實(shí)現(xiàn)ECU節(jié)省空間特點(diǎn)，兼顧小型化與高特性

實(shí)現(xiàn)ECU節(jié)省空間特點(diǎn)，兼顧小型化與高特性

汽車內(nèi)部處在一個十分嚴(yán)酷的噪音環(huán)境中，而共模濾波器則在其中被用作車載LAN的EMC對策。

圖1 代表性的車載LAN結(jié)構(gòu)

為防止電子設(shè)備出現(xiàn)故障的EMC對策元件

ECU可大致分為車身系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)、多媒體及信息通信系統(tǒng)，從傳感器及執(zhí)行元件等得到的信息通過網(wǎng)關(guān)，并使用這些ECU進(jìn)行共享，從而維持安全、舒適、節(jié)能的行駛。初期的汽車電子控制是1對1連接的個別控制，因此隨著高功能化的發(fā)展，連接的線束增加，從而對輕量化形成了阻礙。而解決了這個問題的便是以CAN為代表的車載LAN。通過實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備間連接的網(wǎng)絡(luò)化，滿足高功能化的同時，削減線束量成為了可能。

圖2 電磁干擾問題與電磁抗擾性問題

EMC對策同時滿足了EMI(發(fā)生噪音對策)與EMS(侵入噪音對策)。

汽車是各類噪音的發(fā)生源，例如火花塞會產(chǎn)生輻射噪音，電動機(jī)及交流發(fā)電機(jī)會產(chǎn)生電涌噪音等。為防止電子設(shè)備錯誤工作，需要抑制輻射噪音的EMI對策（電磁干擾對策）以及提高侵入噪音耐性的EMS對策（電磁抗擾性對策）。而EMC對策便考慮了同時兼顧兩者。

連接ECU的電纜會起到輻射噪音或拾取噪音的天線的作用。汽車用EMC對策元件種類繁多，采用了差動傳輸方式的CAN(高速)及FlexRay車載LAN中，防止此類噪音導(dǎo)致電子設(shè)備錯誤工作的最為實(shí)際有效的對策是就在車載LAN的各節(jié)點(diǎn)中安裝共模濾波器。

TDK的車載LAN用共模濾波器擁有在環(huán)形磁芯上進(jìn)行繞線的類型以及在鼓形磁芯上進(jìn)行繞線后安裝板形磁芯的類型。相比環(huán)形磁芯，鼓形磁芯雖擁有小型的特點(diǎn)，但隨著汽車電子控制的高功能化，1個基板上將搭載多個共模濾波器，因此需要更為小型化的產(chǎn)品。而ACT1210系列便是為了滿足這樣的市場需求而開發(fā)的產(chǎn)品。

通過獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與新鐵氧體材料實(shí)現(xiàn)小型化

TDK的新產(chǎn)品ACT1210系列相比4532形狀(4.5×3.2mm)的以往產(chǎn)品ACT45B系列削減了約44%的封裝面積以及約50%的容積，是一款3225形狀(3.2×2.5mm)的共模濾波器。但如果單純地追求形狀的小型化則會使共模濾波器的特性降低。因此，TDK為了兼顧小型化與高特性，無論是結(jié)構(gòu)方面還是材料方面均投入了全新的技術(shù)(圖3)。

圖3小型化的同時實(shí)現(xiàn)低磁阻化的TDK解決方案

首先，為了實(shí)現(xiàn)低磁阻化，采用了與以往產(chǎn)品不同的獨(dú)特結(jié)構(gòu)。磁阻與電路中的電阻相對應(yīng)，表示在磁路中磁通通過的困難程度。磁阻與線圈卷數(shù)的平方成正比，與電感成反比。也就是說，電感越大，則磁阻越低。但鼓形磁芯型的共模濾波器中，若只是普通的小型化，則鼓形磁芯與板形磁芯的接觸面積將會變得狹窄，從而導(dǎo)致電感降低，造成磁阻變高。

因此，TDK為了增大鼓形磁芯與板形磁芯之間的接觸面積，將注意點(diǎn)放在了連接接合部的位置上。連接接合部在以往產(chǎn)品中位于板形磁芯與鼓形磁芯之間，但若將其移動到鼓形磁芯下部，則能擴(kuò)大接觸面積，從而可兼顧小型化與低磁阻化。同時，磁阻與鐵氧體的磁芯材料導(dǎo)磁率成反比。也就是說，導(dǎo)磁率越高，磁阻就越低。TDK通過先進(jìn)的材料技術(shù)，開發(fā)了提高導(dǎo)磁率的新鐵氧體材料，在斟酌結(jié)構(gòu)方面的同時實(shí)現(xiàn)了低磁阻化。

總結(jié)

ACT1210系列的輻射噪音試驗(yàn)(CISPR25 Class5)數(shù)據(jù)如圖4所示。通過安裝ACT系列，輻射噪音被抑制在了限值(QP)以下。圖5是在與車載電子設(shè)備連接的線束上產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁噪音時，對其耐性進(jìn)行評估的BCI試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在這個試驗(yàn)中也顯示了十分穩(wěn)定的特性。

圖4ACT1210系列的輻射噪音(電磁干擾)試驗(yàn)

圖5BCI試驗(yàn)(電磁抗擾性)中ACT12110系列的效果

隨著遠(yuǎn)程信息處理的發(fā)展，今后使用了無線通信技術(shù)的車載連接將得到進(jìn)一步的擴(kuò)大，EMC對策將變得愈發(fā)重要。同時，在嚴(yán)酷條件下使用的車載電子元件則要求比普通電子設(shè)備擁有更為優(yōu)異的耐振動性、耐沖擊性及耐熱性等。TDK的車載LAN用共模濾波器ACT1210系列通過引進(jìn)了先進(jìn)的自動繞線系統(tǒng)，兼顧了高穩(wěn)定性與高可靠性的特點(diǎn)。

主要特點(diǎn)、用途、規(guī)格、電氣特性

主要特點(diǎn)

通過采用獨(dú)特的磁芯結(jié)構(gòu)與新開發(fā)的鐵氧體材料，以及高精度自動繞線系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了小型化與低磁阻化(高共模電感化)

以寬使用溫度范圍(-55～+150°C)應(yīng)對發(fā)動機(jī)艙的嚴(yán)酷環(huán)境

通過采用了高耐熱線束，擁有優(yōu)異耐熱性及高精度的自動繞線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定性與高可靠性

主要用途

CAN、FlexRay等車載LAN系統(tǒng)用共模濾波器

主要電氣特性