在电子产品的规划中,电磁兼容EMC功能对体系的影响非常大,关系到其能正常安稳作业。世界上现已开端对电子产品的电磁兼容性做强制性约束,电磁兼容功能现已成为产品功能的一个重要目标。
电磁兼容主要有两方面的内容,一个是产品自身对外界发生不良的电磁搅扰影响,称为电磁搅扰发射EMI;另一个是对外界电磁信号的灵敏程度称为电磁灵敏度EMS。搅扰源、相合途径及灵敏设备是电磁兼容的三要素,缺一不可。电磁兼容的具体内容如图1所示。
如图1所示,电磁搅扰信号的耦合途径有传导和辐射两种。而依据耦合成果不同,搅扰又分为共模搅扰和差模搅扰,共模搅扰存在于一切的信号线(包含信号线、数据线和电源线等)和地线之间,而差模搅扰存在于信号线之间。
进步电磁兼容性办法的有三个方面:进步电子设备自身的EMC功能、对辐射性耦合运用屏蔽技能加以按捺、对传导耦合采纳阻隔加以按捺。
体系主站和从站电路板的规划对体系的EMC至关重要,而一个电路板的电磁辐射才能和接纳才能往往是共同的。因而,在进步电路板抗搅扰才能的一起,也按捺了电路板的电磁辐射。PCB板的EMC规划主要因素有以下几点:
挑选EMC功能好的元器材,并尽量挑选外表贴装的封装方式。器材合理布局,把彼此有关的器材尽量放得靠近些,使各部件之间的引线尽量短。特别是微操控器和CAN操控器的时钟源晶体必定按规则放置,否则会不起振。
地线电平是一切信号的参阅电位。抱负状况下,电路板上一切的地线应该等电位,可是因为地线阻抗的存在导致地线各点电位有差异,所以应该尽量减小地线阻抗。最有用的办法是做多层板,在中心专门设置一层地线面。
电路中逻辑门输出状况切换时的瞬时效应、电源线阻抗的存在等不抱负状况总会使电源线发生噪声,这些噪声不只会形成电路作业的不正常,并且会发生较强的电磁辐射。除了设置电源线网格来减小电源线的电感和阻抗外,还能够运用储能电容。
电磁屏蔽是处理电磁兼容问题的重要手法之一,电磁屏蔽不影响电路的正常作业,不需求修正电路。屏蔽体的有用性用屏蔽效能来衡量,包含反射损耗和吸收损耗两部分。坚持屏蔽体的导电连续性是电磁屏蔽效能的要害CAN总线电缆具有很强的搅扰辐射和搅扰接纳才能。
双绞线的两根线之间具有很小的回路面积,并且双绞线的每两个相邻回路上感应出的电流具有相反的方向,彼此抵消。双绞线的绞节越密,则作用越显着,如图2所示。为了减小体系网络中两路CAN总线之间的串扰,应该将两组双绞线别离屏蔽,电缆中不运用的导线接到信号地。
体系正常作业时,发生较大传导性搅扰的环节有:开关电源、何服驱动器、IO操控设备等。而损害更大的搅扰则是瞬态搅扰,它的特点是时刻短、幅值大、功率小。
瞬态搅扰的方式有:电机状况改动时发生的电快速脉冲群搅扰,雷电或大功率开关在电缆上发生的浪涌,静电放电感应等。传导搅扰以共模方式居多,也有部分差模搅扰。在体系中为确保CAN总线通讯的牢靠性而运用的EMC办法有:信号维护器、瞬态按捺二极管TVS、阻隔收发器、光电阻隔等。
外接专用的信号维护器消除搅扰,如ZF-12Y2耗费搅扰强度和CANFDbridge网桥做阻隔。
瞬态按捺二极管并联在信号线和信号地之间,用来维护电缆遭到雷击或静电放电时发生的浪涌高压。当TVS上的电压超越必定的起伏时,器材敏捷导通,然后将浪涌能量泄放掉,并将电压的起伏约束在必定的规模内。
阻隔是处理传导搅扰问题的抱负办法,它具有杰出的电绝缘才能和抗搅扰才能。挑选阻隔收发器首先要考虑传输延时,其延时时刻对总线的传输间隔和质量都会形成影响,主张运用磁阻隔的CTM5MFD规划接口收发电路。
光电阻隔是处理传导搅扰问题的抱负办法,它具有杰出的电绝缘才能和抗搅扰才能。挑选光耦合器材时需求考虑两个参数:传输延时和共模按捺CMR,在传输延时满意数据通讯波特率的情况下尽量挑选共模按捺才能高的类型。衡量光电耦合器共模按捺才能的办法为:输出坚持高(低)时可接受的最大共模电压上升(下降)率CMH(CML)。运用光电阻隔后,也有必要运用电源阻隔。
各种搅扰设备的辐射很杂乱,要真实彻底消除电磁搅扰是不可能完结的使命。可是能够依据电磁兼容性的基本原理采纳办法来最大极限地减小电磁搅扰,并使之操控在体系可包容的规模之内,然后确保体系或设备牢靠运转。以上的改进计划,能够很好的进步CAN FD设备的电磁兼容功能。
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