CTVS Bus Systems

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夏安邱
5 years ago
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总线通讯的保护等级一般由原始设备制造商 (OEM) 制定的总线接口硬件要求确定爱普科斯树立了汽车工业应用 ESD 保护的最高标准借助 TDK 和爱普科斯在数据线扼流线圈的广泛产品技术, 爱普科斯能够为高速总线系统提供完整可靠的 EMC 解决方案除单片式压敏电阻外,

1 爱普科斯产品摘要 2014 集成 EMI 滤波和 ESD 保护功能, 适用于高速总线系统 CAN 或 FlexRay 等串行数据总线系统能够在所有控制单元之间实现高速数据传输, 是用于汽车应用的最可靠的通信技术目前, 向串行数据总线系统添加更多功能 ( 例如提高安全性和舒适性以及引擎与转向控制功能等 ) 的风潮方兴未艾, 系统的复杂性与日俱增, 但由于现代总线系统的最高数据传输率必须达到 100Mbit/s, 为此必须对系统进行适当保护, 以避免系统遭受电磁干扰 (EMI) 和静电放电 (ESD) 影响在汽车行业应用中, 总线通讯的保护等级一般由原始设备制造商 (OEM) 制定的总线接口硬件要求确定爱普科斯树立了汽车工业应用 ESD 保护的最高标准借助 TDK 和爱普科斯在数据线扼流线圈的广泛产品技术, 爱普科斯能够为高速总线系统提供完整可靠的 EMC 解决方案除单片式压敏电阻外, 爱普科斯还可提供压敏电阻阵列, 同时为高速总线系统提供 ESD 保护并有效降低 EMI 干扰本产品摘要重点介绍了以新型多层压敏电阻阵列为主的总线系统应用范例, 也同时说明了爱普科斯陶瓷瞬态电压抑制器 (CTVS) 产品系列在总线系统中的总体应用概况

2 高速 CAN 和 FlexRay 总线系统的保护电路目前, 部署在汽车网络中的主要是 CAN 和 FlexRay 高速总线系统 CAN 系统提供高达 1 Mbit/s 的数据传输率, FlexRay 的数据传输速率则为 10 Mbit/s, 极易受到瞬态冲击和噪声的干扰 ESD 保护我们建议为总线系统的所有节点提供 >15 kv 的 ESD 保护, 尤其是与外部接口连接的节点由外部源造成的 ESD 事件通常无法预测, 可能轻易就会超过总线系统中半导体元件的最低 ESD 保护范围我们可通过单片式多层压敏电阻 (MLV) 或压敏电阻排 ( 将两个使用公共接地的压敏电阻集成在一个元件中 ) 轻松实现 >15 kv 的 ESD 保护 (IEC ) 图 1 和图 2 为离散与集成 ESD 保护示例图 1 高速 CAN 和 FlexRay 总线系统的典型保护电路, 离散 ESD 保护解决方案使用了两个单独的压敏电阻 ( 如 CT0603S14AHSG) ESD 图 2 高速 CAN 和 FlexRay 总线系统的典型保护电路, 集成 ESD 保护解决方案使用了一个压敏电阻排 ( 如 CA05F2S10T100G, 电容值 2 10 pf) ESD 2 更多信息请咨询爱普科斯 (EPCOS) 销售办事处

3 EMC 合规性除高 ESD 保护等级外, 多层压敏电阻还提供满足总线系统 EMC 要求的更多优势, 特别是在对射频 (RF) 干扰有更为严格要求的高速总线系统应用中, 如 FlexRay 总线系统多层压敏电阻的 V/I 特性具有高线性度, 完全符合 RF 抗扰度的最高标准其对于总线系统是透明的并且可以实现满信号功率传输, 与此相反的是由于 V/I 特性的非线性, 半导体抑制二极管可能导致信号发生严重的功率损耗图 3 DPI 测量结果展示了为总线接口提供 ESD 保护的多层压敏电阻的射频干扰抗扰度在高速 CAN 系统示例中, CT0603S14AHSG 压敏电阻满足 DPI 测试极限 1), 半导体抑制二极管不符合 DPI 极限 DPI ESD CAN 1) 汽车应用中 LIN CAN 和 FlexRay 接口硬件定义的射频抗扰度极限奥迪 / 宝马 / 戴姆勒 / 保时捷 / 大众发布, 第 1.1 版更多信息请咨询爱普科斯 (EPCOS) 销售办事处 3

4 适合 FlexRay 的 EMI/ESD 一体化解决方案对于高速总线系统来说, 最理想的是将 EMI 滤波与 ESD 保护功能相结合, 对 FlexRay 而言尤其如此, 而我们的新型匹配电容压敏电阻排 (MCVA) 正是实现这一结合的最好方法压敏电阻排包含两个使用公共接地的压敏电阻, 一个压敏电阻的电容值通常仅被视为寄生电容值, 毫无因此, MCVA 能够发挥滤波器的作用, 滤除不需要的射频发射, 从而无需配置附加电容器 MCVA 中 C 1 和 C 2 电容匹配, 避免了总线数据线之间射频干扰造成串扰偏差 ΔC 为 ΔC = C 1 - C 2 / min { C 1, C 2 } 规定值为 ΔC typ = 1% 及 ΔC max <3%. 疑问 MCVA 的电容值更高图 4a 图 4b 匹配电容压敏电阻排 (MCVA) 电路 EMI 滤波型 ( 具有 MCVA 匹配电容 C 1 和 C 2 ) 如果 MCVA 直接集成到 FlexRay 终端中 ( 见图 5), FlexRay 终端的接地电容器 CS 将与 MCVA 的每个电容串行连接这样, 接地电容器减少了对地寄生电容另外, MCVA 匹配电容 C 1 和 C 2 ( 本例中是 pf) 为总线系统的数据线提供了有效的 EMI 滤波 100 到 200 MHz 频率范围图 5 匹配电容压敏电阻排 (MCVA) 集成到 FlexRay 终端中的应用示例推荐型号 : CA05M2S14T101HG, 尺寸 0508, 电容值 pf MCVA FlexRay 更多信息请咨询爱普科斯 (EPCOS) 销售办事处 4

5 图 6 DPI 测量结果显示了对射频干扰的抗扰性根据图 5, 电路中采用 MCVA 后信号失真与没有采用保护电路时几乎相同测试型号 : CA05M2S14T101HG, 尺寸 0508, 电容值 : pf DPI ESD MCVA 图 7 射频发射的检测结果显示 MCVA 不会造成射频发射, 现有射频发射 ( 尤其是 100 到 200 MHz 之间的发射 ) 都会被 MCVA 过滤掉, 因此能够完全符合 FlexRay 的射频发射极限要求测试型号 : CA05M2S14T101HG (2 100 pf) ESD MCVA 术语 CTVS: 陶瓷瞬态电压抑制器 M L V : 多层陶瓷压敏电阻 MCVA: 匹配电容压敏电阻阵列 5 更多信息请咨询爱普科斯 (EPCOS) 销售办事处

6 图 8 ESD 放电电流测量结果显示匹配电容压敏电阻列阵 (MCVA) 有效抑制了静电放电 2 4 和 8 kv 条件下放电电流将减少到零, 最低峰值低于 2 A 测试型号 : CA05M2S14T101HG (2 100 pf) MCVA 2 100pF@+2kV MCVA 2 100pF@+4kV MCVA 2 100pF@+8kV MCVA 2 100pF@+2kV MCVA 2 100pF@+4kV MCVA 2 100pF@+8kV 除 EMI/ESD 保护 (ESD 保护等级 >15 kv) 外, MCVA 还可耐受高达 27 V/ 0.3 s 的负载突降脉冲以及高达 28 V/ 60 s 的跨接启动脉冲是汽车应用的最好选择总线系统陶瓷瞬态电压抑制器型号概览尺寸 (EIA) V RMS V DC, max LIN (25 kbit/s) 和 CAN(25 到 125 kbit/s) C max [pf] 型号订货号 CT0603K25G 单片式多层压敏电阻 B72500E0250K CT0603K17LCG 单片式多层压敏电阻 B72500E2170K CT0603S17ALCG 单片式多层压敏电阻 B72500E2170S CT0603S17BCCG 单片式多层压敏电阻 B72500E5170S260 CAN (125 kbit/s 到 1 Mbit/s) CT0603L25HSG 单片式多层压敏电阻 B72500E8250L CT0603S14AHSG 单片式多层压敏电阻 B72500E8140S CA05F2S10T100G 多层压敏电阻排 B72812F1120S 匹配电容 2 10 C <3% CA05M2S10T100HG 多层压敏电阻排 B72812Q1120S 匹配电容 C <3% CA05M2S14T101HG 多层压敏电阻排 B72812Q1160S160 MOST (25 Mbit/s 到 150 Mbit/s) CT0603L25HSG 单片式多层压敏电阻 B72500E8250L CT0603S14AHSG 单片式多层压敏电阻 B72500E8140S160 FlexRay (10 Mbit/s) CT0603L25HSG 单片式多层压敏电阻 B72500E8250L CA05F2S10T100G 多层压敏电阻排 B72812F1120S 匹配电容 2 10 C <3% CA05M2S10T100HG 匹配电容压敏电阻排 B72812Q1120S 匹配电容 C <3% CA05M2S14T101HG 匹配电容压敏电阻排 B72812Q1160S160 重要信息 : 本出版物的部分内容包含有关我们的产品在某些应用领域使用时的适用描述这些描述是基于我们对产品在特定应用领域时典型要求的了解但我们明确指出, 这些描述不能被视为是产品在特定的客户应用时的适应性的约束客户负有最终的责任, 根据产品的性能规格决定爱普科斯的产品是否满足应用的要求本出版物只是简要的产品概述, 内容会随着时间的推移而不断更改如需查询详细产品信息, 请查阅我们的产品数据手册重要说明 ( 产品特定的警告和敬告需要得到严格遵守所有相关信息, 都可通过我们销售办事处获得 ( 未经本公司明确许可, 不得复制发行或传播本出版物及其包含的信息 EPCOS (Shanghai) Ltd. Marketing Communications A TDK Group Company Edition 05/2014 Ordering No. EPC: D00 Printed in China PB

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Laminatd Chokes and Reactors EPCOS Product Brief 2014 爱普科斯产品简介 2 0 1 4 Laminated Chokes and Reactors 电抗器 EPCOS Reactors covers wide range of industrial applications, e.g. solar and wind energy, motor drive, industrial automation,