AN2689

2/42

Doc ID 14310 Rev 3

Contents

1

Electrical hazards in the automotive environment . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1

Source of hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1.1

Conducted hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1.2

Radiated hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2

Propagation of electrical hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.2.1

Propagation on the data lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.2.2

Hazards on the supply rail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.3

Standards for the protection of automotive electronics . . . . . . . . . . . . . . . 7

2

Parameters to consider in selecting protection devices . . . . . . . . . . . . 8

3

Data line protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.1

Protection topologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.1.1

Clamping topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.1.2

Rail-to-rail topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.2

Data line protection example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.3

Design calculation example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.3.1

3.3.2

Power dissipation determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4

Supply rail protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.1

Protection topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.1.1

Clamping topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.2

Supply rail protection example 1: pulse 2 ISO 7637-2 . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.3

Calculations for example 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4.3.1

Determination of Rd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4.3.2

Power dissipation determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.3.3

Junction temperature determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4.4

Supply rail protection example 2: pulse 5a load dump ISO 7637-2 . . . . . 28

4.5

Calculations for example 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.5.1

4.5.2

Power dissipation determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31