使用优化的 EMC 设计进行系统集成

汽车解决方案必须满足对电磁能力 (EMC) 的严格要求，这从根本上是一个系统集成问题。随着 ECU 和线束的数量和复杂性的增加，问题只会变得更糟。挑战不是电子产品的增加，而是 OEM 上市时间需要更短的最终产品验证时间。消费电子进步的步伐也使硬件冗余变得更加复杂，并迫使汽车系统更快地迁移以跟上这一步伐。

现代汽车中的电子设备不断增多，因而越来越需要采用良好的设计，以满足主要的电磁兼容性标准的要求。同时，越来越高的集成度也让汽车设计师们急需系统芯片专用集成电路和专用标准产品解决方案，它们可以替换多个分立元件。本文探讨了汽车设计师所面临的一些电磁兼容性和集成电路(IC)问题。

现代汽车中的电子设备在以持续强劲的势头不断发展着 — 工程师们为汽车的舒适、安全、娱乐、动力传动、发动机管理、稳定和控制应用研制出越来越复杂的解决方案。而且，先进的电子设备也得到越来越普遍的应用。因此，如今甚至是最为普通的汽车也装配有在几年前还只专属于高端汽车的电子设备。

TI 帮助我们的客户的方式之一是了解集成过程、管理市场的标准以及我们的组件如何在这个难题中发挥作用。设计人员现在验证我们的解决方案的时间更少，需要更多证据证明电源不会对系统产生干扰。主要 OEM 有自己的 EMC 标准，并在将业务招标给 1 级时在 RFI 中使用这些标准。

CISPR 25是国际电工委员会 (IEC) 发布的汽车 EMC 标准，被许多汽车制造商和 OEM 广泛采用。在 CISPR 25 中，指定频段的发射限值有五级，其中 5 级是最严格的标准。下表显示了第 3 类和第 5 类中的 CISPR 25 传导发射限制。

尽管 OEM 指定了许多标准，但大多数都基于 CISPR 25，并且共享相同的测试方法，并且在 EMI 限制级别上只有一些变体。

为了在开发之前对我们的设备进行审查，我们创建了一个 5 类参考设计以支持最严格的 CISPR 25 规范。LM26001是一款符合 AECQ 标准的宽输入电压、DC/DC 转换器，专为汽车应用而开发，用于开发 PMP9397 EMC参考设计。

PMP9397参考设计为仪表板、信息娱乐或车身系统等汽车应用提供传导 EMI 优化的 3.3W 电源设计。它使用 LM26001 非同步降压稳压器产生 3.3V、1A 输出。4.5V 至 38V 的输入电压范围适用于汽车电池电源。该参考设计带有输入 EMI 滤波器级，用于抑制输入电源线中的开关噪声，并且该板经测试符合 CISPR 25 5 类传导发射标准。

PCB板可以在上图中看到。基于 4 层设计，我们能够使用符合最严格的 CISPR 25 标准的传导 EMI。有一个输入传导 EMI 滤波器部分必须在整体解决方案成本中加以考虑，以提供总空间要求和额外成本的实际指示。

左侧的 EMC 图来自 150 KHz 至 30 MHz 的频率扫描，右侧的图是 30 MHz 至 108 MHz，涵盖从 AM 波段到 FM 波段的所有主要无线电频率。红线代表 CISPR 25 Class 5 标准的平均检测限值，蓝色迹线是符合标准的平均检测结果(低于限值线)。峰值检测(黄色迹线)也低于相应的峰值限制。

该设计表明我们的技术非常适合汽车应用，除了减少设计时间和系统集成外，还为工程师提供了 PCB 布局指导的信心。它可用于在开发之前验证组件选择，从而节省时间并消除重新设计以满足 OEM 标准并加快上市时间，同时节省研发成本。