认识ESD规范在轿车电子规划中的主要性

发布时间:2016-06-12 丨 阅读次数:1320

在曩昔的十年中，轿车电子安全性和牢靠性规范跟着新技能的开展发生了明显的改变。曩昔常常被当作可选项出售的技能，包含电动门锁、安稳操控和防抱死制动，目前却是大多数车辆的规范装备。现在，那些被用于车道违背正告、车载通讯和夜视的轿车电子被认为是立异的技能。

规划和制作上的这种现代化改变请求规划人员应彻底认识超出花费性电子商品维护请求的轿车认证规范的请求。但是，依照轿车规范的规划触及多项技能应战。例如，最前沿轿车电子商品中所运用的半导体依赖于商场上最新的集成电路（IC）技能。由于这些集成电路不断变得更小并且更快，也因而愈加简略遭到静电放电（ESD）的损害。此外，轿车环境的严格性是以恶劣的电气瞬变为象征的，在轿车认证测验中也会对此进行模仿。 


1：需求思考 ESD 防护的体系。

这篇文章探讨了轿车规范、电路和解决方案的实习运用，以协助轿车电路规划人员创造出稳健牢靠的规划。首要，这篇文章要点介绍了 ISO 10605 规范对 ESD 的测验请求与 AEC-Q101 规范对轿车商场中所用的分立半导体器材的测验请求。其次，评论了轿车中需求维护的最多见的电路类型。第三，关于多种轿车运用断定了为保证安全性和牢靠性应该在规划阶段前期予以施行的抢先的电路维护技能。

契合轿车测验规范

电路规划人员有必要在老板们抢先的轿车电子规划中思考 ISO 10605 和 AEC-Q101 测验规范的请求，到达轿车商场请求的合格质量。这些规范要点重视轿车中普遍存在的电气和环境损害，以及所运用的分立半导体的牢靠性。

ISO 10605

本规范规则了用以评价为车辆而定制开发的电子模块的 ESD 测验办法。这些模块有必要可以管理由拼装、养护/修理以及操作所形成的电气搅扰。ISO 10605 添加了车辆专用的测验请求，相关于 IEC 61000-4-2 这一花费电子和电信的运用级规范来说更进一步。该规范请求制作商在比 IEC 规范更高的水平上去测验这些电子模块，为轿车电路维护供给更为强大和牢靠的规范。

关于 ISO 10605 规范的合规性，每个电路和模块在被装置到车辆中之前有必要进行预先测验。一旦车辆拼装结束，还有必要再进行测验以保证安全性和牢靠性。因而，轿车内部电子商品的每一层都需求抢先的电路维护以抵挡轿车中多见的严格的 ESD 瞬变。
AEC-Q101

本规范描绘了保证轿车环境中根据半导体的组件的长时间牢靠性一系列认证试验。关于在车辆中添加 ESD 维护器材（如瞬态电压按捺（TVS）二极管和 TVS 二极管阵列）的轿车制作商来说，这些器材有必要要逐渐的接纳契合 AEC-Q101 规范。

ISO 10605 偏重的是电气风险，而 AEC-Q101 则是一项环保规范。契合 AEC-Q101 规范的元件有必要可以应对轿车环境的损害，包含热冲击和热循环、极点温度和高湿度。满意该规范的请求可以保证元件被装置在车辆中以后不会因其本身固有的缺点而呈现毛病。

断定需求维护的轿车电路

轿车内部的一切电路和元件均易遭到电气瞬变的损害，不管其在车辆中所在的方位。下表列出了需求维护的五个最为多见的轿车电路：

1.老得模式通讯总线：作为最盛行的通讯总线规范，老得模式通讯总线覆盖了车内电路的 50% 到 75%。

a.区域互联网操控器（CAN）：该规范答应微操控器和设备可以在车内进行通讯，而无需运用主机。它是专为轿车运用而规划的根据音讯的协议。CAN 体系可处理多种功用，从动力转向到发动机计算机和变速箱之间的要害传动体系通讯。

b.局域互联互联网（LIN）：LIN总线规范是用于车辆各组件之间通讯的串行互联网协议。LIN 总线也可通过特别的DC-LIN收发器在车辆的蓄电池电力线上运用，这也是当今轿车界所多见的做法。LIN 体系可以处理简略的机电功用，如移动电动座椅和切换巡航操控。

CAN/LIN 总线是规划用于车内操控和监控功用的双线通讯总线。它们的线路有很大的也许性会露出于瞬态浪涌，从而会致使未受维护的 CAN/LIN 收发器呈现毛病。图2说明晰 CAN 和 LIN 总线维护的实习战略，力特企业 SM24CANA TVS 二极管阵列可维护 CAN 总线并供给商场抢先的钳位维护（图3）。


图 2：CAN 和 LIN 总线维护原理图。


图 3：力特企业 SM24CANA TVS 二极管阵列可维护 CAN 总线并供给商场抢先的钳位维护。

2.高速数字总线：USB/HDMI 端口支持车内的花费者运用软件。例如，仪表板也许会设有一个 USB 端口，乘客可用它来为手机或平板电脑充电，或许在车内播映音乐。HDMI 端口被用于车辆中的备份和前视摄像头。不同于旧的摄像头技能，这些高清机型选用更高图画速率，运转时需求更高的数据速率。由于具有更快的吞吐率和更大的芯片灵敏度，这些端口请求有超卓的信号完整性和体系牢靠性。USB/HDMI 端口也许会因车内相对较小的 ESD 事情和短路而损坏。

3.Wi-Fi 通讯/SIM 插槽：这项技能使车辆可以为乘客供给移动 3G 或 LTE 通讯。SIM 卡模块是将 LTE 转换为 Wi-Fi 的电路的中心有些，运用户可以衔接到手机、平板电脑和笔记本电脑。SIM 卡插槽需求 ESD 维护是由于在车内装置或替换模块时它会遭到人机交互的影响。

4.通讯/播送接纳用的高频天线：这项技能的支持是短程射频电路。这种电路可以完成车辆对车辆或车辆与路途的通讯，这也是轿车商场中最热的开展趋势之一。这种互联网可以使轿车相互“看到”对方，并能在车辆之间进行通讯。与路途之间的通讯有助于避免磕碰，完成功能交通体系。由于射频放大器的前端对 ESD 十分灵敏，因而应运用双向、低电容的 ESD 二极管。无偏置的射频信号会在天线电路上生成正负极性的电压。深圳深东升环保设备有限公司双向二极管将可以保证信号的负向有些不会被减少。

5.电源总线：这些总线的电压在 12 伏或更高，从而为车内的电子模块供给电力。在拼装或车辆运转过程中会使它们露出于很多的 ESD 和浪涌瞬变之下。瞬变维护选项既有车内深嵌模块的简略的 ESD 二极管，也有具有处理负载突降事情的高浪涌耐受的 TVS 二极管。        

为轿车运用挑选适宜的电路维护解决方案

轿车电路规划人员也许很难找到高质量的电路维护解决方案，由于有才能定制开发契合 AEC-Q101 规范的商品的企业对全部商场而言百里挑一。在挑选电路维护器材的制作商时，主要的是要去核实企业的天资，以保证它们可以供给契合 AEC-Q101 规范请求以及其老板业界规范的经证明的高牢靠性商品。该企业还应沿用商品规划上的最优办法，并选用高质量的制作技术。