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漲姿態(tài)|認識ESD規(guī)范在轎車電子規(guī)劃中的主要性

發(fā)布時間:2016-06-13 丨 閱讀次數(shù):1508

在曩昔的十年中，轎車電子安全性和牢靠性規(guī)范跟著新技能的開展發(fā)生了明顯的改變。曩昔常常被當作可選項出售的技能，包含電動門鎖、安穩(wěn)操控和防抱死制動，目前卻是大多數(shù)車輛的規(guī)范裝備?，F(xiàn)在，那些被用于車道違背正告、車載通訊和夜視的轎車電子被認為是立異的技能。
規(guī)劃和制作上的這種現(xiàn)代化改變請求規(guī)劃人員應(yīng)徹底認識超出花費性電子商品維護請求的轎車認證規(guī)范的請求。但是，依照轎車規(guī)范的規(guī)劃觸及多項技能應(yīng)戰(zhàn)。例如，最前沿轎車電子商品中所運用的半導(dǎo)體依賴于商場上最新的集成電路（IC）技能。由于這些集成電路不斷變得更小并且更快，也因而愈加簡略遭到靜電放電（ESD）的損害。此外，轎車環(huán)境的嚴格性是以惡劣的電氣瞬變?yōu)橄笳鞯?，在轎車認證測驗中也會對此進行模仿（圖1）。

圖 1：需求思考 ESD 防護的體系。
這篇文章探討了轎車規(guī)范、電路和解決方案的實習(xí)運用，以協(xié)助轎車電路規(guī)劃人員創(chuàng)造出穩(wěn)健牢靠的規(guī)劃。首要，這篇文章要點介紹了 ISO 10605 規(guī)范對 ESD 的測驗請求與 AEC-Q101 規(guī)范對轎車商場中所用的分立半導(dǎo)體器材的測驗請求。其次，評論了轎車中需求維護的最多見的電路類型。第三，關(guān)于多種轎車運用斷定了為保證安全性和牢靠性應(yīng)該在規(guī)劃階段前期予以施行的領(lǐng)先的電路維護技能。
契合轎車測驗規(guī)范
電路規(guī)劃人員有必要在老板們領(lǐng)先的轎車電子規(guī)劃中思考 ISO 10605 和 AEC-Q101 測驗規(guī)范的請求，到達轎車商場請求的合格質(zhì)量。這些規(guī)范要點重視轎車中普遍存在的電氣和環(huán)境損害，以及所運用的分立半導(dǎo)體的牢靠性。
ISO 10605
本規(guī)范規(guī)則了用以評價為車輛而定制開發(fā)的電子模塊的 ESD 測驗辦法。這些模塊有必要可以管理由拼裝、養(yǎng)護/修理以及操作所形成的電氣攪擾。ISO 10605 添加了車輛專用的測驗請求，相關(guān)于 IEC 61000-4-2 這一花費電子和電信的運用級規(guī)范來說更進一步。該規(guī)范請求制作商在比 IEC 規(guī)范更高的水平上去測驗這些電子模塊，為轎車電路維護供給更為強大和牢靠的規(guī)范。
關(guān)于 ISO 10605 規(guī)范的合規(guī)性，每個電路和模塊在被裝置到車輛中之前有必要進行預(yù)先測驗。一旦車輛拼裝結(jié)束，還有必要再進行測驗以保證安全性和牢靠性。因而，轎車內(nèi)部電子商品的每一層都需求領(lǐng)先的電路維護以抵擋轎車中多見的嚴格的 ESD 瞬變。
AEC-Q101
本規(guī)范描繪了保證轎車環(huán)境中根據(jù)半導(dǎo)體的組件的長時間牢靠性一系列認證試驗。關(guān)于在車輛中添加 ESD 維護器材（如瞬態(tài)電壓按捺（TVS）二極管和 TVS 二極管陣列）的轎車制作商來說，這些器材有必要要逐漸的接納契合 AEC-Q101 規(guī)范。
ISO 10605 偏重的是電氣風(fēng)險，而 AEC-Q101 則是一項環(huán)保規(guī)范。契合 AEC-Q101 規(guī)范的元件有必要可以應(yīng)對轎車環(huán)境的損害，包含熱沖擊和熱循環(huán)、極點溫度和高濕度。滿意該規(guī)范的請求可以保證元件被裝置在車輛中以后不會因其本身固有的缺點而呈現(xiàn)毛病。
斷定需求維護的轎車電路
轎車內(nèi)部的一切電路和元件均易遭到電氣瞬變的損害，不管其在車輛中所在的方位。下表列出了需求維護的五個最為多見的轎車電路：
1.老得模式通訊總線：作為最盛行的通訊總線規(guī)范，老得模式通訊總線覆蓋了車內(nèi)電路的 50% 到 75%。
a.區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)操控器（CAN）：該規(guī)范答應(yīng)微操控器和設(shè)備可以在車內(nèi)進行通訊，而無需運用主機。它是專為轎車運用而規(guī)劃的根據(jù)音訊的協(xié)議。CAN 體系可處理多種功用，從動力轉(zhuǎn)向到發(fā)動機計算機和變速箱之間的要害傳動體系通訊。
b.局域互聯(lián)互聯(lián)網(wǎng)（LIN）：LIN總線規(guī)范是用于車輛各組件之間通訊的串行互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。LIN 總線也可通過特別的DC-LIN收發(fā)器在車輛的蓄電池電力線上運用，這也是當今轎車界所多見的做法。LIN 體系可以處理簡略的機電功用，如移動電動座椅和切換巡航操控。
CAN/LIN 總線是規(guī)劃用于車內(nèi)操控和監(jiān)控功用的雙線通訊總線。它們的線路有很大的也許性會露出于瞬態(tài)浪涌，從而會致使未受維護的 CAN/LIN 收發(fā)器呈現(xiàn)毛病。圖2說明晰 CAN 和 LIN 總線維護的實習(xí)戰(zhàn)略。

圖 2：CAN 和 LIN 總線維護原理圖。
2.高速數(shù)字總線：USB/HDMI 端口支持車內(nèi)的花費者運用軟件。例如，儀表板也許會設(shè)有一個 USB 端口，乘客可用它來為手機或平板電腦充電，或許在車內(nèi)播映音樂。HDMI 端口被用于車輛中的備份和前視攝像頭。不同于舊的攝像頭技能，這些高清機型選用更高圖畫速率，運轉(zhuǎn)時需求更高的數(shù)據(jù)速率。由于具有更快的吞吐率和更大的芯片靈敏度，這些端口請求有超卓的信號完整性和體系牢靠性。USB/HDMI 端口也許會因車內(nèi)相對較小的 ESD 事情和短路而損壞。
3.Wi-Fi 通訊/SIM 插槽：這項技能使車輛可以為乘客供給移動 3G 或 LTE 通訊。SIM 卡模塊是將 LTE 轉(zhuǎn)換為 Wi-Fi 的電路的中心有些，運用戶可以銜接到手機、平板電腦和筆記本電腦。SIM 卡插槽需求 ESD 維護是由于在車內(nèi)裝置或替換模塊時它會遭到人機交互的影響。
4.通訊/播送接納用的高頻天線：這項技能的支持是短程射頻電路。這種電路可以完成車輛對車輛或車輛與路途的通訊，這也是轎車商場中最熱的開展趨勢之一。這種互聯(lián)網(wǎng)可以使轎車相互“看到”對方，并能在車輛之間進行通訊。與路途之間的通訊有助于避免磕碰，完成功能交通體系。由于射頻放大器的前端對 ESD 十分靈敏，因而應(yīng)運用雙向、低電容的 ESD 二極管。無偏置的射頻信號會在天線電路上生成正負極性的電壓。雙向二極管將可以保證信號的負向有些不會被減少。
5.電源總線：這些總線的電壓在 12 排煙系統(tǒng)伏或更高，從而為車內(nèi)的電子模塊供給電力。在拼裝或車輛運轉(zhuǎn)過程中會使它們露出于很多的 ESD 和浪涌瞬變之下。瞬變維護選項既有車內(nèi)深嵌模塊的簡略的 ESD 二極管，也有具有處理負載突降事情的高浪涌耐受的 TVS 二極管。
為轎車運用挑選適宜的電路維護解決方案
轎車電路規(guī)劃人員也許很難找到高質(zhì)量的電路維護解決方案，由于有才能定制開發(fā)契合 AEC-Q101 規(guī)范的商品的企業(yè)對全部商場而言百里挑一。在挑選電路維護器材的制作商時，主要的是要去核實企業(yè)的天資，以保證它們可以供給契合 AEC-Q101 規(guī)范請求以及其老板業(yè)界規(guī)范的經(jīng)證明的高牢靠性商品。該企業(yè)還應(yīng)沿用商品規(guī)劃上的最優(yōu)辦法，并選用高質(zhì)量的制作技術(shù)。
表1列出了在規(guī)劃階段前期應(yīng)予以施行的一些電路維護解決方案。