1.概述
在汽车BCM 或其它控制器PCB设计时,在理想状态(即地线完整)的情况下,可以忽略地线阻抗不同引起的参考零点漂移,但实际情况做不到地线完全完整,PCB走线铜箔存在不同的阻抗,会产生瓶颈、串扰、辐射等情况,为了减少地线设计的复杂性,要考虑电流走向和干扰的途径,地线需进行分割。
2.地线设计不合理导致的现象分析
2.1 AD采样不稳定
典型PCB:
电路原理:1用一只开关K控制灯,同时通过R1,R2分压,采样电源的AD。开关断开时,I=0,12V=12V’ GND=GND’,
AD(K_off) =12V*(R2/(R1+R2))。电源闭合式,I不为0,由于电源
和地线的铜箔有阻抗,Rp1 和Rg1产生压降。 12V’=12V-Rp1*I GND’=Rg1*I AD(K_on)=(12V’-GND’) *(R2/(R1+R2))+ GND’
所以在K闭合和断开时MCU采样到了不同的AD。
推理,如果把灯换成其他电路,在其电流变化时影响了AD的采样值
主要原因:功率地、数字地和模拟地不分
2.2 AD采样有杂波
典型PCB:
电路原理:把上面的电路中的灯换成电机,通过R1,R2分压采样电源的AD。电机在转动的时候会产生大量的地线干扰,由于地线不分导致GND’也存在干扰,从而AD也有干扰。
主要原因:高噪声地、大电流和模拟地不分
3.分割后降低电源线和地线辐射
地线分离后,高速、大电流的地线只在小范围内引起干扰,可针对性的加入EMC元件(电感、电容、磁珠等)进行改进,避免没有方向或增加改进的复杂度。
4.地线网络的名称规定
进线地:GND
数字地:DGND
模拟地:AGND
功率地:PGND
高频地:HGND
汽车漂移原理其它: 1GND…nGND(或自定义)
5.地线分割原则
不同的地线和电源在“源头”分开,使地线电流不相互串扰,但要保证稳压效果,需在滤波电源之后分割,对于每一功能电路,电源端就进加贴片电容滤除高频噪声,对于远离稳压器的电路,需另加一个滤波电容,防止长线干扰。
6.典型控制板地线分割框图
可类推到BCM、HEV及其它控制器。
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