As expectativas de viagens e interação humana com veículos estão mudando dramaticamente. Como tal, megatendências de maior conectividade, direção autônoma e eletrificação estão impulsionando a evolução dos chicotes elétricos automotivos e impulsionando a crescente demanda por transmissão de dados em alta velocidade e largura de banda para realizar sistemas avançados de assistente de motorista. Tudo isso precisa ser protegido de picos e picos de ESD.
Os teares tradicionais e as redes internas dos veículos estão passando por uma transformação significativa. O chicote de fiação clássico de arquitetura plana está mudando para uma arquitetura de domínio e zonal com Ethernet automotiva como backbone (consulte SEED oferece proteção ESD compatível com OPEN Alliance). No entanto, os barramentos periféricos ainda precisam transmitir mais dados, então novas versões dos protocolos existentes estão encontrando seu caminho nas redes de veículos. O barramento CAN é sinônimo de redes veiculares, mas estava limitado a 1 Mbit / s até o lançamento do CAN-FD (Dados Flexíveis), que cobre velocidades de até 12 Mbit / se oferece vantagens críticas necessárias para futuras aplicações ADAS.
Arquitetura zonal da rede no veículo
2 Mbit / s é o limite de implementação típico adequado para muitos aplicativos que não requerem taxas de dados mais altas. O CAN-FD usa os mesmos níveis de sinal diferencial do CAN de alta velocidade. O aumento da taxa de dados é obtido encurtando os estados dominante e recessivo de uma mensagem de envio. Essa técnica aumenta os requisitos na camada física e, à medida que os sistemas se tornam mais sensíveis em relação a EMC e ESD, ela requer proteção ESD adicional e discreta para melhorar a robustez do sistema ESD a um nível confiável.
Além dos requisitos do OEM do carro, os dispositivos de proteção ESD devem atender aos padrões da indústria, como IEC61000-4-2 ou ISO10605 para o setor automotivo. Para o barramento CAN (FD), os dispositivos ESD devem ter um curto-circuito para a bateria e uma partida robusta de acordo com a ISO16750-2 (26 V) ou normas internas (28 V). A conformidade com IEC62228-3 em combinação com um transceptor CAN (Emissão, Imunidade: DPI, Pulsos, ESD) também é necessária. Além disso, os requisitos comuns para CAN são a capacitância do diodo de 17 pF a 30pF máx e para CAN-FD 6 pF a 10 pF, já que a velocidade dos dados é maior e a integridade do sinal é mais crítica, bem como a correspondência de capacitância. Assim, a Nexperia aprimorou sua série de produtos IVN e desenvolveu uma nova geração adaptada aos requisitos do CAN-FD. A nova série PESD2CANFDx vem em diferentes configurações de tensão, capacitância e pacotes, sendo 2x AEC-Q101 qualificada.
As vantagens de ficar sem chumbo
As vantagens do CAN-FD sem chumbo em pacotes DFN em relação aos pacotes SOT clássicos não são apenas economia significativa de espaço de PCB, mas especialmente a integridade de sinal aprimorada, que é crítica para a proteção SSD. Para a integridade do sinal, o roteamento é um ponto crucial. Mesmo assim, a capacitância parasita deteriora a qualidade do sinal, em capacitâncias muito baixas, o roteamento que é feito para conectar o pacote desempenha um papel importante. A descoberta geral mais importante está em conformidade com o design de integridade de sinal de prática recomendada: evite alternar camadas, evite usar stubs.
Os parâmetros S são uma forma comum de medir a integridade do sinal. Os parâmetros mostrados são perda de inserção diferencial (S21dd), perda de retorno (S11dd) e conversão diferencial para modo comum (S21dc). As medições a seguir são realizadas com um VNA e o sistema foi calibrado para a ponta da sonda, para que os traços antes e depois da pegada não sejam removidos. A Figura 3 mostra os mesmos esquemas de roteamento com PESD2CANFD24V-T em SOT23, PESD2CANFD24V-QB em DFN1110D-3, ambos com máx. capacitância do diodo de 6 pF, e linhas tracejadas referem-se ao caso de traços retos sem qualquer pegada. Vê-se que o desempenho muito semelhante das pegadas vazias começa a se desviar quando os dispositivos são montados. Aqui, as pontas do pacote SOT23 aparecem como esboços e a estrutura maior dentro do pacote adiciona parasitas maiores. Como tal, a solução DFN mostra melhor integridade de sinal, especialmente para perda de inserção (IL) e conversão de modo comum (MC) em comparação com a alternativa com chumbo.
Comparação de parâmetros S sem pegada, PESD2CANFD24V-T e PESD2CANFD24V-QB
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