利用數據線中的共模扼流圈(CMC)提高電磁兼容性

　近年來，汽車內的電子設備比例在顯著增長。這一趨勢的發展使更多功能加入進來，用以提高汽車的安全性、效率、可靠性和便利性，並降低排放。與此相對應的便是針對總線系統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。特別是經由總線系統如控制器區域網(CAN)或FlexRay系統控制的對安全性至關重要的應用，必須滿足最高的電磁兼容性規格。數據線中的共模扼流圈(CMC)可加強對由電磁兼容性問題所導致的故障的防護。

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　　當代機動車輛控制功能的複雜性在於三點：更快的數據速率、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)或MOST(媒體導向系統傳輸)總線進行連接，而CAN或FlexRay總線系統則用於對安全至關重要的功能，比如引擎控制、ABS系統以及氣囊等。CAN和FlexRay採用雙絞線，具確定時延性，可實現快速數據速率(CAN總線：1Mbit/s;FlexRay總線：10Mbit/s)。這兩種總線系統的物理層和數據傳送協議均已經過優化，可確保高度可靠性。不過，鑑於現代車輛逐漸增加的複雜性，單獨憑藉上述措施並不能徹底防止電磁兼容性問題導致的故障。

　　數據線扼流圈幾乎存在於所有現代汽車中。沒有數據線扼流圈，就無法確保汽車電子設備的電磁兼容性和無故障運轉。愛普科斯現可供應能夠滿足汽車具體要求的、具有不同封裝尺寸和版本的各種型號產品。B82789系列扼流圈專用於功能強大的汽車總線系統，比如CAN或FlexRay。當上述扼流圈應用到數據線上時，就能抑制耦合幹擾並防止數據總線發出幹擾。該系列產品的工作電壓為42VAC或80VDC，扼流圈的額定電感介於11至100mH之間，額定電流介於150~300mA之間。

　　

　　圖1電磁兼容性測量(於測試板上實施)，這一測試結構用於電磁幹擾測量與總線扼流圈效果的測定

　　總線扼流圈

　　汽車總線系統必須符合高級電磁兼容性要求：針對瞬變、靜電放電(ESD)及電磁幹擾(EMI)的抗擾度。但是，總線系統不能干擾其它電子元件，也就是說，必須最小化幹擾輻射。不過，隨著車輛內部電子設備比例的增加，無法在所有條件下預先測試電磁兼容性，這就存在出故障乃至控制裝置受損的風險。愛普科斯數據線扼流圈促進了上述問題的解決。

　　通常，必須要區別差模和共模幹擾。差模幹擾與數據信號重合，而共模幹擾則是對地的，它源於不平衡性和寄生效應。為最小化共模幹擾，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，並產生共模幹擾。

　　常用於測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：將來自信號發生器的信號(最高可達36dBm)耦合到總線引線中，並觀察信號輸出。如果發生故障，就記錄接入信號的信號電平。針對有關範圍內的每一個對應頻率逐步重複這一流程。一個特定的總線結構的射頻幹擾輻射是通過測試接收機決定的，用它來測量總線及所有輸入輸出處的共模電壓。

　　在採用和未採用愛普科斯扼流圈的情況下，我們採用DPI方法分別在測試板上進行射頻抗擾性和幹擾輻射測量。從圖2和圖3中可以看出CAN總線相應結果。顯然，B82789共模扼流圈的使用大大改善了射頻抗擾性。同時，扼流圈在數據線中的使用也大大減少了幹擾輻射。