自动驾驶汽车具有低EMI/EMC辐射的高压转换器解决方案

发布时间:2022-12-07  

未来汽车(和卡车)所必需的汽车系统的扩散即使在现在也继续获得动力。当然,电压和电流水平会发生变化;然而,对低EMI/EMC辐射的要求不会消失,它们需要运行的恶劣环境也不会消失。幸运的是,现在和将来有越来越多的解决方案可以帮助系统设计人员,即使2030年代中期似乎还有很长的路要走。

本文引用地址:


汽车的时间表


毫无疑问,汽车即将到来,即使一路上有一些挫折。所以,有几个好的问题可能是:我们什么时候能到达那里,需要多长时间才能到达那里?


根据汽车行业的说法,这种转变有两个标准术语:一个是进化的,即现有汽车一点一点地到达那里(类似于特斯拉的自动驾驶功能),另一个是革命性的术语,即我们拥有完全自动驾驶汽车(如谷歌正在开发的汽车)。我不清楚任何一条道路是否会自行成功;它更有可能最终成为两者的共生融合。


那么,未来几年的下一步是什么?以下是将要取得的进步列表:


更高级的驾驶员辅助功能,将同步到导航和GPS系统。

像谷歌这样的公司将收集和积累有关自动驾驶汽车可能遇到的每种情况的数据。

主要城市的3D测绘数据将需要测绘公司加强。

汽车制造商和高科技汽车系统供应商需要彼此密切合作,以确保光检测、激光雷达、雷达传感器、GPS和摄像头协同工作。

具有上述功能的车辆必须在所有地形和气候下进行测试。


展望未来,比如说到2020年,配备上述半自动功能的车辆应该能够在十字路口、交通信号灯和走走停停的交通状况中导航。然而,即使是这些高度自动化的汽车,在紧急情况下仍然需要一个真正的人站在前面。展望未来,比如说到2024年,这些半自动驾驶汽车也将在更严格的条件下正常运行,例如恶劣天气和夜间。到这个时间范围,电梯服务提供商可能会开始使用这些类型的汽车,没有任何司机。当然,汽车制造商必须确保他们的车辆能够理解行人的信号,比如在十字路口或十字路口挥手致意。所有这些进步都需要汽车制造商在其车辆中拥有许多自主功能,这可能会使自动驾驶汽车在本世纪30年代中期上路。


当然,实现这一时间表所需的所有进步都将是IC半导体行业的福音,因为它将为实现这一目标所需的许多系统提供大部分硅含量。该硅含量将由数字和模拟集成电路(IC)组成。


自动驾驶汽车具有低EMI/EMC辐射的高压<a href=转换器解决方案" width="650" height="292" title="自动驾驶汽车具有低EMI/EMC辐射的高压转换器解决方案">

图1.简化的LT8650S原理图在2 MHz时提供5 V/4 A输出和3.3 V/4 A输出。


模拟集成电路


全自动驾驶汽车显然将拥有许多不同的电子系统,混合使用数字和模拟IC。这些将包括高级驾驶辅助系统(ADAS),自动驾驶计算机,自动泊车辅助,盲点监控,智能巡航控制,夜视,激光雷达等等。所有这些系统都需要各种不同的电压轨和电流水平才能正常运行;但是,它们可能需要直接由汽车的电池和/或交流发电机供电,在某些情况下,还需要由这些电源轨之一的后稳压轨道供电。VLSI 数字 IC(如 FPGA 和 GPU)的核心电压通常就是这种情况,这些 IC 可能需要低于 1 V 的工作电压,电流从几安培到 10 安培不等。


系统设计人员还必须确保ADAS符合车辆内的各种抗噪标准。在汽车环境中,开关稳压器正在重视低散热和效率的领域取代线性稳压器。此外,开关稳压器通常是输入电源总线上的第一个有源元件,因此对整个转换器电路的EMI性能有重大影响。


EMI发射有两种类型:传导和辐射。传导辐射依赖于连接到产品的电线和走线。由于噪声局限于设计中的特定端子或连接器,因此在开发过程的早期,通过如前所述,良好的布局或滤波器设计通常可以确保符合传导辐射要求。


然而,辐射发射完全是另一回事。电路板上承载电流的所有东西都会辐射电磁场。电路板上的每一条走线都是天线,每个铜平面都是谐振器。除纯正弦波或直流电压外,任何其他因素都会在整个信号频谱中产生噪声。即使经过精心设计,电源设计人员在系统测试之前也永远不会真正知道辐射发射有多糟糕,并且在设计基本完成之前无法正式执行辐射发射测试。


滤波器通常用于通过在一定频率或一定频率范围内衰减强度来降低EMI。通过空间传播的能量的一部分(辐射)通过添加金属和磁屏蔽来衰减。通过添加铁氧体磁珠和其他滤波器来驯服位于PCB走线(导电)上的部分。EMI无法消除,但可以衰减到其他通信和数字组件可接受的水平。此外,一些监管机构执行标准以确保合规性。


具有低EMI/EMC辐射的解决方案


正是由于本文概述的应用限制,ADI公司的Power by Linear Group开发了LT8650S,这是一款支持高输入电压的双输出单芯片同步降压转换器,还具有低EMI/EMC辐射。如图1所示,它是一种双通道设计,由两个高压4 A通道组成,提供低至0.8 V的电压,使其能够驱动目前可用的最低电压微处理器内核。


有关排放输出特性,请参见图2。这种改进的EMI/EMC性能对电路板布局不敏感,即使在使用2层PC板时也能简化设计并降低风险。LT8650S可在整个负载范围内以2 MHz开关频率轻松通过汽车CISPR 25 5类峰值EMI限制。扩频频率调制也可用于进一步降低EMI水平。


自动驾驶汽车具有低EMI/EMC辐射的高压转换器解决方案

图2.LT8650S辐射EMI性能图。


同样,对于需要比LT8650S更宽输入范围的应用,ADI公司还开发了LT8645S,这是一款具有高输入电压能力的单芯片同步降压转换器,还具有低EMI辐射。如图3所示,它是一种单通道设计,在5 V时提供8 A输出。


自动驾驶汽车具有低EMI/EMC辐射的高压转换器解决方案

图3.简化的LT8645S原理图,在2 MHz时提供5 V/8 A输出。


有关排放输出特性,请参见图4。这种改进的EMI/EMC性能对电路板布局不敏感,即使在使用2层PC板时也能简化设计并降低风险。LT8645S可在整个负载范围内轻松通过汽车CISPR 25,5类峰值EMI限制。扩频频率调制也可用于进一步降低EMI水平。


自动驾驶汽车具有低EMI/EMC辐射的高压转换器解决方案

图4.LT8645S辐射EMI性能图。


结论


未来自动驾驶汽车(和卡车)所必需的汽车系统的扩散即使在现在也继续获得动力。当然,电压和电流水平会发生变化;然而,对低EMI/EMC辐射的要求不会消失,它们需要运行的恶劣环境也不会消失。幸运的是,现在和将来有越来越多的解决方案可以帮助系统设计人员,即使2030年代中期似乎还有很长的路要走。

(作者:Tony Armstrong)

文章来源于:电子产品世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    来看看矢量网络分析仪S11和S21是什么意思。 R&S ZVL3台式矢量网络分析仪 矢量分析仪S11和S21是什么意思? 矢量分析仪测量S参数时,经常会谈到S11、S21等。这些是什么意思? 网络......
    你很绝望。” 有的对话让人想起贾登·史密斯(Jaden Smith): “一无所有是什么意思?” “就像万事俱备。” “万事俱备又是什么意思?” 有时还会阐述阴谋论: “谁是美国总统?” “巴拉克?奥巴......
    MCU 5V tolerant capability是什么意思?;以STM32F030为例,在datasheet中可以看到一句关于IO的表述:Up to 55 I/Os with 5V......
    参数(Scattering Parameters)常被简称为S参数。 二、矢量网络分析仪S11和S21是什么意思 矢量网络分析仪测量S参数时,经常会说到S11、S21等,这些是什么意思呢? 网络......
    FMEA是什么意思?FMEA在SMT行业的应用方法; ......
    发动机制动是什么_发动机制动是什么原理;发动机制动是什么意思?这个问题可能很多车主朋友都说不清楚它的含义,但却知道在什么情况下应该使用发动机制动。但不能正确理解发动机制动的意思,又是......
    万用表的单位(2023-01-05)
    )——千进制(注:uv不知道是什么意思,不好意思) 常用电流单位:1ka(千安)=1,000a(安培)、1a=1,000ma(毫安)=1,000,000μa(微安)——千进制 常用电阻单位:1mω......
    汽车常见仪表灯详解:车内真没刺客;这几天“车内有刺客”在微博和朋友圈里火了,懂行的人可能一笑了之,但不懂行的说不定还真就信了… 为了避免造成误解,大家最好来看看整理的汽车仪表盘常见提示解析吧,看完之后你就会明白他们到底是什么意思......
    汽车dsc是什么意思?有什么用途及功能;  汽车dsc是什么意思?      汽车上:DSC动态稳定控制系统性能类似德国博世公司的ESP(电子稳定系统)可在汽车高速运动时,提供良好的操控性,防止......
    制动转矩是什么意思 制动转矩计算公式;  制动转矩是什么意思   制动转矩是阻碍电机启动的转矩,需要通过有效抑制发电制动转矩和脉动转矩,才能够使电机起动能力得到显著增强。电机极对数不同,制动......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>