能域通常计算密集型，并连接众多输入／输出（I/O）设备，例如主动安全、用户体验、车身和底盘电子设备。
这些新型控制架构中的电路需要与上述电动汽车子系统类似的过流和瞬态电压保护，Littelfuse提供上述组件解决方案以及许多其他选项。
结语
互联互通与ADAS的深度融合，正引领汽车产业进入前所未有的智能化与生态化阶段。未来，随着移动通信、人工智能、大数据与边缘计算等核心技术的持续突破，车辆不再只是单一的交通工具，而将演变为移动的数据节点与智能终端，承载更加安全、高效、环保与个性化的出行体验。Littelfuse所推出的众多安全防护解决方案，将可协助对产业全面升级相关的技术与服务模式，以及开创一个跨界协同、共建共享的新生态，Littelfuse的解决方案将可为加速下一代汽车应用的创新与发展做出贡献。