數(shù)據(jù)線(xiàn)中的共模扼流圈(CMC)可提高電磁兼容性

近年來(lái)，汽車(chē)內(nèi)的電子設(shè)備比例在顯著增長(zhǎng)。這一趨勢(shì)的發(fā)展使更多功能加入進(jìn)來(lái)，用以提高汽車(chē)的安全性、效率、可靠性和便利性，并降低排放。與此相對(duì)應(yīng)的便是針對(duì)總線(xiàn)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(shí)施可靠通信。特別是經(jīng)由總線(xiàn)系統(tǒng)如控制器局域網(wǎng)(CAN)或FlexRay系統(tǒng)控制的對(duì)安全性至關(guān)重要的應(yīng)用，必須滿(mǎn)足最高的電磁兼容性規(guī)格。數(shù)據(jù)線(xiàn)中的共模扼流圈(CMC)可加強(qiáng)對(duì)由電磁兼容性問(wèn)題所導(dǎo)致的故障的防護(hù)。

　　當(dāng)代機(jī)動(dòng)車(chē)輛控制功能的復(fù)雜性在于三點(diǎn)：更快的數(shù)據(jù)速率、確定時(shí)延性能以及故障容錯(cuò)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(xiàn)進(jìn)行連接，而CAN或FlexRay總線(xiàn)系統(tǒng)則用于對(duì)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(xiàn)，具確定時(shí)延性，可實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)速率(CAN總線(xiàn)：1Mbit/s;FlexRay總線(xiàn)：10Mbit/s)。這兩種總線(xiàn)系統(tǒng)的物理層和數(shù)據(jù)傳送協(xié)議均已經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可確保高度可靠性。不過(guò)，鑒于現(xiàn)代車(chē)輛逐漸增加的復(fù)雜性，單獨(dú)憑借上述措施并不能徹底防止電磁兼容性問(wèn)題導(dǎo)致的故障。

　　數(shù)據(jù)線(xiàn)扼流圈幾乎存在于所有現(xiàn)代汽車(chē)中。沒(méi)有數(shù)據(jù)線(xiàn)扼流圈，就無(wú)法確保汽車(chē)電子設(shè)備的電磁兼容性和無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)。愛(ài)普科斯現(xiàn)可供應(yīng)能夠滿(mǎn)足汽車(chē)具體要求的、具有不同封裝尺寸和版本的各種型號(hào)產(chǎn)品。B82789系列扼流圈專(zhuān)用于功能強(qiáng)大的汽車(chē)總線(xiàn)系統(tǒng)，比如CAN或FlexRay。當(dāng)上述扼流圈應(yīng)用到數(shù)據(jù)線(xiàn)上時(shí)，就能抑制耦合干擾并防止數(shù)據(jù)總線(xiàn)發(fā)出干擾。該系列產(chǎn)品的工作電壓為42VAC或80VDC，扼流圈的額定電感介于11至100mH之間，額定電流介于150~300mA之間。

　　圖1電磁兼容性測(cè)量(于測(cè)試板上實(shí)施)，這一測(cè)試結(jié)構(gòu)用于電磁干擾測(cè)量與總線(xiàn)扼流圈效果的測(cè)定

　　總線(xiàn)扼流圈

　　汽車(chē)總線(xiàn)系統(tǒng)必須符合高級(jí)電磁兼容性要求：針對(duì)瞬變、靜電放電(ESD)及電磁干擾(EMI)的抗擾度。但是，總線(xiàn)系統(tǒng)不能干擾其它電子元件，也就是說(shuō)，必須最小化干擾輻射。不過(guò)，隨著車(chē)輛內(nèi)部電子設(shè)備比例的增加，無(wú)法在所有條件下預(yù)先測(cè)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(xiǎn)。愛(ài)普科斯數(shù)據(jù)線(xiàn)扼流圈促進(jìn)了上述問(wèn)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(hào)重合，而共模干擾則是對(duì)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(xiàn)信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)、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(xiàn)信號(hào)引線(xiàn)在電路板上的布局都可能會(huì)引起不對(duì)稱(chēng)性，并產(chǎn)生共模干擾。

　　常用于測(cè)L定射頻影響電磁兼容性的方法是Te直接射頻功率注入(DPI)法：將來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)(最高可達(dá)36dBm)耦合到總線(xiàn)引線(xiàn)中，并觀察信號(hào)輸出。如果發(fā)生故障，就記錄接入信號(hào)的信號(hào)電平。針對(duì)有關(guān)范圍內(nèi)的每一個(gè)對(duì)應(yīng)頻率逐步重復(fù)這一流程。一個(gè)特定的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的射頻干擾輻射是通過(guò)測(cè)試接收機(jī)決定的，用它來(lái)測(cè)量總線(xiàn)及所有輸入輸出處的共模電壓。

　　在采用和未采用愛(ài)普科斯扼流圈的情況下，我們采用DPI方法分別在測(cè)試板上進(jìn)行射頻抗擾性和干擾輻射測(cè)量。從圖2和圖3中可以看出CAN總線(xiàn)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(shí)，扼流圈在數(shù)據(jù)線(xiàn)中的使用也大大減少了干擾輻射。