T-BOX產(chǎn)品中的EMC問題及解決思路

一道路車輛T-BOX產(chǎn)品EMC測試標(biāo)準(zhǔn)

二T-BOX產(chǎn)品架構(gòu)

三T-BOX 產(chǎn)品EMC問題點解析及解決方案推薦

（一）電源端方案

問題點分析：

車載設(shè)備電源部分一直是汽車電子EMC測試中考察重點，也是問題最多的部分，涉及整車測試的所有測試項目；因此前期設(shè)計時，電源部分的電路設(shè)計和PCB layout要做合理規(guī)劃。

1.防護(hù)

（1）道路車輛零部件瞬時傳導(dǎo)抗擾度（ISO7637）是一項有關(guān)考察電源防護(hù)能力的測試，其中P1、P2a、P2b、P5a、P5b均屬于Surge波形，對待測設(shè)備本身具有很強(qiáng)的破壞性，其中P5a尤其嚴(yán)重，其產(chǎn)生的瞬時能量可以達(dá)到上千瓦。

（2）所以針對電源部分的防護(hù)設(shè)計重點關(guān)注P5a的防護(hù)，推薦設(shè)計原理圖如上圖所示,我們可以在設(shè)備輸入端使用大功率TVS管進(jìn)行防護(hù)。

（3）TVS以及大電容接地端的地，必須足夠大，這樣才能有效地泄放和濾除噪聲。

大功率TVS防護(hù)等級推薦表

2.濾波

道路車輛零部件測試中除了Surge&ESD外，其他所有測試項目都和電源部分的設(shè)計息息相關(guān)，因此電源部分EMC設(shè)計就顯得尤為重要。

（1）原因分析：

電源部分不管是主動發(fā)射還是外部噪聲的耦合，其形式都是以共模噪聲為主。

（2）整改措施：

采用共模濾波器來抑制共模噪聲是目前的主要手段，對于共模濾波器的選型主要考量一下參數(shù)：電流、共模插入損耗（滿足高頻濾波應(yīng)用）、電壓。

車載電壓端口共模濾波器必須在30MHZ以上有很好的共模抑制能力，因為車載的傳導(dǎo)在30-108MHZ出很容易超標(biāo)，而且輻射測試時3-200MHZ也是最容易超標(biāo)的頻段。

共模濾波器layout注意事項

共模電感下面的地層敷銅導(dǎo)致共模電感兩側(cè)出現(xiàn)容性耦合的作用，使共模電感的作用在一定程度上喪失；因此共模電感兩端的地一定要做好隔離。

（二）USB端口

1. 防護(hù)：USB端口傳輸速率快，推薦使用結(jié)電容在5pF以下硅基TVS，硅基TVS具有壽命長，動作速度快，可靠性高等特點。推薦型號：TEVC25R0V05B1X(VBUS)、TEVC3R0V05B1X(D+、D-)

2. 濾波：此部分使用體積較小的疊層共模濾波器，推薦型號：TF1210A2X900MT阻抗900Ω。

3.T-box的USB通常是T_box與導(dǎo)航部通信端口，所以USB外殼地通常與信號地會做分割，采用電容連接兩部分地。

（三）SD card

1. 濾波：SD時鐘頻率的基頻和倍頻比較容易超標(biāo)。所以建議在時鐘信號線靠近CPU處預(yù)留RC濾波電路，其他信號線串聯(lián)22R或33R小電阻。

2.防護(hù)：推薦使用結(jié)電容低于5PF的硅基TVS。選型參考：TEVB3ROVO5B1X。

（四）CAN總線

1. 電路濾波設(shè)計要點

（1）L1為共模電感，用于濾除差分線上的共模干擾，推薦物料TLCMI4532-2-282TF；

（2）C1、C2為信號線上的濾波電容，給干擾提供低阻抗的回流路徑，容值選取范圍為22PF~1000pF，典型值選取100pF；

（3）C3為接口地和數(shù)字地之間的跨接電容，典型取值為1000pF，耐壓要求達(dá)到2KV以上，C3容值可根據(jù)測試情況進(jìn)行調(diào)整。

2. 電路防護(hù)設(shè)計要點

D1、D2為瞬態(tài)抑制二極管，典型選值要求反向關(guān)斷電壓3.5V以上；因為TVS只是用來靜電防護(hù)，TVS的功率不作要求。TVS管的結(jié)電容對信號傳輸有一定的影響，CAN接口推薦使用結(jié)電容小于100pF的TVS管。推薦物料：TEVD12R0V24B1X。

（1）接口電路設(shè)計備注：

如果設(shè)備為金屬外殼，同時單板可以獨立的劃分出接口地，那么金屬外殼與接口地直接電氣連接，且單板地與接口地通過1000pF電容相連；

如果設(shè)備為非金屬外殼，那么接口地PGND與單板地GND直接電氣連接。

（2）時鐘信號部分：

時鐘作為高頻信號源頭，在汽車電子空間輻射測試時會產(chǎn)生許多高頻窄帶騷擾，采取屏蔽濾波等常規(guī)手段很難達(dá)到理想的效果。所以建議在主控的晶振處增加展頻IC，對時鐘信號進(jìn)行處理。

展頻原理：通過對尖峰時鐘進(jìn)行調(diào)制處理，使其從一個窄帶時鐘變?yōu)橐粋€具有邊帶諧波的頻譜，將尖峰能量分散到展頻區(qū)域的多個頻率段，從而達(dá)到降低尖峰能量，抑制EMI的效果。

展頻前后效果對比

以上建議，如有不明之處，請聯(lián)系我們，我們將為您提供最理想和最熱情的整改后續(xù)相關(guān)服務(wù)。本整改方案的器件屬配套使用，如果有更改其中元件規(guī)格或者生產(chǎn)商，必須重新對策以及測試。更換器件請慎重。謝謝！

原文標(biāo)題：汽車T-BOX產(chǎn)品EMC推薦設(shè)計方案

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審核編輯：湯梓紅