汽車網(wǎng)絡(luò)用數(shù)據(jù)線扼流圈:電磁兼容改善,汽車更加安全
近年來,汽車內(nèi)的電子設(shè)備比例在顯著增長。這一趨勢的發(fā)展使更多功能加入進(jìn)來,用以提高汽車的安全性、效率、可靠性和便利性,并降低排放。與此相對應(yīng)的便是針對總線系統(tǒng)提出的日益增加的要求:確保在最多樣化的控制單元之間實施可靠通信。特別是經(jīng)由總線系統(tǒng)如控制器局域網(wǎng)(CAN)或FlexRay系統(tǒng)控制的對安全性至關(guān)重要的應(yīng)用,必須滿足最高的電磁兼容性規(guī)格。數(shù)據(jù)線中的共模扼流圈(CMC)可加強(qiáng)對由電磁兼容性問題所導(dǎo)致的故障的防護(hù)。 當(dāng)代機(jī)動車輛控制功能的復(fù)雜性在于三點:更快的數(shù)據(jù)速率、確定時延性能以及故障容錯功能。以成本考量為主的功能或多媒體功能由LIN(局域互連網(wǎng))或MOST(媒體導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸)總線進(jìn)行連接,而CAN或FlexRay總線系統(tǒng)則用于對安全至關(guān)重要的功能,比如引擎控制、ABS系統(tǒng)以及氣囊等。CAN和FlexRay采用雙絞線,具確定時延性,可實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)速率(CAN總線:1 Mbit∕s;FlexRay總線:10 Mbit∕s)。這兩種總線系統(tǒng)的物理層和數(shù)據(jù)傳送協(xié)議均已經(jīng)過優(yōu)化,可確保高度可靠性。不過,鑒于現(xiàn)代車輛逐漸增加的復(fù)雜性,單獨憑借上述措施并不能徹底防止電磁兼容性問題導(dǎo)致的故障。
總線扼流圈
汽車總線系統(tǒng)必須符合高級電磁兼容性要求:針對瞬變、靜電放電(ESD)及電磁干擾(EMI)的抗擾度。但是,總線系統(tǒng)不能干擾其它電子元件,也就是說,必須最小化干擾輻射。不過,隨著車輛內(nèi)部電子設(shè)備比例的增加,無法在所有條件下預(yù)先測試電磁兼容性,這就存在出故障乃至控制裝置受損的風(fēng)險。愛普科斯數(shù)據(jù)線扼流圈促進(jìn)了上述問題的解決。
通常,必須要區(qū)別差模和共模干擾。差模干擾與數(shù)據(jù)信號重合,而共模干擾則是對地的,它源于不平衡性和寄生效應(yīng)。為最小化共模干擾,必須特別注意總線信號線的布線、終端濾波器、連接器、以及電路板本身。穿通接頭或連接接頭的寄生電容和電感,以及總線信號引線在電路板上的布局都可能會引起不對稱性,并產(chǎn)生共模干擾。
圖1:電磁兼容性測量(于測試板上實施)
這一測試結(jié)構(gòu)用于電磁干擾測量與總線扼流圈效果的測定
在采用和未采用愛普科斯扼流圈的情況下,我們采用DPI方法分別在測試板上進(jìn)行射頻抗擾性和干擾輻射測量。從圖2和圖3中可以看出CAN總線相應(yīng)結(jié)果。顯然,B82789共模扼流圈的使用大大改善了射頻抗擾性。同時,扼流圈在數(shù)據(jù)線中的使用也大大減少了干擾輻射。
圖2:CAN總線處的射頻抗擾性得到加強(qiáng)
圖3: CAN總線處噪音輻射得到降低
評論