汽车电路设计要点

2022年9月6日

节奏PCB解决方案

关键的外卖

为发展汽车电路的基本要求。
汽车电路设计技巧来减少射频干涉。
制造和可靠性为汽车电路操作技巧。

汽车与数字微处理器

现代汽车现在比以往任何时候都更加数字化,需要先进的电路设计技能

如今,汽车变得越来越数字化,从安全气囊传感器安全和方便的特性,比如备份相机和车道协助。我们目前在一个“汽车复兴”结合了所有这些新的电子技术在我们的汽车。

然而,在把这么多的电子特性,总有失败的风险,使得汽车电路设计,更多的一个关键过程。电子电路仿真功能和可靠性的基于组件公差,温度变化和其他参数变得越来越重要。通过模拟执行先进的产量和可靠性分析可以是现场故障的区别和成功的推出汽车电路设计。

汽车电路设计的要求

汽车用数字传感器

现代汽车已数以百计的ecu,使几乎所有车辆的功能元素

通常有成百上千的电子控制单元(ecu)发现在新开发的汽车。各种ECU的例子包括安全气囊、四轮驱动、GPS导航系统、高级驾驶员辅助系统(ADAS)、娱乐系统、摄像机、激光雷达等传感器。

大量的电子产品创建一个数组的挑战在发展中,从沟通问题配电的困难。这是一个选择汽车电路设计中的常见问题:

线路连接问题需要使用“线控”机械联系在哪里安排的传感器和执行器所取代。
配电和混合驱动器允许更多的小型化高密度电力电子。
嵌入式系统建模包括硬件体系结构、软件需求和功能需求。
混合信号仿真由于大量的模拟传感器(氧、胎压等),要求数字控制循环。
虚拟样机之前测试硬件和软件兼容性。
软件验证确保完整的系统功能和降低成本从建筑五金,随后解决任何问题。

在设计汽车电路时,有必要考虑多个因素的共同作用下你可能没有经验。具体地说,汽车电子都是成本和重量驱动但必须承受严酷的环境下,保持相对较低的层数,并最大化10-year-plus寿命的可靠性。

很重要的是,你的PCB制造商能够生产尤其是小电路板,因为大多数车辆利用多氯联苯有限空间。尽管规模小,董事会必须被编程来处理一切,数字显示。

汽车混合信号电路板布局策略

由于大量的传感器,你要小心你的混合信号路由。遵循良好的混合信号实践与你的返回路径,如隔离模拟和数字组件和路由返回路径在不同的导体。此外,保持你的信号循环区域尽可能小,避免定位电路之间的连接器。确保你的数字信号转换时间控制和没有差距固体飞机返回。

汽车电路的标准

有各种各样的汽车标准电路。在1990年代,QS9000建立了保证质量管理系统。在21世纪,一个新的质量管理体系是由世界汽车制造商,定义为ISO / TS16949。这个标准集成要求汽车行业,覆盖缺陷预防、质量波动,减少废物在汽车供应链。许多PCB制造商必须达到ISO / TS16949证书之前进入生产的汽车市场。

射频干扰电路设计

汽车用数字传感器

汽车对RFI电路板尤其敏感,需要多种预防措施运行平稳

在汽车电路设计,尤其重要的是意识到电磁干扰(EMI),也称为射频干扰(RFI)。多个部分的车辆很容易RFI——甚至非金属体组件如保险杠或面板。因此,它是至关重要的采取措施,确保运行平稳的电子元件。适当的屏蔽和接地将有助于减少不必要的EMI的危险和意外天线。

汽车通讯

汽车高速通信总线(控制器区域网络和CAN总线)是由运行在恶劣的电磁环境中,成为一个有用的工具设计的一部分。不管使用汽车网络协议,重要的是要采取措施,限制车载ECU的RFI暴露在保证车辆安全操作和功能。

相声在汽车电路设计也是一个重要问题。相声可以发生当能量从一行夫妻交流公共汽车在汽车,从而降低汽车网络的信号完整性。捆绑电缆和线束有多个双可以导致汽车串音干扰通信网络。扭曲对电缆是一个很好的解决方案限制这些影响。此外,与其他汽车通信协议相比,汽车以太网提供了强有力的相声免疫力,信号完整性和更好的性能。

CAN总线的布局

由于相对较低的速度(以今天的标准来看),CAN总线的布局不一样密集的其他协议需要Gb / s的传输速率。尽管如此,它仍然是重要的地方快速下降/上升信号和其他转换节点在一个安全的距离数据行避免电感耦合。长度匹配并不是太大的问题在异步层次结构,但性能与短和直接节点总是会更好。

汽车多氯联苯的制造特征

汽车电路的一部分

有成百上千的汽车电路中发现车辆,其中许多小,紧凑,和能够承受相对更严厉的条件

汽车防撞和预测紧急刹车需要PCB与微波高频交流信号。出于这个原因,衬底材料与低介电损失,如PTFE(聚四氟乙烯),推荐。这些基质需要特别通过钻探等不同的制造能力。

汽车会产生更多的热量由于高密度电子与电力。与更多的混合动力和电动汽车正在开发,需要先进的电力传输系统,促进散热和大电流能力的必要性。领导和金属多层pcb铜的厚度应该增加这个原因。

汽车现在有很多功能的智能手机,电脑,娱乐系统和通讯系统,使它们也需要高密度互联(hdi值)。电镀技术,microvia钻井和互连技术需要应用到你的印刷汽车电路。

汽车电路基板

陶瓷多氯联苯的高热导率和热膨胀系数让他们在汽车和航空航天应用中尤其有用。这是因为标准FR-4-based多氯联苯常常表现出缺陷在极端条件下,如高温高压。基于陶瓷电路板,另一方面,保持更好的在这些条件下,除了高振动或腐蚀性的环境中。陶瓷也特别适用于高功率密度电路设计,进一步发展他们的潜在用途汽车电路。

灵活的电路板,以及它们的变体rigid-flex董事会,通常用于汽车行业。这是因为电路在汽车行业常常会经历许多振动。具体来说,“超级灵活”HA material-stackup铜。这些电路可以经历反复振动不受损。

可靠性测试

汽车电路的一部分

进行多个可靠性测试的关键是减少汽车车辆领域的失败

在发展汽车电路,可靠性测试是令人难以置信对成功很重要。PCB必须运行的环境是可变的,所以有多个可靠性测试应该进行。

热冲击测试需要更高的耐热性的汽车多氯联苯。多氯联苯是沉浸在锡膏温度为260°C 10秒钟三次。然后,多氯联苯进行检查,以确保没有纹理的问题,肿块,或裂缝。
多氯联苯必须非常多雨和潮湿的环境中运作,温湿度的偏见(有)测试需要与“PCB进行阳极丝(CAF)移动”作为一个大的方面。这样做是相邻之间通过,通过与电线之间,相邻导线之间。
热循环测试(TCT)必须进行。vehicle-below的不同部分下面的底盘、发动机、传动部位,在engine-have自己的极端温度,电路板在该地区必须承受。