【经验】以汽车仪表盘EMC问题的剖析为例，给广大工程师提供一种解决方案

时间： 2023-07-14 来源：韬略科技

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一、汽车仪表盘的作用

汽车仪表盘主要包括燃油指示灯、清洗液指示灯、电子油门指示灯、前后雾灯指示灯及报警灯，可以随时监控汽车状态。汽车仪表盘是反映车辆各系统工作状况的装置，一般汽车的常规仪表有车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口，随着汽车电子技术的发展，汽车行驶状况和各机构、零部件的信息量显著增加，驾驶员在驾驶车辆时，必须更多、更及时了解汽车和发动机的各种参数是否正常，以便及时采取措施，防止发生事故。

二、主要的EMC问题

1、电源端传导发射

2、ARM主时钟频率点

3、LCD屏驱动时钟

4、接口端静电防护

5、电源端口7637测试异常

6、CAN线EMC处理

三、仪表盘主流方案

仪表盘框架图:

四仪表盘输入/输出量

输入量:（通过CAN总线接受外部信号）

1、水温/油量等模拟信号通过A/D转化送给MCU

2、电动机转速/车速为脉冲信号输入到MCU

输出量:

1、步进电机驱动四路指针显示

2、LCD驱动显示

3、I/O实现报警灯控制

电源端传导抑制发射:抑制方案(大电流共模滤波器 )

原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,对共模电流起到抑制作用,而当两线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感量,所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响。

大电流共模电感与传统共模电感的阻抗特性对比图如下：

五、应用电路

测试效果对比图:

六、时钟频率尖峰抑制

展频原理:

通过对尖峰时钟进行调制处理，使其从一个窄带时钟变为一个具有边带的频谱，将尖峰能量分散到展频区域的多个频率段，从而达到降低尖峰能量，抑制EMI的效果。

七、展频IC应用电路

测试效果对比图:

八、共模滤波器抑制效果图

九、ISO7637脉冲5a的模拟波形

对于FAE现场应用工程师而言，ISO7637测试、ISO7637-2测试、ISO7637-2 3A/3B、ISO7637-2 5A/5B测试是他们的家常便饭。要知道，ISO7637测试是汽车电子必经之路，相关部门制定的ISO7637抛负载测试试验必要存在它的合理性。众所周知，为了充分保障汽车的安全性和使用寿命，汽车内部很多元器件的地方都要通过ISO7637-2 5A/5B抛负载电压冲击测试，比如倒车系统、车载导航、点火开关、电子调节器、显示仪表、安全气囊等。

十、电源端ISO7637防护

十一、静电防护

防护电路：

1、检测电路

2、复位引脚

3、CAN线接口

十二、CAN线EMI抑制

CAN线的优点：

具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点
采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作
具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多主机局部网络
可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文
可靠的错误处理和检错机制
发送的信息遭到破坏后，可自动重发
节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能
报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息

十三、共模在CAN线上BCI的实验对比

十四、总结

针对不同的测试标准和应用场景，要选择合适的元器件，以此达到事半功倍的效果，特别是针对EMC问题，有专器专用的说法，本文通过对仪表盘的问题剖析，给广大工程师提供了多一种解决方案，希望对大家有所帮助。

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型号- TEPC0R2V05B1X,0.2KP-SMF,TLDCM7035-2-501TF,TMMPL111004,TF2010A4X SERIES,5KP-SMC,TESC3R0V05B1X,TF0806A2X430MT,TLCML2012-2-121,TEVD12R0V24B1X,TSSBXXXB1X,TEVC1R0V05B1X,TESD500R0V05B1X,3128,TEVA0R4V05D4X,TLDCM1513-2-301TF,TESB3R0V24B1X,1108,TSSCXXXB1X,TF2010A4X,5KP-SMC SERIES,TSMAXXXB1X SERIES,TF2010A4X900MT,0.4KP-SMA SERIES,TEVD300R0V05D1X,TLCML2012-2-900,6.6KP SERIES,TF2010A4X121MT,10KP SERIES,TEPC0R2V12B1X,TEVC3R0V05B1X,5KP,TEVC25R0V05B1X,TSSDXXXB1X SERIES,TSSBXXXB1X SERIES,TEVG15R0V24B2X,TF2010A4X201MT,TEVC10R0V3B1X,TF0806A2X670MT,TEPB0R2V05B1X,TESC0R15V05B1,6.6KP,TEF0806A2X900MT,TF0806A2X900MT,TF1210A2X900MT,TF2010A4X670MT,TEF1210A2X900MT,TEPB0R2V12B1X,TEPC0R2V09B1X,2501,TEF2012A4X101MT,TEVB20R0V12B1X,TF0806A2X,TEVD0R6V05B1X,TLCML2012-2-201,8KP,15KP SERIES,15KP,TEVH0R6V05D2X,TEVJ0R4V05D4X,TMMPI040402,TMMPL131205,TESC3R0V24B1X,0.2KP-SMF SERIES,TF1210A2X650MT,TSSDXXXB1X,TEF1210A2X500MT,0.4KP-SMA,TSMAXXXB1X,0.6KP-SMB SERIES,TEVG0R6V05D2X,5228,TF0806A2X SERIES,1.5KP-SMC SERIES,TLDCM4745-2-102TF,TEVB10R0V3B1X,1.5KP-SMC,TEVB25R0V05B1X,5KP SERIES,8KP SERIES,10KP,TESD400R0V14B1X,TEVD22R0V15B1X,TEPC0R05V24B1X,TMMPI050502,TEVD0R7V05D4X,TEPB0R2V09B1X,TEVB0R5V05B1X,TGMPL020201,TLCML2012-2-371,TEVP0R4V05D2X,TF2010A4X161MT,0.6KP-SMB,TEVB3R0V05B1X,TLCML4532-2-601,TEVD0R6V3B1X,TSSCXXXB1X SERIES,TEVD1R5V05B1X,TGMPI020101,TLDCM1211-2-701TF,TLCML4532-2-282,TEVC15R0V12D1X,TEF1210A2X350MT,TF1210A2X350MT,TESB3R0V05B1X,TMMPI070603

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COMPONENTS FOR AUTOMOTIVE PRODUCT CATALOG

型号- NRSA5040-220M,NRSA5040-680M,MDA1365-2R2M,MDTA25201B,MDA1365-1R5M,ACMV3225-101Y,MDTA25201B-3R3M,ACMV3225,NRSA6020-5R6M,FBA0402-471-101R,FBA0805-151-801R,MDA1360,FBHA0603-151-202R,BCMA9250-203Y,MDA1050-R47M,NRSA6045-R82M,MDA1360-150M,MDA1365,NRSA3015B,NRSA5040-330M,BCMA1009,MDA HT,MDA1870-470M,FBA0603-301-501R,BCMA9070,MDA1050-1R5M,MDA7050-1R0M,FBA0805-152-351R,FBHA0402-100-252R,MDA7054HT-4R7M,MDTA20161A-R15M,NRSA8040,NRSA6028-6R8M,FBHA0402-221-152R,MDA1050-2R2M,FBA0603,MDA1350,MDTA20161A-3R3M,BCMA9250-652Y,BCMA1009-050Y,MDA1050-R36M,MDA1040-8R2M,MDA HT SERIES,NRSA2520B-6R8M,WIV 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SERIES,MDA1054HT-1R5M,FBHA1206-300-302R,NRSA6045-470M,MDA5030-5R6M,BCMA9070-272Y,NRSA5020-3R3M,MDA1054HT-2R2M,MDA1350-2R2M,BCMA9250-501Y,DMMA7078,FBHA0805-101-102R,BCMA3216-601N,FBA0603-102-201R,NRSA3015B-R47M,DMMA1094-150M,FBA0402-601-800R,FBA0805-400-601R,FBA1206-151-901R,FBA1206-301-701R,MDA1870-2R2M,FBA0805-121-801R,FBA1206-500-501R,BCMA9070-152Y,MDTA20161A-R68M,BCMA7060,FBHA1206-121-302R,MDA7054HT-6R8M,FBA1206-700-501R,BCMA3216-222N,MDA2313-101M,MDTA20161A-1R0M,FBHA0805-331-252R,MDA7050-3R3M,MDA7054HT-8R2M,FBA0603-600-701R,NRSA6028-4R7M,NRSA6045-121M,MDA1054HT-4R7M,NRSA6045-1R0M,NRSA5020-120M,MDA7030-470M,FBHA0805-151-202R,NRSA5040-150M,MDTA25201B-R33M,BCMA2012-161N,BCMA7060-272Y,DMMA1094-220M,FBHA1206-601-202R,NRSA6020,NRSA4018B-1R0M,NRSA6020-3R3M,MDA2313-330M,ACMA4532-510Y,ACMA,MDA2313-100M,MDA1040-470M,MDTA25201B-1R0M,NRSA4030-180M,BCMA1211-701Y,FBA0603-202-201R,BCMA3216-102N,NRSA5020-470M,NRSA6028,MDTA25201B-R22M,MDTA25201B-R10M,MDTA20161A,DMMA1094-100M,FBA0805-202-251R,MDA7030-R68M,MDA7030-R56M,NRSA2520B-4R7M,BCMA1009-090Y,ACMV4532-101Y-FD,MDTA25201B-100M,MDA1360-4R7M,FBA0402-102-500R,NRSA6045-1R2M,NRSA6045-220M,NRSA6045-680M,MDA7030-1R0M,MDTA20161A-R10M,ACMV,FBHA0603-102-102R,DMMA7078-150M,FBHA S SERIES,MDTA32251B-R68M,NRSA201610-6R8M,MDA4020-5R6M,BCMA7060-141Y,BCMA1009-500Y,NRSA4018B-220M,FBHA1206-500-302R,MDA2313-2R2M,FBHA0805-221-202R,NRSA6045,FBHA1206,FBA0603-601-351R,BCMA1211-172Y,MDA2313-1R5M,NRSA3015B-4R7M,NRSA6045-2R0M,NRSA6045-100M,NRSA6045-330M,NRSA6045-560M,NRSA6045-221M,MDA1050,MDA 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