村田|智能汽車CAN FD總線需要什么樣的降噪對策？

1、CAN FD是什么

CAN FD是連接汽車內(nèi)的ECU或電腦并進行通訊的車內(nèi)局域網(wǎng)之一。

CAN FD能夠以比以往的CAN標準更快的速度進行通訊。

2、噪聲問題

CAN FD具有比以往的CAN更高的比特率，這也增加了CAN通訊時產(chǎn)生的發(fā)射噪聲問題。

CAN FD等接口使用被稱為差分傳輸?shù)膫鬏敺绞?。差分傳輸通過兩條信號線之間的電位差傳輸信號，因此具有不易受外部輻射噪聲影響的特點。

此外，兩條信號線上因信號而產(chǎn)生的電波還會相互抵消，因此難以作為噪聲向外發(fā)射。

然而，由于各種因素，電路板上會產(chǎn)生共模電流。如果共模電流流入差分傳輸線的電纜，電纜就會輻射共模噪聲。

3、噪聲問題的對策

共模扼流圈適合用來解決共模噪聲問題。

共模扼流圈是通過磁力將兩條信號線耦合的線圈，能夠在不影響差分信號等差模信號的前提下，僅消除共模噪聲。

反相(差模)信號的磁場被消除→穿透

同相(共模)噪聲的磁場重疊→反射 找正品元器件，上唯樣商城。

原則上，共模扼流圈具有消除共模噪聲的功能，但如果兩條信號線的線圈均衡被打破，就會發(fā)生模式轉(zhuǎn)換，部分差模信號被轉(zhuǎn)換為共模信號，從而產(chǎn)生噪聲。

因此，使用模式轉(zhuǎn)換較少的、能夠保持均衡的共模扼流圈是非常重要的。

村田推薦的用于CAN FD的共模扼流圈DLW32SH101XF2，元件尺寸為3.2×2.5mm，共模電感 : 100μH-30%/+50%(at 0.1MHz)。

元件尺寸 找正品元器件，上唯樣商城。

阻抗-頻率特性

4、降噪措施的效果

確認共模扼流圈的降噪效果

為了評估共模扼流圈的降噪效果，我們使用信號發(fā)生器驅(qū)動CAN FD收發(fā)器，并通過頻譜分析儀觀察了CAN-H和CAN-L線上的共模噪聲。我們插入三種不同的共模扼流圈，并分別確認了各線圈的效果。

通過結(jié)果可知，噪聲級別會隨著信號發(fā)生器比特率的增加而增加。

此外，我們還發(fā)現(xiàn)，在三種共模扼流圈中，DLW32SH101XF2的降噪效果相對較高。DLW32SH101XF2在各比特率下皆能有效地抑制噪聲。

確認傳導發(fā)射對策的效果

之后，我們通過傳導發(fā)射測量(150Ω方法)確認了DLW32SH101XF2的降噪效果。該測量符合IEC 62228-2:2019規(guī)定的“射頻干擾的發(fā)射”條件。

通過使用DLW32SH101XF2，我們成功地達到了傳導發(fā)射中限值要求非常嚴格的Class III標準。

確認抗擾度對策的效果

接著，為了確認抗擾度對策的效果，我們進行了抗擾度實驗之一的DPI(直接功率注入)實驗。

該測量符合IEC 62228-3:2019規(guī)定的“對射頻干擾的抗擾度”條件。

在DPI測試中，通過使用DLW32SH101XF2也能滿足限值要求非常嚴格的Class III標準。

5、總結(jié)

在CAN FD中，共模噪聲是容易經(jīng)常出現(xiàn)的問題

共模扼流圈可以有效地消除共模噪聲

為防止因模式轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生共模噪聲，共模扼流圈的模式轉(zhuǎn)換特性也非常重要

村田推薦的共模扼流圈DLW32SH101XF2在傳導發(fā)射和DPI對策方面皆有效

審核編輯：湯梓紅