新能源移動(dòng)彩電EMC分析

1、前言

在新能源汽車高速發(fā)展的時(shí)代背景下，智能化、信息化的需求日益增長(zhǎng)，各種車載顯示新技術(shù)出現(xiàn)在市場(chǎng)上，其中，車載電動(dòng)吸頂屏備受眾多主機(jī)廠和消費(fèi)者關(guān)注，電動(dòng)吸頂屏融合了先進(jìn)的顯示技術(shù)和精準(zhǔn)的傳動(dòng)系統(tǒng)，具有智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大尺寸吸頂屏幕的翻轉(zhuǎn)及收縮；精準(zhǔn)的位置控制確保使用的安全性與可靠性；提升了車內(nèi)空間的利用率和視覺美感等特點(diǎn)，吸頂屏為乘客提供便捷的信息瀏覽和娛樂體驗(yàn)和提升了車輛的豪華感和智能化水平，成為了新能源汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的一大亮點(diǎn)，引（）領(lǐng)著未來乘用車內(nèi)飾設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)。

2、工作原理及簡(jiǎn)單架構(gòu)

圖 1  吸頂屏簡(jiǎn)單架構(gòu)

電動(dòng)吸頂屏分為三個(gè)大模塊，主機(jī)端由SOC把視頻信號(hào)傳輸給串行器，串行器通過LVDS信號(hào)傳輸給屏端，屏端的解串器再把信號(hào)給到屏端的解碼芯片，再進(jìn)行推屏顯示。對(duì)于翻轉(zhuǎn)支架這邊用戶通過按鈕或者遙控去控制合適的翻轉(zhuǎn)角度，主機(jī)收到適當(dāng)?shù)男盘?hào)后通過CAN信號(hào)給翻轉(zhuǎn)支架的MCU信號(hào)，MCU再去控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，這里電機(jī)會(huì)通過霍爾感應(yīng)器反饋信號(hào)回來確定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。整體過程中每個(gè)模塊都是獨(dú)立在工作的，但是信號(hào)的發(fā)起者是在主機(jī)端。

3、量產(chǎn)車廠

圖 2吸頂屏量產(chǎn)車型

國(guó)內(nèi)新能源車廠應(yīng)用比較早的是理想，理想車型主要SUV（大五座，六座，七座）為主，主打一個(gè)冰箱彩電大沙發(fā)，陸續(xù)后面其他車廠也慢慢有應(yīng)用，也是市場(chǎng)的一個(gè)發(fā)展方向，對(duì)于跑長(zhǎng)途時(shí)后面可以有一定的娛樂空間，旅途不會(huì)太乏味。

4、EMC注意方向

圖 3翻轉(zhuǎn)支架架構(gòu)框圖

上圖是翻轉(zhuǎn)支架的控制板，整體的架構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要的模塊有DCDC電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、CAN模塊、MCU模塊（MCU+傳感器信號(hào)），那么對(duì)于EMC來說可以按各個(gè)模塊去分析，DCDC電源模塊主要是在開關(guān)電源DU/DT噪聲問題，對(duì)于Layout的要求比較高，盡量減小電源的輸入輸出的噪聲環(huán)路，要更好的減小噪聲環(huán)路，濾波電容的選型組合和擺放的位置也比較關(guān)鍵，除了在Layout方面優(yōu)化外，整個(gè)接口的防護(hù)和濾波也比較關(guān)鍵，正常會(huì)采用TVS+共模+差模去設(shè)計(jì)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)主要關(guān)注的是電機(jī)的噪聲問題，其中在測(cè)試過程中電機(jī)不是一直轉(zhuǎn)動(dòng)的，而是正反轉(zhuǎn)不斷的切換的，再加上帶上結(jié)構(gòu)件的重力，電流可以達(dá)到2-3安的電流，所以當(dāng)電機(jī)部分的噪聲濾波沒有做好設(shè)計(jì)，那么這個(gè)噪聲也很容易超標(biāo)，主要體現(xiàn)在1.4GHz左右的限值，那么對(duì)于電機(jī)的噪聲濾波設(shè)計(jì)，我司有專門針對(duì)電機(jī)噪聲的方案設(shè)計(jì)。

當(dāng)然除了這些EMI的噪聲考慮外，重點(diǎn)關(guān)注的是EMS的問題，這里主要關(guān)注的點(diǎn)是傳感器的信號(hào)，例如手持、BCI和RF。這幾個(gè)測(cè)試對(duì)于整改來說難度會(huì)比較偏大，但是萬事不離其宗，源頭才是整改的關(guān)鍵所在。

圖 4 顯示屏的簡(jiǎn)單架構(gòu)

如圖所示是顯示屏的簡(jiǎn)單架構(gòu)，現(xiàn)在由于單個(gè)芯片的功能比較*了，所以顯示屏的架構(gòu)也變得越來越簡(jiǎn)單，架構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)于EMC工程師來說是一件很好的事情，不用去分析和排查太多模塊，電路也簡(jiǎn)單了許多，省去了很多無用功。廢話不多說，直接來看這個(gè)屏的架構(gòu)，一部分是電源部分，電源部分的設(shè)計(jì)也可以采用以上的設(shè)計(jì)方案，因?yàn)榇蟛糠值碾娫撮_關(guān)頻率都比較相近，所以稍微優(yōu)化一些濾波電容的參數(shù)即可，但是大方向還是一樣的。這里的解串器是比較關(guān)鍵的，市面上見得比較多的是美信的方案，串行器正常會(huì)外掛一個(gè)25MHz的晶振，有一些方案是沒有的，為什么會(huì)說到這個(gè)晶振，因?yàn)楹芏嗫蛻舴答佋跍y(cè)試輻射高頻時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)時(shí)鐘的超標(biāo)，但是拔了視頻信號(hào)接口就沒有這個(gè)時(shí)鐘了，所以很容易誤解該噪聲是在顯示屏端的，實(shí)則不然是車機(jī)端的問題點(diǎn)。對(duì)于類似的時(shí)鐘倍頻超標(biāo)問題，最（）優(yōu)的方案是在源頭處理，那么源頭處理方案大概有這幾種，通過展頻技術(shù)將基頻按一定的比例去抖動(dòng)，有軟件展頻和硬件展頻（展頻晶振或展頻IC），降低驅(qū)動(dòng)電壓等。

5、總結(jié)

總的來說，對(duì)于解決EMC的問題，只有找到源頭才是找到解決方案的關(guān)鍵點(diǎn)，當(dāng)然源頭的鎖定除了做減法方式去一一排查，也要對(duì)機(jī)器的架構(gòu)和原理了解的比較清楚，本期主要講的是翻轉(zhuǎn)屏的，但是重點(diǎn)突出的是這兩年應(yīng)用比較多的串行解串器設(shè)計(jì)。除了翻轉(zhuǎn)屏，POC攝像頭或者中控屏這些產(chǎn)品都有應(yīng)用的這樣的設(shè)計(jì)，所以出現(xiàn)的問題都是類似的。