Solução Integrada de EMC para Motores CC Automotivos

1. Contexto do Setor: A Compatibilidade Eletromagnética Torna-se um Risco Oculto em Motores Automotivos

Em veículos modernos, mais de vinte motores CC funcionam simultaneamente — para janelas, limpadores de para-brisa, portas-traseiras, ajuste de assentos, bombas de combustível e ventiladores de ar-condicionado. Cada motor gera interferência eletromagnética (EMI) e surtos transitórios que se propagam pelos chicotes elétricos e perturbam os módulos de controle. Esse ruído pode causar erros de comunicação ou danos permanentes se não for adequadamente filtrado.

As redes de proteção tradicionais utilizam snubbers RC, diodos TVS e capacitores EMI. No entanto, essa abordagem com múltiplos componentes resulta em alto custo da lista de materiais (BOM), grande espaço na placa, baixa consistência e ciclos de validação mais longos. À medida que os fabricantes de automóveis adotam designs modulares e compactos, a proteção EMC integrada está se tornando essencial.

2. Avanço técnico: A solução integrada JRN/JRT para EMI + surto

A série JRN/JRT da Jaron utiliza uma estrutura composta multicamada de cerâmica e MOV que oferece filtragem de EMI, limitação de tensão e absorção de energia em um único dispositivo. Essa integração substitui até três componentes discretos, simplificando o projeto e melhorando a estabilidade geral.

Especificações principais

Cada dispositivo pode suprimir surtos de até 1200A com tempo de resposta inferior a 25ns, fornecendo até 4,7µF de capacitância para filtragem de EMI em larga banda. Atende às normas ISO 7637-2 e ISO 16750-2, ideal para fornecedores automotivos Tier-1 e Tier-2.

3. Princípio de Funcionamento: Resposta Rápida e Baixa Tensão Residual

• Camada de Filtragem EMI: Emprega cerâmica de alta constante dielétrica para criar um caminho de baixa impedância e alta frequência, reduzindo efetivamente transientes de comutação e ruídos da comutação das escovas de carbono.
• Camada Absorvedora Varistor: Utiliza as características de condução em alta tensão dos chips MOV para absorver e desviar a energia do surto para o terra.
  
• Controle Colaborativo: Associar a espessura dielétrica ao coeficiente não linear garante uma tensão de fixação estável e tempo de resposta curto.

Este design híbrido assegura uma transição suave de alta impedância para o estado de fixação em nanossegundos, evitando sobretensão.

4. Validação e Resultados de Teste

Caso A: Chengdu Huachuan Denso (Sistema de Limpa-para-brisas/Elevador de Vidro)

• Tensão da Plataforma: 12V
• Solução Tradicional: RC + TVS
• Solução de Substituição: JRN16B105MXG (1µF, 16VDC, 800A)
• Norma de Teste: ISO 7637-2 Nível 3

Comparação de Resultados:

• Tensão residual reduzida em 38% (de 72V para 45V)
• Radiação EMI reduzida em 18dB
• Área de PCB economizada em 58%
• Consistência de produção melhorada em 30%

Caso B: Wenzhou Shenghuabo (Motor do Assento/Sistema de Porta-malas)

• Tensão da Plataforma: 24V
• Componente: JRT26B225MXG (2,2µF, 26VDC, 800A)
• Padrão de Verificação: ISO 16750-2 Load Dump
• Resultados: Tensão de pico de surto controlada abaixo de 82V, aprovado no teste Nível 4; excelente estabilidade térmica, sem degradação após 50 pulsos.

5. Análise Comparativa: Vantagens da Abordagem Integrada

A solução integrada reduz a quantidade de componentes em até 70%, encurta o tempo de validação e melhora a confiabilidade. Simplifica o projeto mantendo uma sólida conformidade com os padrões ISO e CISPR.

6. Dicas de Layout e Implementação

• O dispositivo deve ser colocado o mais próximo possível da extremidade da escova do motor, com a menor distância possível até o loop de terra;
• Em sistemas de aterramento blindado, deve ser conectado primeiro ao aterramento principal ou ao aterramento da carcaça;
• Em aplicações com cablagens longas, dois dispositivos podem ser conectados em paralelo para aumentar a consistência;
• Suporta simulação de refusão e modelagem PSpice para otimização do sistema.

7. Perspectivas Futuras: Rumo à Proteção EMC Modular

Com a atualização dos padrões ISO e a padronização das plataformas OEM, a proteção integrada está se tornando uma tendência na eletrônica automotiva.

O conceito de design da série JRN/JRT está sendo amplamente adotado pela cadeia de fornecedores Tier-1 para aplicações como BCMs, módulos de controle de motor e sistemas de assentos inteligentes. Nos próximos três anos, soluções integradas de proteção devem substituir mais de 70% dos designs tradicionais de rede RC.

8. Conclusão

A série JRN/JRT oferece três funções em um único dispositivo — supressão de EMI, limitação de surto e absorção de energia.
Com resposta inferior a 25 ns e capacitância em nível de µF, simplifica o projeto do circuito, reduz o custo da lista de materiais (BOM) e garante conformidade com os padrões automotivos ISO.
Para fornecedores globais Tier-1 e Tier-2, essa integração representa um passo fundamental rumo à eletrônica automotiva mais inteligente, rápida e segura.

EMC Automotivo | EMI+Surto Integrado | Série JRN | Proteção de Motor CC | ISO 7637-2