EMC optimizacija za motore brisača kod Chengdu Huachuan Automotive

1. Pozadina klijenta: Izazovi validacije kod ključnog dobavljača automobila

Chengdu Huachuan Electric je poznati domaći dobavljač prvog nivoa automobilskih delova koji proizvodi podizanje stakala, brisače i sisteme kontrole karoserije za brojne proizvođače opreme. Njihova platforma motora brisača, zasnovana na 12V DC arhitekturi napajanja, zahteva kompaktan dizajn i visoku brzinu reagovanja. Međutim, faza testiranja EMC postala je kritično ograničenje koje je izazvalo kašnjenje projekta.

U testiranju prema ISO 7637-2, klijent je otkrio:

Rezidualni napon metodom provođenja napona (nivo 3) premašio je dozvoljenu granicu;

Metodom ubrizgavanja struje (nivo 4) javila se privremena reverzna smetnja;

Вршни нивои ЕМИ буке су били превисоки током комутације мотора, што је изазивало интерференцију са CAN сигналом контролера.

У почетку су користили комбинацију RC апсорбера и TVS диоде, али проблеми су остали: ограничавање напона код TVS-а није било довољно ниско, RC апсорпција се значајно погоршавала са променама температуре, а потврђивање је захтевало више кругова поновног тестирања, са просечним циклусом до 6 недеља.

2. Анализа проблема: Трошак конструкција са више компоненти

Инжењерски тим Huachuan-а је уочио два главна проблема током тестирања:

Напон вршног комутационог импулса достигао је чак 80V. Када би мотор брисача променио смер на високој брзини, тренутни повратни ЕМФ премашивао би системско ограничење, због чега би се контролер ресетовао.

Густина високих фреквенција ЕМИ буке премашена. Суперпозиција комутације угљених четкица и PWM регулације брзине стварала је широкопојасну буку, која је премашивала CISPR 25 границу у опсегу од 10–200MHz.

Док традиционалне RC/TVS мреже могу делимично смањити вршне вредности, оне не могу истовремено да реше и широкопојасне смете и захтеве ниског кламповања.

Управо је то технолошки прозор кроз који је Јарон интервенисао.

3. Решење: Jaron-ово интегрисано EMC заштитно решење

Инжењерски тим Јарона предложио је комбиновано решење за овај пројекат користећи JRN16B105MXG (1µF, 16VDC, 800A) и JRN16B475MXG (4.7µF, 16VDC, 1200A).

Оба уређаја користе се за четкице мотора и напајање контролера, респективно, како би се формирао „двочворни интегрисани систем сузбијања“.

Istaknuti Elementi Dizajna

① Време одзива испод 25ns за брзо сузбијање прекомјерних напона;

② Капацитет на нивоу µF за побољшано филтрирање на ниским фреквенцијама;

③ Композитни слој керамика-варистор обезбеђује стабилност ниског остатног напона;

④ Компатибилно са постојећим PCB паковањима, без потребе за поновним повезивањем.

Хибридна керамичко-MOV структура обезбедила низак остатни напон (<45V) и широкопојасно сузбијање буке, без измене распореда. Ова решење типа plug-and-play поједноставило је процес верификације.

4. Резултати верификације

Тестови су спроведени коришћењем ISO 7637-2 метода проводног напона нивоа 3 и метода струје нивоа 4.

Доле су приказани резултати поређења тестова:

Анализа резултата: На обе температуре, 25°C и 85°C, JRN шема је одржавала стабилно уклешће са глатким таласним обликом остатног напона и без секундарног скакања.

Након 50 узастопних импулса, уређај није показао деградацију, што указује на изузетну термалну стабилност.

5. Мишљење клијената и утицај на масовну производњу

Тим инжењера компаније Хуачуан дао је повратну информацију у фази прототипа:

"Интегрисано решење омогућило нам је да прођемо кроз све тестове од првог покушаја. Раније смо морали више пута мењати параметре; сада више није потребно уклањање грешака."

Током фазе масовне производње, купац је пријавио:

Сваки моторни модул имао је по 3 компоненте мање;

Трошак по BOM-у смањен је за око 0,12$;

Време валидације смањено је за 40 сати;

Стопа успјешности EMC теста повећана је на 98,5%.

6. Технички преглед и кључна искуства

① Уређаји са интегрисаном EMC одговарају за примене са више мотора као што су брисачи, подизачи стакала, седишта и вратила.

② Капацитивност нивоа µF посебно је критична за смањење буке на ниским фреквенцијама, значајно смањујући комутациону буку.

③ Затворена постава у непосредној близини извора сметњи одлучујућа је за успех; што је пут краћи, то је супресија ефикаснија.

④ Тестирање у затвореној петљи: PSpice модел + ISO скрипте скраћују циклус верификације.

7. Пословна вредност и утицај на индустрију

Овај случај представља структурални помак у дизајну аутомобилске електронике, од „вишеструког слагања уређаја“ ка „функционалној интеграцији“.

JRN серија, са својим ниским ограничавањем, високом брзином одзива и карактеристикама широкопојасне репресије, не само што решава изазове верификације већ и подстиче стандардизацију ланца снабдевања, омогућавајући купцима брзу примену глобалних платформи у складу са ISO и CISPR стандардима.

8. Zaključak

Јароново интегрисано JRN решење показује јасан напредак у дизајну аутомобилске EMC технологије — мање компонената, бржа валидација, нижи трошкови и већа конзистентност.

Оно остварује мерљиве предности за поузданост мотор система и поставља референтну тачку за електронику аутомобила следеће генерације.

Wiper Motor EMC | Chengdu Huachuan | JRN Series | ISO 7637-2 Compliance | Automotive Electronics