Les attentes en matière de voyage et d'interaction humaine avec les véhicules changent radicalement. En tant que telles, les mégatendances de connectivité accrue, de conduite autonome et d'électrification poussent l'évolution des faisceaux de câbles automobiles et stimulent la demande croissante de transmission de données à haute vitesse et de bande passante pour réaliser des systèmes avancés d'aide à la conduite. Tout cela doit être protégé contre les pointes et les surtensions ESD.
Les métiers à tisser traditionnels et les réseaux embarqués ont subi une transformation importante. Le faisceau de câbles à architecture plate classique évolue vers une architecture de domaine et de zone avec l'Ethernet automobile comme épine dorsale (voir SEED offre une protection ESD conforme à OPEN Alliance). Cependant, les bus périphériques doivent encore transmettre plus de données, de sorte que de nouvelles versions des protocoles existants trouvent leur chemin dans les réseaux de véhicules. Le bus CAN est synonyme de réseaux embarqués mais était limité à 1 Mbit/s jusqu'au lancement de CAN-FD (Flexible Data), qui couvre des vitesses allant jusqu'à 12 Mbit/s et offre des avantages critiques nécessaires aux futures applications ADAS.
Architecture zonale du réseau embarqué
2 Mbit/s est la limite de mise en œuvre typique adaptée à de nombreuses applications qui ne nécessitent pas de débits de données plus élevés. CAN-FD utilise les mêmes niveaux de signaux différentiels que CAN haute vitesse. L'augmentation du débit de données est obtenue en raccourcissant les états dominant et récessif d'un message d'envoi. Cette technique augmente les exigences sur la couche physique et à mesure que les systèmes deviennent plus sensibles en ce qui concerne la CEM et l'ESD, elle nécessite une protection ESD discrète supplémentaire pour améliorer la robustesse ESD du système à un niveau fiable.
Outre les exigences des constructeurs automobiles, les dispositifs de protection ESD doivent répondre aux normes de l'industrie telles que IEC61000-4-2 ou ISO10605 pour l'automobile. Pour le bus CAN (FD), les dispositifs ESD doivent être à court de batterie et robustes au démarrage conformément à la norme ISO16750-2 (26 V) ou aux normes internes (28 V). La conformité à la norme IEC62228-3 en combinaison avec un émetteur-récepteur CAN (Émission, Immunité : DPI, Impulsions, ESD) est également nécessaire. De plus, les exigences communes pour CAN sont une capacité de diode de 17 pF à 30 pF max et pour CAN-FD 6 pF à 10 pF, car la vitesse des données est plus grande et l'intégrité du signal est plus critique ainsi que la correspondance de capacité. Ainsi, Nexperia a amélioré sa gamme de produits IVN et développé une nouvelle génération adaptée aux exigences CAN-FD. La nouvelle série PESD2CANFDx est disponible dans différentes configurations de tension, de capacité et de boîtiers tout en étant qualifiée 2x AEC-Q101.
Les avantages du sans plomb
Les avantages du CAN-FD sans fil dans les boîtiers DFN par rapport aux boîtiers SOT classiques ne sont pas seulement un gain de place significatif sur le PCB, mais surtout l'amélioration de l'intégrité du signal qui est essentielle pour la protection des SSD. Pour l'intégrité du signal, le routage est un point crucial. Même si la capacité parasite détériore la qualité du signal, à très faibles capacités, le routage qui est fait pour connecter le boîtier joue un rôle important. La conclusion générale la plus importante est conforme aux meilleures pratiques de conception de l'intégrité du signal : évitez de changer de couche, évitez d'utiliser des stubs.
Les paramètres S sont un moyen courant de mesurer l'intégrité du signal. Les paramètres affichés sont l'affaiblissement d'insertion différentiel (S21dd), l'affaiblissement de retour (S11dd) et la conversion différentielle en mode commun (S21dc). Les mesures suivantes sont effectuées avec un VNA et le système a été calibré sur la pointe de la sonde, de sorte que les traces avant et après l'empreinte ne sont pas désencastrées. La figure 3 montre les mêmes schémas de routage avec un PESD2CANFD24V-T dans SOT23, PESD2CANFD24V-QB dans DFN1110D-3, tous deux avec max. capacité de diode de 6 pF, et les lignes pointillées se réfèrent au cas de traces droites sans aucune empreinte. On voit que les performances très similaires des empreintes vides commencent à dévier lorsque les appareils sont montés. Ici, les fils du boîtier SOT23 apparaissent comme des tronçons et la structure plus grande à l'intérieur du boîtier ajoute des parasites plus importants. En tant que telle, la solution DFN montre une meilleure intégrité du signal, en particulier pour la perte d'insertion (IL) et la conversion en mode commun (MC) par rapport à l'alternative plombée.
Comparaison des paramètres S sans empreinte, PESD2CANFD24V-T et PESD2CANFD24V-QB
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