T-BOX產品中的EMC問題及解決思路

一道路車輛T-BOX產品EMC測試標準

二T-BOX產品架構

三T-BOX 產品EMC問題點解析及解決方案推薦

（一）電源端方案

問題點分析：

車載設備電源部分一直是汽車電子EMC測試中考察重點，也是問題最多的部分，涉及整車測試的所有測試項目；因此前期設計時，電源部分的電路設計和PCB layout要做合理規劃。

1.防護

（1）道路車輛零部件瞬時傳導抗擾度（ISO7637）是一項有關考察電源防護能力的測試，其中P1、P2a、P2b、P5a、P5b均屬于Surge波形，對待測設備本身具有很強的破壞性，其中P5a尤其嚴重，其產生的瞬時能量可以達到上千瓦。

（2）所以針對電源部分的防護設計重點關注P5a的防護，推薦設計原理圖如上圖所示,我們可以在設備輸入端使用大功率TVS管進行防護。

（3）TVS以及大電容接地端的地，必須足夠大，這樣才能有效地泄放和濾除噪聲。

大功率TVS防護等級推薦表

2.濾波

道路車輛零部件測試中除了Surge&ESD外，其他所有測試項目都和電源部分的設計息息相關，因此電源部分EMC設計就顯得尤為重要。

（1）原因分析：

電源部分不管是主動發射還是外部噪聲的耦合，其形式都是以共模噪聲為主。

（2）整改措施：

采用共模濾波器來抑制共模噪聲是目前的主要手段，對于共模濾波器的選型主要考量一下參數：電流、共模插入損耗（滿足高頻濾波應用）、電壓。

車載電壓端口共模濾波器必須在30MHZ以上有很好的共模抑制能力，因為車載的傳導在30-108MHZ出很容易超標，而且輻射測試時3-200MHZ也是最容易超標的頻段。

共模濾波器layout注意事項

共模電感下面的地層敷銅導致共模電感兩側出現容性耦合的作用，使共模電感的作用在一定程度上喪失；因此共模電感兩端的地一定要做好隔離。

（二）USB端口

1. 防護：USB端口傳輸速率快，推薦使用結電容在5pF以下硅基TVS，硅基TVS具有壽命長，動作速度快，可靠性高等特點。推薦型號：TEVC25R0V05B1X(VBUS)、TEVC3R0V05B1X(D+、D-)

2. 濾波：此部分使用體積較小的疊層共模濾波器，推薦型號：TF1210A2X900MT阻抗900Ω。

3.T-box的USB通常是T_box與導航部通信端口，所以USB外殼地通常與信號地會做分割，采用電容連接兩部分地。

（三）SD card

1. 濾波：SD時鐘頻率的基頻和倍頻比較容易超標。所以建議在時鐘信號線靠近CPU處預留RC濾波電路，其他信號線串聯22R或33R小電阻。

2.防護：推薦使用結電容低于5PF的硅基TVS。選型參考：TEVB3ROVO5B1X。

（四）CAN總線

1. 電路濾波設計要點

（1）L1為共模電感，用于濾除差分線上的共模干擾，推薦物料TLCMI4532-2-282TF；

（2）C1、C2為信號線上的濾波電容，給干擾提供低阻抗的回流路徑，容值選取范圍為22PF~1000pF，典型值選取100pF；

（3）C3為接口地和數字地之間的跨接電容，典型取值為1000pF，耐壓要求達到2KV以上，C3容值可根據測試情況進行調整。

2. 電路防護設計要點

D1、D2為瞬態抑制二極管，典型選值要求反向關斷電壓3.5V以上；因為TVS只是用來靜電防護，TVS的功率不作要求。TVS管的結電容對信號傳輸有一定的影響，CAN接口推薦使用結電容小于100pF的TVS管。推薦物料：TEVD12R0V24B1X。

（1）接口電路設計備注：

如果設備為金屬外殼，同時單板可以獨立的劃分出接口地，那么金屬外殼與接口地直接電氣連接，且單板地與接口地通過1000pF電容相連；

如果設備為非金屬外殼，那么接口地PGND與單板地GND直接電氣連接。

（2）時鐘信號部分：

時鐘作為高頻信號源頭，在汽車電子空間輻射測試時會產生許多高頻窄帶騷擾，采取屏蔽濾波等常規手段很難達到理想的效果。所以建議在主控的晶振處增加展頻IC，對時鐘信號進行處理。

展頻原理：通過對尖峰時鐘進行調制處理，使其從一個窄帶時鐘變為一個具有邊帶諧波的頻譜，將尖峰能量分散到展頻區域的多個頻率段，從而達到降低尖峰能量，抑制EMI的效果。

展頻前后效果對比

以上建議，如有不明之處，請聯系我們，我們將為您提供最理想和最熱情的整改后續相關服務。本整改方案的器件屬配套使用，如果有更改其中元件規格或者生產商，必須重新對策以及測試。更換器件請慎重。謝謝！

原文標題：汽車T-BOX產品EMC推薦設計方案

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審核編輯：湯梓紅