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连接器在高性能车辆系统中的作用
来源:线束世界  浏览次数:619  发布时间:2024-09-09
随着交通运输领域将高性能车辆技术集成到各种类型的车辆中,并过渡到电动汽车,传统的分散式电气系统架构正在达到其极限。高级信息娱乐、安全系统、自动驾驶和车辆到基础设施通信网络等技术所需的复杂性和高速特性需要新的设计策略和新的连接器来应对这些挑战。
车辆电气系统:分散式、域和区域架构 传统的分散式车辆架构由多达100个控制单元组成,每个控制单元都分配了定义的功能,例如控制发动机控制单元(ECU)、安全气囊、ABS/ESP、座椅调节系统或气候控制。每个控制器都自主工作,并通过网关与其他控制单元通信。随着车辆功能的添加或改进,每个新功能都会添加一个控制单元。近年来,从厢式货车车队车辆到公共汽车再到汽车,所有车辆类型都发生了巨大变化,功能数量的增加大大增加了每辆车的布线和互连内容。 域架构中的控制单元分为不同的功能区域,每个区域负责车辆的特定区域,例如动力传动系统、信息娱乐系统或安全功能。独立的高性能计算机 (HPC)执行域的主要控制并协调其域内的控制单元。例如,安全域负责监督驾驶员辅助系统、ABS/ESP和转向系统的控制单元。域架构减少了控制单元的数量,与传统的分散式架构相比,减少了所需的布线和安装工作,从而有效减轻了重量和成本。附加功能可以很容易地集成到升级或新设计中。 在区域架构中,构建不是基于域,而是基于本地区域。例如,多个功能捆绑在车辆内的一个区域中。传动系统和信息娱乐系统等功能可以在一个区域控制器中组合和处理。中央HPC执行各种区域控制器的初级控制,将控制单元的数量和随之而来的布线量减少50%。

9ad33941e48af2f0c580db1d547d50f2.png高可靠性和性能要求

HPC及其相应的互连模块必须按照最高性能要求进行设计。例如,在自动驾驶安全系统中处理成像和传感器数据需要安全的高速数据传输速率和较短的延迟时间。同时,信号传输在任何情况下都不得失败。高性能、快速,尤其是可靠的数据传输速率 -有时在恶劣的环境条件下-是这些系统中连接器的要求。 信号的“可读性”可以用眼图来说明,该眼图显示了接收器中发射的信号是否可以唯一地分配给数字状态1或0。为此,信号通过定义的传输路径,用示波器记录、叠加并显示。这样,信号路线可以映射重叠。根据理论,逻辑状态的过渡是无限陡峭的,信号线是完全叠加的。信号对的外部干扰因素和内部损伤使信号上升变平,而幅度电平发生变化。

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所谓的“眼罩”可以在图的中间看到。无法在此区域中明确分配信号。 两张眼图都说明了使用16+Gb/s和10Gb/s ept Colibri插头连接器的电缆长度和阻抗的影响。此示例说明了如何通过进一步开发触点设计来实现信号完整性的显著提高。通过使用更短的电缆长度和 100Ω的阻抗,16+Gb/s Colibri变体的眼图能够比以前的 10Gb/s Colibri变体更清晰地形成-信号对可以清晰地解释。 高速信号需要特殊的信号保护,因为它们特别容易受到电磁影响。在这种情况下,连接器既可以充当干扰源,也可以充当接收器。屏蔽板将保护敏感信号免受外部影响。 可以通过考虑源和灌两种功能的电气条件来描述连接器,耦合电感LK作为EMC参数。亨利(H)用于表示此值。这适用于抗干扰性和干扰发射。如果感应电压(Uind)、发电机电压(UGen)和发电机常数(kGen)已知,则可以使用以下公式确定应用的具体最大允许耦合电感(L):
LK = Uind / (UGen x kGen) 耦合电感还有助于用户根据其电磁兼容性定义合适的连接器,并有助于避免成本高昂且对时间敏感的试错测试。示例如下:在4.4kV电压下,确定 HDMI信号的特定情况最大耦合电感为47皮亨(pH)。如果该值高于此值,则信号将无法再不受干扰地传输。 LK = Uind / (UGen x kGen) 耦合电感还有助于用户根据其电磁兼容性定义合适的连接器,并有助于避免成本高昂且对时间敏感的试错测试。示例如下:在4.4kV电压下,确定 HDMI信号的特定情况最大耦合电感为47皮亨(pH)。如果该值高于此值,则信号将无法再不受干扰地传输。
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