Las expectativas de los viajes y la interacción humana con los vehículos están cambiando drásticamente. Como tal, las mega tendencias de mayor conectividad, conducción autónoma y electrificación están impulsando la evolución de los arneses de cableado automotrices e impulsando la creciente demanda de transmisión de datos de alta velocidad y ancho de banda para realizar sistemas avanzados de asistencia al conductor. Todo lo cual debe protegerse de picos y sobretensiones de ESD.
Los telares de cableado tradicionales y las redes de vehículos han experimentado una transformación significativa. El arnés de cableado de arquitectura plana clásica está cambiando a una arquitectura de dominio y zona con Automotive Ethernet como columna vertebral (consulte SEED ofrece protección ESD compatible con OPEN Alliance). Sin embargo, los buses periféricos todavía necesitan transmitir más datos, por lo que las nuevas versiones de los protocolos existentes están llegando a las redes de vehículos. El bus CAN es sinónimo de redes en vehículos, pero se limitó a 1 Mbit / s hasta el lanzamiento de CAN-FD (datos flexibles), que cubre velocidades de hasta 12 Mbit / sy ofrece las ventajas críticas necesarias para futuras aplicaciones ADAS.
Arquitectura zonal de la red en el vehículo
2 Mbit / s es el límite de implementación típico adecuado para muchas aplicaciones que no requieren velocidades de datos más altas. CAN-FD utiliza los mismos niveles de señal diferencial que CAN de alta velocidad. El aumento de la velocidad de datos se logra acortando los estados dominante y recesivo de un mensaje enviado. Esta técnica aumenta los requisitos en la capa física y, a medida que los sistemas se vuelven más sensibles con respecto a EMC y ESD, requiere protección ESD adicional y discreta para mejorar la robustez del sistema ESD a un nivel confiable.
Además de los requisitos de los fabricantes de equipos originales para automóviles, los dispositivos de protección ESD deben cumplir con los estándares de la industria, como IEC61000-4-2 o ISO10605 para automóviles. Para el bus CAN (FD), los dispositivos ESD deben tener un cortocircuito a la batería y ser robustos para arrancar de acuerdo con ISO16750-2 (26 V) o normas internas (28 V). También es necesario el cumplimiento de IEC62228-3 en combinación con un transceptor CAN (Emisión, Inmunidad: DPI, Pulsos, ESD). Además, los requisitos comunes para CAN son una capacitancia de diodo de 17 pF a 30 pF máx. Y para CAN-FD de 6 pF a 10 pF, ya que la velocidad de los datos es mayor y la integridad de la señal es más crítica, así como la adaptación de capacitancia. Por lo tanto, Nexperia mejoró su serie de productos IVN y desarrolló una nueva generación adaptada a los requisitos de CAN-FD. La nueva serie PESD2CANFDx viene en diferentes configuraciones de voltaje, capacitancia y paquetes, mientras que tiene la calificación 2x AEC-Q101.
Las ventajas de ir sin plomo
Las ventajas de CAN-FD sin cables en los paquetes DFN sobre los paquetes SOT clásicos no solo son un ahorro significativo de espacio en la PCB, sino especialmente la integridad de la señal mejorada, que es fundamental para la protección SSD. Para la integridad de la señal, el enrutamiento es un punto crucial. Aunque la capacitancia parásita deteriora la calidad de la señal, a capacitancias muy bajas, el enrutamiento que se realiza para conectar el paquete juega un papel importante. El hallazgo general más importante cumple con las mejores prácticas de diseño de integridad de señal: evite cambiar capas, evite usar stubs.
Los parámetros S son una forma común de medir la integridad de la señal. Los parámetros que se muestran son la pérdida de inserción diferencial (S21dd), la pérdida de retorno (S11dd) y la conversión de modo diferencial a común (S21dc). Las siguientes mediciones se llevan a cabo con un VNA y el sistema se calibró en la punta de la sonda, por lo que las trazas antes y después de la huella no se desemparejan. La Figura 3 muestra los mismos esquemas de enrutamiento con un PESD2CANFD24V-T en SOT23, PESD2CANFD24V-QB en DFN1110D-3, ambos con máx. La capacitancia del diodo de 6 pF y las líneas discontinuas se refieren al caso de trazos rectos sin huella. Se ve que el rendimiento muy similar de las huellas vacías comienza a desviarse cuando se montan los dispositivos. Aquí, los cables del paquete SOT23 aparecen como talones y la estructura más grande dentro del paquete agrega más parásitos. Como tal, la solución DFN muestra una mejor integridad de la señal, especialmente para la pérdida de inserción (IL) y la conversión de modo común (MC) en comparación con la alternativa con plomo.
Comparación de parámetros S de sin huella, PESD2CANFD24V-T y PESD2CANFD24V-QB
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