汽車電子系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)

EM易感性

整流/泵、寄生元件、電流、功耗太大是EMS(電磁易感性)的四個(gè)最主要干擾效應(yīng)。高頻電磁功率被部分吸納在IC之中，因此，可能會(huì)引起若干擾動(dòng)。這些擾動(dòng)包括將大的高頻電壓傳入高阻抗節(jié)點(diǎn)及把大的高頻電流傳入低阻抗節(jié)點(diǎn)。

將EMS效應(yīng)減少到最小的主要辦法是把電路設(shè)計(jì)勻稱，因而避免可能出現(xiàn)整流現(xiàn)象。采用差分電路拓?fù)浜桶鎴D設(shè)計(jì)可以做到這一點(diǎn)。即使對(duì)于應(yīng)用中需要小信號(hào)的傳感器，能夠處理較大共模信號(hào)的拓?fù)淇赡苡兄诒３窒到y(tǒng)在寬范圍電磁信號(hào)內(nèi)保持線性。通過濾波可以限制進(jìn)入敏感器件的頻率范圍，這是另外一種常用的技術(shù)，特別是在可以采用片上濾波的時(shí)候。采取高共模抑制比(CMRR)和電源抑制比設(shè)計(jì)(PSRR)也將使電路免受整流干擾，并保持內(nèi)部節(jié)點(diǎn)阻抗為低且所有敏感節(jié)點(diǎn)都在片上。最后，為了避免或控制寄生元件和電流，采用保護(hù)器件將大于所要求的EMS抑制電平的部分鉗位掉是很重要的。該技術(shù)有助于避免整流干擾并維持保護(hù)電平與信號(hào)對(duì)稱。把襯底電流控制在最小并把這些電流聚集在受控點(diǎn)中也是關(guān)鍵。

AMI公司提供的最新器件

許多設(shè)計(jì)工程師正在尋求混合信號(hào)半導(dǎo)體技術(shù)來為當(dāng)今的汽車應(yīng)用提供SoC方案，最新的高壓混合信號(hào)技術(shù)特別適合于需要較高電壓輸出的設(shè)計(jì)，例如驅(qū)動(dòng)電機(jī)或激勵(lì)繼電器，以便將模擬信號(hào)調(diào)理功能與復(fù)雜的數(shù)字處理結(jié)合起來。

至于高壓和混合信號(hào)ASIC技術(shù)，AMI公司的I2T和I3T系列就是優(yōu)秀的例子。該設(shè)計(jì)處理的電壓高達(dá)80V，基于0.35μm CMOS技術(shù)的I3T80在單芯片內(nèi)集成了復(fù)雜的數(shù)字電路、嵌入式處理器、存儲(chǔ)器、外圍設(shè)備、高壓功能和不同的接口。

AMIS采用混合信號(hào)技術(shù)和許多上述優(yōu)秀的EMC設(shè)計(jì)方法開發(fā)了針對(duì)汽車應(yīng)用的一系列ASSP，包括AMIS-41682標(biāo)準(zhǔn)速度、AMIS-42665和AMIS-30660高速CAN收發(fā)器。對(duì)于要求CAN通信速率最高達(dá)1Mbps的12V和24V汽車及工業(yè)應(yīng)用，這些器件為CAN控制器和物理總線之間提供了接口并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和減少了元件數(shù)量。例如，AMIS-30660完全符合ISO 11898-2標(biāo)準(zhǔn)，并通過CAN控制器的發(fā)送和接收引腳向CAN總線提供差分信令能力；該芯片為設(shè)計(jì)工程師提供了3.3V或5V邏輯電平接口的選擇，確保兼容現(xiàn)有的應(yīng)用及即將出現(xiàn)的低電壓設(shè)計(jì)需求。仔細(xì)匹配輸出信號(hào)，就可以省略最小化EME所需要的共模扼流圈，同時(shí)接收輸入的寬共模電壓范圍(±35V)還可確保高的EMS性能。

電磁兼容設(shè)計(jì)的重要性

隨著現(xiàn)代汽車中電子設(shè)備的增加，越來越要求進(jìn)行良好的設(shè)計(jì)以確保符合電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求。與此同時(shí)，隨著集成度的提高，汽車設(shè)計(jì)工程師需要系統(tǒng)級(jí)芯片ASIC和ASSP方案來替換多個(gè)離散元件的方案。