Узнайте, как интегрированные устройства JRN с функциями ЭМП и защиты от перенапряжений от Jaron помогли компании Chengdu Huachuan Automotive снизить остаточное напряжение на 37 %, улучшить соответствие стандарту ISO 7637-2 и сократить время валидации на 67 %.
Chengdu Huachuan Electric — известный отечественный поставщик первого уровня автозапчастей, поставляющий подъёмники стёкол, стеклоочистители и системы управления кузовом многочисленным автопроизводителям (OEM). Платформа двигателя стеклоочистителя компании, основанная на архитектуре питания 12 В постоянного тока, требует компактной конструкции и высокой скорости отклика. Однако этап испытаний на электромагнитную совместимость стал критическим узким местом, вызывающим задержки проекта.
При проведении испытаний по стандарту ISO 7637-2 заказчик выявил:
Остаточное напряжение выброса по методу проводимого напряжения (уровень 3) превысило допустимый предел;
По методу инжекции тока (уровень 4) наблюдались кратковременные обратные помехи;
Пики ЭМП были чрезмерно высокими во время коммутации двигателя, что вызывало помехи в CAN-сигнале контроллера.
Изначально они использовали комбинацию RC-поглотителя и TVS-диода, но проблемы сохранялись: пробойное напряжение TVS было недостаточно низким, эффективность RC-поглотителя значительно снижалась при изменении температуры, а подтверждение работоспособности требовало нескольких циклов повторного тестирования со средней продолжительностью до 6 недель.
Инженерная команда Huachuan выявила две основные проблемы в ходе испытаний:
Напряжение пиков коммутации достигало 80 В. Когда двигатель стеклоочистителя переключался в обратном направлении в режиме высокой скорости, мгновенная ЭДС самоиндукции превышала допустимый предел системы, из-за чего контроллер перезагружался.
Спектральная плотность высокочастотных ЭМП превышала нормы. Сложение шумов от коммутации с помощью угольных щеток и ШИМ-регулирования скорости создавало широкополосный шум, превышающий предел CISPR 25 в диапазоне 10–200 МГц.
Хотя традиционные RC/TVS-сети могут частично снижать пики, они не способны одновременно решать задачи подавления широкополосных помех и обеспечения низкого уровня ограничения напряжения.
Именно в эту технологическую брешь и вмешался Jaron.
Инженерная команда Jaron предложила комплексное решение для данного проекта с использованием JRN16B105MXG (1 мкФ, 16 В пост. тока, 800 А) и JRN16B475MXG (4,7 мкФ, 16 В пост. тока, 1200 А).
Оба устройства используются соответственно для щеток двигателя и питания контроллера, формируя «архитектуру подавления с двумя узлами и интегрированной защитой».
① Время отклика менее 25 нс для быстрого подавления импульсных перенапряжений;
② Ёмкость на уровне микроФарад для улучшенной фильтрации низких частот;
③ Композитный слой керамика-варистор обеспечивает стабильность низкого остаточного напряжения;
④ Совместимость с существующими корпусами печатных плат, исключающая необходимость перемонтажа.
Гибридная керамико-варисторная структура обеспечила низкое остаточное напряжение (<45 В) и подавление широкополосных помех без изменения разводки. Это решение типа «включай и работай» упростило процесс валидации.
Испытания проводились по методу кондуктивного напряжения ISO 7637-2 уровня 3 и методу тока уровня 4.
Ниже приведены результаты сравнительных испытаний:
|
Проект испытания |
Традиционное решение RC+TVS |
Комплексное решение JRN |
Уровень улучшения |
|
Пиковое остаточное напряжение |
72 В |
45В |
↓37.5% |
|
Пик ЭМИ (30 МГц) |
−32 дБмкВ |
−46 дБмкВ |
↓14 дБ |
|
Использование печатной платы |
100% |
42% |
↓58% |
|
Цикл проверки |
6 недель |
2 недели |
↓67% |
|
Отклонение стабильности |
±8% |
±2% |
Стабильное улучшение |
Анализ результатов: при температурах 25°C и 85°C схема JRN обеспечивала стабильное ограничение с плавной формой остаточного напряжения и без вторичного выброса.
После 50 последовательных импульсов устройство не показало деградации, что демонстрирует отличную тепловую стабильность.
Инженерная команда Huachuan предоставила обратную связь на этапе прототипирования:
"Комплексное решение позволило нам пройти все испытания с первого раза. Раньше мы многократно корректировали параметры; теперь отладка не требуется."
На этапе массового производства заказчик сообщил:
В каждом мотор-модуле было на 3 компонента меньше;
Стоимость на единицу BOM снизилась примерно на 0,12 долл. США;
Время валидации сократилось на 40 часов;
Уровень успешного прохождения EMC-тестов вырос до 98,5%.
① Комплексные устройства EMC подходят для многомоторных применений, таких как стеклоочистители, подъёмники окон, сиденья и задние двери.
② Ёмкость уровня µF особенно важна для подавления низкочастотных помех, значительно снижая шум коммутации.
③ Размещение в замкнутом контуре вблизи источника помех имеет решающее значение для успеха; чем короче путь, тем эффективнее подавление.
④ Тестирование по замкнутому циклу: модель PSpice + скрипты ISO сокращают цикл проверки.
Данный пример представляет собой структурный сдвиг в проектировании автомобильной электроники — от «многоуровневой компоновки устройств» к «функциональной интеграции».
Серия JRN, обладая низким уровнем зажима, высокой скоростью реакции и возможностью подавления широкополосных помех, не только решает задачи проверки, но и способствует стандартизации цепочек поставок, помогая клиентам быстро внедрять глобальные платформы в соответствии со стандартами ISO и CISPR.
Интегрированное решение Jaron серии JRN демонстрирует очевидный прорыв в области разработки автомобильной EMC: меньше компонентов, более быстрая сертификация, снижение затрат и повышение согласованности.
Оно обеспечивает измеримые преимущества для надежности систем двигателя и задает ориентир для электроники следующего поколения автомобилей.
EMC-проверка мотора стеклоочистителя | Chengdu Huachuan | Серия JRN | Соответствие ISO 7637-2 | Автомобильная электроника
EN
