EO Power 34

EO POWER/AUTOMOTIVE - MAGGIO 2024 XVII radiato. Il rumore di modo comune si manifesta sotto forma di segnale sovrapposto sui terminali di ingresso e di uscita differenziali e sui terminali (rail) della tensione di alimentazione positiva e negativa. Le bobine di modo comune (CMC - Common Mode Choke), formate da due avvolgimenti disposti su un nucleo di ferrite, vengono spesso impiegate per attenuare il rumore di modo co- mune, garantendo nel contempo la trasmissione inin- terrotta dei segnali differenziali desiderati. I segnali del rumore di modo differenziale viaggiano in direzioni opposte e possono essere eliminati utilizzando un filtro idoneo, composto da un induttore e un conden- satore o una bobina di modo differenziale. Le scariche elettrostatiche (ESD) possono provocare picchi di ten- sioni in transitorio (alto valore di dV/dt): l’elevato valore di tensione che ne consegue risulta dannoso per cavi, semiconduttori e altri componenti. I varistori (resisto- ri dipendenti dalla tensione) o i TVS (Transient Voltage Suppressor) possono rappresentare un valido ausilio per la protezione contro gli effetti potenzialmente dannosi delle scariche elettrostatiche. La figura 2 illustra la mo- dalità di protezione di una rete 10BASE-T1S multi-drop che collega parecchie ECU a bordo di un veicolo, e che è stata realizzata mediante una combinazione di bobine CMC e di varistori. Realizzazione della protezione di una rete SPE Poiché lo standard 10BASE-T1S prevede una connessione multi-drop con parecchie ECU collegate su un’unica li- nea di bus, si verificano inevitabilmente delle riflessioni di segnale causate dalla lunghezza del cablaggio. Oltre a ciò, la capacità aggiuntiva introdotta dalla presenza di parecchie ECU può provocare oscillazioni sul segna- le dati. A causa della natura dei componenti elettroni- ci utilizzati nelle linee di comunicazione differenziali, inoltre, la modalità di conduzione può a volte essere convertita dalla modalità differenziale a quella di modo comune e viceversa. Questo fenomeno va sotto il nome di conversione di modalità. A causa di questa conversione, i segnali differenziali possono essere trasformati in rumore e quest’ultimo in segnali differenziali, compromettendo l’immunità al rumore delle ECU. Un livello di immunità non adegua- to potrebbe provocare un malfunzionamento delle ECU o un’emissione di rumore ancora maggiore da parte di queste ultime. Queste emissioni sono prodotte dalle asimmetrie (diffe- renze di capacità e induttanza) delle linee di comunica- zione differenziali. Nel caso dell’Automotive Ethernet, si ricorre solitamente alle caratteristiche della conver- sione di modalità (Sdc11, Ssd21, Ssd12), alle perdite di ritorno (Sdd11) e alle perdite di inserzione (Sdd21) per la scelta dei componenti e per il progetto della ECU. Il protocollo IEEE802.3cg stabilisce le linee standard per i seguenti parametri di scattering (parametri S): Sdd11 (perdite di ritorno) e Sdc11 (perdite della modalità di conversione). Di conseguenza, i parametri S dei compo- nenti, singoli e combinati, costituiscono indicatori es- senziali per lo sviluppo delle ECU. La serie di bobine di modo comune/filtri ACT1210E di TDK è la prima espressamente ideata per l’Automotive Ethernet 10BASE-T1S. Questi dispositivi utilizzano una struttura proprietaria di avvolgimento del filo e dei ma- teriali ottimizzati che permettono di ottenere valori ec- cellenti dei parametri S (Fig. 3). Grazie alla saldatura laser dei fili di avvolgimento ai terminali di metallizzazione, questi prodotti garanti- scono un’elevata resistenza alle sollecitazioni di natu- ra termica e un’eccellente affidabilità nell’intervallo di temperature operative da -40 a +125 °C. La tabella 2 rias- sume le principali caratteristiche delle bobine di modo comune della serie ACT raccomandate da TDK per le reti Fig. 3 – Prestazioni relative ai parametri Sdd11 e Sdc11 della serie di filtri/CMC della serie ACT1210E (Fonte: TDK) AUTOMOTIVE ETHERNET