Hoe EMC problemen in de automotive te voorkomen? Patrick Dijkstra DARE!! Programma Welkom René Dijkstra Inleiding E-markering René Dijkstra Inleiding EMC voor Automotive Dennis van der Vlugt Pauze Typegoedkeuring Arjan Schuitman CAN Measurement and Analysis Francesco Raimondi Big Analog Data William Baars E-mobility Edwin Bestebreurtje Lunch High speed Automotive serial Links Francesco Raimondi Aansprakelijkheid in Automotive Michael Gerrits Pauze Hoe EMC problemen in Automotive voorkomen? Patrick Dijkstra Afsluiting en Borrel
Hoe EMC problemen in Automotive voorkomen? 1. Inleiding, oorzaak HF beïnvloeding 2. Verbeteren van het immuniteitsgedrag (Radiated en Conducted) 3. Reduceren van emissie (Radiated en Conducted) 4. Bescherming tegen ESD ontladingen 5. Beschermen van de voedingsingang 1. Inleiding, oorzaak HF beïnvloeding Hoogfrequent gelijkrichting A-lineair gedrag van componenten (Halfgeleiders) Verschuiving DC instelpunt (DC gekoppelde versterkers) Laagfrequent verstoring tgv AM detectie (AC & DC gekoppelde versterkers) Loop van HF stromen door een circuit Handeffecten
Hoogfrequent gelijkrichting >> Verschuiven DC instelling van Schakeling AM-detectie
Hoogfrequent vervangschema Hoogfrequent vervangschema
Detectie van GSM signalen AM-detectie bij IC s
2. Verbeteren immuniteitsgedrag Radiated immunity en Conducted immunity Filteren van alle in- en uitgangen Toepasssen van referentie vlak Let op!! GEEN gescheiden GND planes Gebruik van capacitief scherm Aansluitingen aan 1 kant van de PCB Geen voedingsvlak toepassen Ingangsfiltering
Ingangs- en uitgangsfiltering Slecht referentievlak
Directe instraling op PCB Capacitief scherm
Kabels aan 1 zijde PCB Kabels aan 2 zijden PCB
Geen voedingsvlak toepassen Redenen: Plusvlak blokkeert retourpaden Plusvlak degradeert de effectiviteit van de lokale ontkoppelcondensatoren Zijaanzicht PBC n-z Aardvla k VC C o-w 3. Reduceren van emissie Radiated emissie en Conducted emissie PCB design Referentievlak ( GND plane ) Filtering ( Zie immuniteit J ) Voedingsontkoppeling Spread spectrum techniek Afschermen Behuizing Kabels
Toepassen referentievlak Stel: Onderzijde PCB is een volledig gesloten referentie vlak (GND plane). Hoe loopt de retour stroom? Kortste weg (diagonaal door GND plane) Onder heengaande spoor Slecht referentievlak
PI-filtering (laag( impedant) T-filtering (hoog impedant)
Voedingsspanningsontkoppeling Voedingsspanningsontkoppeling
Spead spectrum klok Spead spectrum klok: uit
Spead spectrum klok: aan Gebruik afgeschermde kabel
4. Beschermen tegen ESD Elektrostatische ontlading (ESD)
Foto ESD schade Foto ESD schade
Foto ESD schade 5. Beschermen van de voedingsingang Ompool beveiliging Bescherming tegen snelle pulsen (lage energie) Bescherming tegen hoogfrequent stromen Load dump protectie (puls 5)
Load dump protectie Opties: 1.Surge arrestor 2.Regulator met hoge max. ingangsspanning 3.Actief filter / Afschakelen 86,5 V 13,8 V 5 Volt regulator logi ca Voedingsfiltering
Overzicht EMC maatregelen Hardware 1. Minimaliseer lus oppervlakten (wet van Lenz) 2. Maak gebruik van 1 referentievlak (GND plane) 3. Houd kabels aan 1 kant 4. Pas geen voedingsvlak toepassen! 5. Filter alle in- en uitgangssignalen 6. Zorg voor een goede voedingsspanningsontkoppeling 7. Bescherm de voedingsingang tegen load dump 8. Pas eventueel spread spectrum technieken toe 9. Monteer afgeschermde kabels aan 2 zijden af Overzicht EMC maatregelen Software 1. Stooronderdrukking op ingangssignalen opnemen (anti- dender voor transiënten) 2. Watchdog-functie (software) Gebruik checksums op datablokken 3. Uitgangen zoveel mogelijk na elkaar schakelen
Vragen?