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车载以太网:100BASE-T1的EMC对策和共模滤波器/扼流圈

工程师
2021-09-20 23:50:46     打赏

随着车载技术的发展,需要更快地传送大量数据,车载网络的高速化变得越来越重要。车载以太网与以往的车载网络相比,有很多优点,如:最适合希望数据传输速度高速化的用途和网络,容易简化。另外,随着车载网络通信速度的提高,信号质量和EMC对策变得很重要,因此需要选择符合OPEN Alliance等标准的共模滤波器/扼流圈。本篇文章介绍了TDK用于车载以太网的ACT1210L系列共模滤波器/扼流圈。

车载以太网

OPEN(One-Pair Ether-Net)Alliance Special Interest Group(SIG)推荐100BASE-T1及1000BASE-T1标准的车载以太网。本文介绍了使用符合OPEN Alliance的100BASE-T1标准的ACT1210L-201和不符合标准的ACT1210-110的共模滤波器/扼流圈的辐射EMI、传导EMI、BCI的结果。

S参数的比较

作为一个例子,图1对CAN-BUS用共模滤波器/扼流圈:ACT1210-110和车载以太网用共模滤波器/扼流圈:ACT1210L-201进行了比较。
与车载以太网用共模滤波器/扼流圈:ACT1210L-201比较,可以看到,CAN-BUS用共模滤波器/扼流圈:ACT1210-110不能满足OPEN Alliance的标准值。

图1

车载以太网:100BASE-T1的EMC对策和共模滤波器/扼流圈辐射EMI的比较

使用共模滤波器/扼流圈,可以获得抑制噪声的效果。特别是,还能获得使30MHz以上超过标准线的部分衰减到噪声基底附近的效果。(图2)车载以太网用共模滤波器/扼流圈:ACT1210L-201在10MHz~40MHz附近,与CAN-BUS用共模滤波器/扼流圈:ACT1210-110比较,可以获得噪声抑制效果更好的结果。

Emission Test for 100BASE-T1 (Automotive Ethernet)

图2

车载以太网:100BASE-T1的EMC对策和共模滤波器/扼流圈车载以太网:100BASE-T1的EMC对策和共模滤波器/扼流圈

Setup

车载以太网:100BASE-T1的EMC对策和共模滤波器/扼流圈

Status・Class: CISPR25 Ed3 class 5・Test site: Anechoic chamber (3m)・DUT: 100BASE-T1 EVB・Cable length: 1.5 m

传导EMI的比较

使用共模滤波器/扼流圈,可以获得抑制噪声的效果。特别是在40MHz~90MHz超过标准的部分也能抑制噪声。(图3)
在150kHz~70MHz的范围内,车载以太网用共模滤波器/扼流圈:ACT1210L-201更能发挥噪声抑制效果。

图3

车载以太网:100BASE-T1的EMC对策和共模滤波器/扼流圈车载以太网:100BASE-T1的EMC对策和共模滤波器/扼流圈

Setup

车载以太网:100BASE-T1的EMC对策和共模滤波器/扼流圈

Status・Class: CISPR25 Ed3 class 5・Test site: Anechoic chamber (3m)・DUT: 100BASE-T1 EVB・Cable length: 1.5 m

Comparison of BCI Results

Through时,几乎在所有的频率都会Fail,但加入共模滤波器/扼流圈后可以大幅改善。
车载以太网用共模滤波器/扼流圈:ACT1210L-201全部Pass。(表1)

Setup

车载以太网:100BASE-T1的EMC对策和共模滤波器/扼流圈

Status・Frequency: 1 - 400 MHz (CW)・Injection Current: 200 mA (closed-loop method)・Decision: CRC Error・Test site: Shield room

车载以太网:100BASE-T1的EMC对策和共模滤波器/扼流圈支持TDK车载以太网的共模滤波器/扼流圈

作为支持车载以太网的共模滤波器/扼流圈,TDK准备了符合OPEN Alliance标准的100BASE-T1及1000BASE-T1用共模滤波器/扼流圈。

支持标准

产品名称

100BASE-T1

ACT1210L-201-2P-TL00

1000BASE-T1

ACT1210G-800-2P-TL05

总结

从EMC测试结果可以看出,使用了不是为车载以太网设计的共模滤波器/扼流圈时,EMI的噪声抑制效果和BCI的抗干扰性下降。因此,如果使用没有通过OPEN Alliance标准的共模滤波器/扼流圈,会辐射噪声,妨碍无线电等,也可能影响其他通信。另外,S参数的Sdd21特性是影响波形质量的参数,Sccc21特性是影响EMC抑制效果的参数,Ssd21(DCNR)特性是影响BCI耐性的参数。
因此,随着车载网络通信速度的提高,信号质量和EMC问题变得更加重要,所以应当选择在确保符合OPEN Alliance等S参数标准的高电感值的同时,也具备模式转换特性的DCMR(Ssd21)的共模过滤器/扼流圈。




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