Optimalizace EMC pro motor stěračů u Chengdu Huachuan Automotive

1. Pozadí zákazníka: Výzvy při ověřování u dodavatele první úrovně v automobilovém průmyslu

Chengdu Huachuan Electric je známým domácím dodavatelem první úrovně automobilových dílů, který dodává systémy pro zvedání oken, čističe skel a řídicí systémy karoserie mnoha výrobcům OEM. Jeho platforma čisticích motorů, založená na 12V stejnosměrné síti, vyžaduje kompaktní konstrukci a vysokou rychlost reakce. Nicméně fáze testování EMC se stala kritickým hrdlem, které způsobovalo zpoždění projektu.

Při testování podle ISO 7637-2 zákazník zjistil:

Zbytkové napětí při vedeném napěťovém způsobu (úroveň 3) překročilo limit;

Při proudovém injekčním způsobu (úroveň 4) bylo pozorováno přechodné reverzní rušení;

Špičky EMI rušení byly během komutace motoru nadměrně vysoké, což způsobovalo rušení signálu CAN řadiče.

Původně použili kombinaci RC tlumiče a TVS diody, ale problémy přetrvávaly: omezovací napětí TVS nebylo dostatečně nízké, útlum RC se výrazně zhoršoval se změnami teploty a ověření vyžadovalo vícekolikáté opakované testování s průměrnou dobou cyklu až 6 týdnů.

2. Analýza problému: Náklady vícekomponentních návrhů

Inženýrský tým Huachuan zaznamenal během testování dva hlavní problémy:

Napěťová špička při komutaci dosáhla až 80 V. Když stěračový motor měnil směr ve vysokorychlostním režimu, okamžitý zpětný elektromotorický proud překročil mez odolnosti systému, což způsobilo restart řadiče.

Hustota vysokofrekvenčního EMI rušení překročila limity. Superpozice komutace uhlíkových kartáčků a PWM regulace rychlosti vytvořila širokopásmové rušení, které překračovalo limit CISPR 25 v rozsahu 10–200 MHz.

Zatímco tradiční sítě RC/TVS mohou částečně redukovat špičky, nemohou současně řešit širokopásmové rušení i nízké požadavky na spínání.

Právě toto technologické okno využil Jaron.

3. Řešení: Integrovaný návrh ochrany EMC od Jaron

Inženýrský tým společnosti Jaron navrhl pro tento projekt kombinované řešení s použitím JRN16B105MXG (1µF, 16VDC, 800A) a JRN16B475MXG (4,7µF, 16VDC, 1200A).

Oba prvky jsou použity pro kartáček motoru a napájení řadiče, a to za účelem vytvoření „duálnodové integrované architektury potlačení“.

Výrazy designu

① Reakční doba pod 25 ns pro rychlé potlačení přepětí;

② Kapacita v rozsahu µF pro vylepšené filtrování nízkých frekvencí;

③ Keramicko-varistorová kompozitní vrstva zajišťuje nízkou a stabilní zbytkovou napěťovou hladinu;

④ Kompatibilní se stávajícími PCB pouzdry, není nutné přepojování.

Hybridní keramicko-MOV struktura zajistila nízké zbytkové napětí (<45 V) a širokopásmové potlačení rušení bez změny uspořádání. Tato náhrada typu plug-and-play zjednodušila proces ověření.

4. Výsledky ověření

Testy byly provedeny pomocí metody vodivého napětí ISO 7637-2, úroveň 3 a metody proudu, úroveň 4.

Níže jsou uvedeny výsledky srovnávacích testů:

Analýza výsledků: Při teplotách 25 °C i 85 °C udržel systém JRN stabilní upnutí s hladkým průběhem zbytkového napětí a bez sekundárního odrazu.

Po 50 po sobě jdoucích pulsech zařízení nevykázalo žádné degradace, což demonstruje vynikající tepelnou stabilitu.

5. Zpětná vazba od zákazníků a dopad na sériovou výrobu

Inženýrský tým společnosti Huachuan poskytl zpětnou vazbu během fáze prototypu:

"Integrované řešení nám umožnilo projít všemi testy najednou. Dříve jsme museli opakovaně upravovat parametry; nyní není zapotřebí žádné ladění."

Během fáze sériové výroby zákazník nahlásil:

Každý motorový modul měl o 3 součástky méně;

Náklady na jednotku BOM klesly přibližně o 0,12 USD;

Čas validace se zkrátil o 40 hodin;

Úspěšnost průchodu EMC testem stoupla na 98,5 %.

6. Technické shrnutí a klíčové poznatky

① Integrovaná EMC zařízení jsou vhodná pro vícemotorové aplikace, jako jsou stěrače, skleníky oken, sedadla a zadní kryty.

② Kapacita v řádu µF je obzvláště důležitá pro potlačení nízkofrekvenčního rušení, výrazně snižuje komutační šum.

③ Uzavřené umístění v blízkosti zdroje rušení je klíčové pro úspěch; čím kratší dráha, tím efektivnější potlačení.

④ Testování s uzavřenou smyčkou: model PSpice + ISO skripty zkracují ověřovací cyklus.

7. Obchodní hodnota a dopad na průmysl

Tento případ představuje strukturální posun v návrhu automobilové elektroniky od „vícezařízeníového skládání“ k „funkční integraci“.

Série JRN s vlastnostmi nízkého uchycení, vysoké odezvy a potlačení širokopásmových rušení nejen řeší výzvy ověřování, ale také podporuje standardizaci dodavatelského řetězce, což zákazníkům umožňuje rychle přijmout globální platformy podle norem ISO i CISPR.

8. Závěr

Jaronovo integrované řešení JRN představuje jasný skok vpřed v oblasti automobilového EMC návrhu – méně součástek, rychlejší validace, nižší náklady a vyšší konzistence.

Poskytuje měřitelné výhody pro spolehlivost motorového systému a stanovuje referenční bod pro elektroniku automobilů nové generace.

EMC stěračového motoru | Chengdu Huachuan | Série JRN | Shoda s normou ISO 7637-2 | Automobilová elektronika