【应用】Renesas推出采用ZSC31150汽车传感器信号调节器的汽车压力传感器EMC性能优化方案

时间： 2019-04-30 来源：IDT（renesas收购）

IDT（RENESAS收购）公司的ZSC31150是一款汽车传感器信号调节器，被广泛应用于汽车传感器模块的设计。汽车电子对EMC性能要求非常高，如何让ZSC31150设计的传感器模块通过严苛的EMC测试标准，本文针对采用ZSC31150设计的汽车压力传感器模块，介绍如何通过电路设计，材料选择和结构设计来优化EMC性能，使传感器模块满足汽车级EMC测试标准。图1为典型的ZSC31150传感器设计电路。

图1 典型的ZSC31150传感器设计电路

图2 汽车压力传感器典型应用结构

如图2所示为汽车压力传感器典型应用结构。传感器模块通过压力供应适配器与被测系统连接，通过线束与汽车ECU连接。传感器模块自身尺寸较小，长宽通常都在50mm以内，辐射干扰敏感度小；连接线束较长，在汽车实际安装中大量线束捆绑在一起，模块受到干扰大部分来自于线束引入的干扰。大电流注入测试BCI用于测试模块的辐射抗扰度，是对汽车压力传感器模块很重要的测试。如图3为BCI测试电路及其RF等效电路图。模块供电通过标准人工网络与电源连接，输出通过测试网络与测试仪器连接，BCI天线夹夹在线束上，RF信号通过天线耦合到线束，再进入传感器模块，然后回到地线。对于这个完整RF回路，我们能够理解为，阻抗越大，RF电流越小，对模块的RF干扰就越小，反之越大。那么如果选择阻抗较大的塑料作为模块和适配器外壳，不是就可以降低对模块RF干扰了，但是实际应用中为了屏蔽高频辐射场干扰，外壳通常采用导电材料，对于线束引入的RF干扰则通过增加耦合电容C1，C2，C3，C4，C5，将RF信号导入PCB地线，再到外壳，然后回到RF信号地。如图3所示RF等效电路，RF信号有一个旁路到地的回路，对模块主电路影响变小。电路设计中C1，C2，C5尽量放置在离线束较近端，选用谐振频率较高的MLCC电容。

图3 BCI测试电路及其RF等效电路图

图4 电脉冲测试电路图

图5 ±85V电容耦合传导抗扰度测试电路图

图4为模块电脉冲测试电路图。图5为满足通用汽车标准GMW3097 的±85V电容耦合传导抗扰度测试电路图。图6为正电脉冲测试波形图。波形1为耦合电脉冲电源VDDE波形，波形2为ZSC31050输出OUT电压波形，当VDDE在4.5～5.5V正常供电电压范围内时，OUT输出为50%的VDDE，当VDDE超过5.5V时，内部过电压保护限制OUT输出。图7为负电脉冲测试波形图。波形1为耦合电脉冲电源VDDE波形，波形2为ZSC31050输出OUT电压波形，当VDDE低于2.5V，ZSC31050内部供电电压低复位单元是芯片复位，输出0V，复位时长1.5ms，当VDDE超过4.5V时，芯片正常工作，这时没有输出是因为正在通过OWI接口接收数据。通过以上分析和测试，我们发现选用导电材料的外壳和适配器，将外壳连接到地线，对接口电路增加旁路电容，给RF信号提供一个旁路通道，可以增强电路抗扰性，提升EMC性能。

图6 正电脉冲测试波形图

图7 负电脉冲测试波形图

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