Descubra cómo los dispositivos integrados JRN de Jaron con EMI y protección contra sobretensiones ayudaron a Chengdu Huachuan Automotive a reducir el voltaje residual en un 37 %, mejorar el cumplimiento con la norma ISO 7637-2 y acortar el tiempo de validación en un 67 %.
Chengdu Huachuan Electric es un conocido proveedor nacional de nivel 1 de componentes automotrices, que suministra elevadores de ventanas, limpiaparabrisas y sistemas de control de carrocería a numerosos fabricantes de equipos originales (OEM). Su plataforma de motor del limpiaparabrisas, basada en una arquitectura de alimentación de 12V DC, requiere una estructura compacta y alta velocidad de respuesta. Sin embargo, la fase de pruebas de compatibilidad electromagnética (EMC) se convirtió en un cuello de botella crítico que provocó retrasos en el proyecto.
En las pruebas según ISO 7637-2, el cliente descubrió:
El voltaje residual de la sobretensión por método de tensión conducida (nivel 3) excedía el límite;
El método de inyección de corriente (nivel 4) presentaba interferencia transitoria inversa;
Los picos de ruido EMI fueron excesivamente altos durante la conmutación del motor, causando interferencias con la señal CAN del controlador.
Inicialmente utilizaron una combinación de absorbedor RC y diodo TVS, pero los problemas persistieron: la sujeción del TVS no era lo suficientemente baja, la absorción del RC decayó significativamente con los cambios de temperatura, y la verificación requirió varias rondas de pruebas repetidas, con un ciclo promedio de hasta 6 semanas.
El equipo de ingeniería de Huachuan observó dos problemas principales durante las pruebas:
El voltaje pico de conmutación alcanzó hasta 80 V. Cuando el motor del limpiaparabrisas cambió de dirección en modo de alta velocidad, la FEM inversa instantánea superó el límite de tolerancia del sistema, provocando que el controlador se reiniciara.
La densidad espectral de EMI de alta frecuencia excedió los límites. La superposición de la conmutación por escobillas de carbón y la regulación de velocidad PWM generó ruido de banda ancha, superando el límite CISPR 25 en el rango de 10 a 200 MHz.
Mientras que las redes RC/TVS tradicionales pueden reducir parcialmente los picos, no pueden abordar simultáneamente la interferencia de banda ancha y los requisitos bajos de limitación.
Esta es precisamente la brecha tecnológica que Jaron aprovechó.
El equipo de ingeniería de Jaron propuso una solución combinada para este proyecto utilizando el JRN16B105MXG (1µF, 16VDC, 800A) y el JRN16B475MXG (4,7µF, 16VDC, 1200A).
Los dos dispositivos se utilizan en el cepillo del motor y la fuente de alimentación del controlador, respectivamente, para construir una "arquitectura de supresión integrada de doble nodo".
① Tiempo de respuesta inferior a 25 ns para una supresión rápida de sobretensiones;
② Capacidad del nivel µF para un mejor filtrado de baja frecuencia;
③ La capa compuesta cerámica-varistor garantiza estabilidad de bajo voltaje residual;
④ Compatible con los paquetes PCB existentes, eliminando la necesidad de volver a cablear.
La estructura híbrida de cerámica y MOV garantizó un voltaje residual bajo (<45 V) y supresión de ruido de banda ancha, sin necesidad de modificar el diseño. Este reemplazo listo para usar simplificó el proceso de validación.
Las pruebas se realizaron utilizando el método de voltaje conducido ISO 7637-2 Nivel 3 y el método de corriente Nivel 4.
A continuación se muestran los resultados comparativos de las pruebas:
|
Proyecto de prueba |
Solución tradicional RC+TVS |
Solución integrada JRN |
Margen de mejora |
|
Presión residual máxima |
las demás |
45V |
↓37.5% |
|
Pico de EMI (30 MHz) |
−32 dBµV |
−46 dBµV |
↓14 dB |
|
Uso de PCB |
100% |
42% |
↓58% |
|
Ciclo de verificación |
6 semanas |
2 semanas |
↓67% |
|
Desviación de consistencia |
±8% |
±2% |
Mejora estable |
Análisis de resultados: Tanto a 25°C como a 85°C, el esquema JRN mantuvo un sujeción estable con una forma de onda de voltaje residual suave y sin rebote secundario.
Tras 50 pulsos consecutivos, el dispositivo no mostró degradación, demostrando una excelente estabilidad térmica.
El equipo de ingeniería de Huachuan proporcionó comentarios durante la fase de prototipo:
"La solución integrada nos permitió aprobar todas las pruebas de una sola vez. Anteriormente, teníamos que modificar repetidamente los parámetros; ahora, no se necesita depuración alguna."
Durante la fase de producción en masa, el cliente informó:
Cada módulo del motor tenía 3 componentes menos;
El costo por BOM disminuyó aproximadamente $0.12;
El tiempo de validación se redujo en 40 horas;
La tasa de aprobación en la prueba EMC aumentó al 98,5%.
① Los dispositivos integrados EMC son adecuados para aplicaciones con múltiples motores, como limpiaparabrisas, elevadores de ventanas, asientos y portones traseros.
② La capacitancia a nivel µF es particularmente crítica para la supresión de frecuencias bajas, reduciendo significativamente el ruido de conmutación.
③ La colocación cerrada cerca de la fuente de interferencia es crucial para el éxito; cuanto más corto sea el recorrido, más eficiente será la supresión.
④ Pruebas en bucle cerrado: modelo PSpice + scripts ISO acortan el ciclo de verificación.
Este caso representa un cambio estructural en el diseño de electrónica automotriz, pasando de la "acumulación de múltiples dispositivos" a la "integración funcional".
La serie JRN, con sus características de baja sujeción, alta respuesta y rechazo de banda ancha, no solo resuelve desafíos de verificación, sino que también promueve la estandarización de la cadena de suministro, ayudando a los clientes a adoptar rápidamente plataformas globales bajo estándares ISO y CISPR.
La solución integrada JRN de Jaron demuestra un avance claro en el diseño automotriz de compatibilidad electromagnética (EMC): menos componentes, validación más rápida, menor costo y mayor consistencia.
Proporciona beneficios medibles para la fiabilidad del sistema del motor y establece un referente para la electrónica automotriz de próxima generación.
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