Solución integrada EMC para motor de corriente continua automotriz

1. Contexto del sector: la EMC se convierte en un riesgo oculto en los motores automotrices

En los vehículos modernos, más de veinte motores de corriente continua funcionan simultáneamente: para ventanas, limpiaparabrisas, portones traseros, ajuste de asientos, bombas de combustible y ventiladores de climatización. Cada motor genera interferencias electromagnéticas (EMI) y sobretensiones transitorias que se propagan a través de los arneses y afectan los módulos de control. Este ruido puede provocar errores de comunicación o daños permanentes si no se filtra adecuadamente.

Las redes de protección tradicionales utilizan snubbers RC, diodos TVS y condensadores EMI. Sin embargo, este enfoque con múltiples componentes conlleva un alto costo de lista de materiales (BOM), gran espacio en la placa, baja consistencia y ciclos de validación más largos. A medida que los fabricantes de automóviles avanzan hacia diseños modulares y compactos, la protección EMC integrada se está volviendo esencial.

2. Avance técnico: La solución integrada JRN/JRT de EMI + sobretensión

La serie JRN/JRT de Jaron utiliza una estructura compuesta multicapa de cerámica y MOV que ofrece filtrado de EMI, limitación de voltaje y absorción de energía en un solo dispositivo. Esta integración sustituye hasta tres componentes discretos, simplificando el diseño y mejorando la estabilidad general.

Especificaciones clave

Cada dispositivo puede suprimir sobretensiones hasta 1200 A con un tiempo de respuesta inferior a 25 ns, proporcionando hasta 4.7 µF de capacitancia para filtrado EMI de banda ancha. Cumple con las normas ISO 7637-2 e ISO 16750-2, ideal para proveedores automotrices de nivel 1 y nivel 2.

3. Principio de funcionamiento: Respuesta rápida y voltaje residual bajo

• Capa de filtrado EMI: Emplea cerámica de alta constante dieléctrica para lograr una trayectoria de baja impedancia y alta frecuencia, reduciendo eficazmente los transitorios de conmutación y el ruido de conmutación de escobillas de carbón.
• Capa absorbente Varistor: Utiliza las características de conducción a alto voltaje de los chips MOV para absorber y derivar la energía de sobretensión hacia tierra.
  
• Control Colaborativo: Ajustar el espesor dieléctrico con el coeficiente no lineal garantiza un voltaje de sujeción estable y un tiempo de respuesta corto.

Este diseño híbrido asegura una transición suave de alto impedancia al estado de sujeción en nanosegundos, evitando el sobrevoltaje.

4. Validación y Resultados de Pruebas

Caso A: Chengdu Huachuan Denso (Sistema de Limpiaparabrisas/Elevador de Ventana)

• Voltaje de Plataforma: 12V
• Solución Tradicional: RC + TVS
• Solución de Reemplazo: JRN16B105MXG (1µF, 16VDC, 800A)
• Norma de Prueba: ISO 7637-2 Nivel 3

Comparación de Resultados:

• Voltaje residual reducido en un 38 % (de 72 V a 45 V)
• Radiación EMI reducida en 18 dB
• Área de PCB ahorrada en un 58 %
• Consistencia en la producción mejorada en un 30 %

Caso B: Wenzhou Shenghuabo (Motor de asiento/Sistema de portón trasero)

• Tensión de plataforma: 24 V
• Componente: JRT26B225MXG (2,2 µF, 26 VCC, 800 A)
• Norma de verificación: ISO 16750-2 Descarga de carga
• Resultados: Tensión máxima de sobretensión controlada por debajo de 82 V, aprobada en prueba Nivel 4; excelente estabilidad térmica, sin degradación tras 50 pulsos.

5. Análisis comparativo: Ventajas del enfoque integrado

La solución integrada reduce la cantidad de componentes hasta en un 70 %, acorta el tiempo de validación y mejora la fiabilidad. Simplifica el diseño manteniendo al mismo tiempo una sólida conformidad con los estándares ISO y CISPR.

6. Consejos de disposición e implementación

• El dispositivo debe colocarse lo más cerca posible del extremo del motor con escobillas, con la distancia más corta posible hacia el bucle de tierra;
• En sistemas de conexión a tierra blindados, debe conectarse primero a la tierra principal o a la tierra del alojamiento;
• En aplicaciones con arneses largos, se pueden conectar dos dispositivos en paralelo para mejorar la consistencia;
• Admite simulación de reflujo y modelado PSpice para la optimización del sistema.

7. Perspectivas futuras: Hacia una protección EMC modular

Con la actualización de los estándares ISO y la estandarización de las plataformas de OEM, la protección integrada se está convirtiendo en una tendencia en la electrónica automotriz.

El concepto de diseño de la serie JRN/JRT está siendo ampliamente adoptado por la cadena de suministro de primer nivel para aplicaciones como BCMs, módulos de control de motor y sistemas de asientos inteligentes. En los próximos tres años, se espera que las soluciones integradas de protección reemplacen a más del 70 % de los diseños tradicionales con redes RC.

8. Conclusión

La serie JRN/JRT ofrece tres funciones en un solo dispositivo: supresión de EMI, limitación de sobretensiones y absorción de energía.
Con una respuesta inferior a 25 ns y una capacitancia a nivel de µF, simplifica el diseño del circuito, reduce el costo de la lista de materiales (BOM) y garantiza el cumplimiento con las normas automotrices ISO.
Para proveedores globales de primer y segundo nivel, esta integración marca un paso clave hacia la electrónica automotriz más inteligente, rápida y segura.

EMC Automotriz | Integrado EMI+Sobretensión | Serie JRN | Protección de Motor DC | ISO 7637-2