„Board-to-Board“ jungtys automobilių elektros sistemų architektūrose
Visi duomenys apie skrydžio palydovus
Šiuolaikinės automobilių elektros sistemos keičiasi, ypač dėl elektromobilumo, autonominio vairavimo ir 4K HD informacinių bei pramoginių sistemų keliamų reikalavimų. „Board-to-Board“ jungtys, pasižyminčios specialiosiomis savybėmis, atlieka pagrindinį vaidmenį prisitaikant prie šių pokyčių, kad būtų užtikrintas didelis duomenų perdavimo greitis ir trumpas vėlavimas.
Kaip žinoma, automobilio elektros sistema yra sudėtingas elektros jungčių tinklas, jungiantis visus elektrinius ir elektroninius komponentus. Tai apima valdymo blokus, jutiklius, vykdiklius, apšvietimo sistemas, informacines ir pramogines sistemas, taip pat jungtis.
Trys pagrindinės šių dienų automobilių pramonės tendencijos – automatizuotas, elektrinis ir sujungtas vairavimas – reikalauja esminių pokyčių dabartinėje elektrinėje ir elektroninėje (E/E) architektūroje. Mat automobilio elektros tinklo architektūra keičiasi iš klasikinės, decentralizuotos struktūros, susidedančios iš iki 100 valdymo blokų, į domenų architektūrą, kurioje valdymo blokai sujungti į funkcines sritis. Kiekvienas domenas turi koordinuojantį aukštos našumo kompiuterį (HPC), todėl sumažėja laidų montavimo ir įrengimo sąnaudos, taip pat išlaidos ir svoris. Nauja yra zoninė architektūra transporto priemonėje, kurioje funkcijos sujungtos į vietinį zoninį valdiklį, todėl sumažėja valdymo blokų skaičius ir laidų klojimo sąnaudos.
Trys pagrindinės šių dienų automobilių pramonės tendencijos – automatizuotas, elektrinis ir sujungtas vairavimas – reikalauja esminių pokyčių dabartinėje elektrinėje ir elektroninėje (E/E) architektūroje. Mat automobilio elektros tinklo architektūra keičiasi iš klasikinės, decentralizuotos struktūros, susidedančios iš iki 100 valdymo blokų, į domenų architektūrą, kurioje valdymo blokai sujungti į funkcines sritis. Kiekvienas domenas turi koordinuojantį aukštos našumo kompiuterį (HPC), todėl sumažėja laidų montavimo ir įrengimo sąnaudos, taip pat išlaidos ir svoris. Nauja yra zoninė architektūra transporto priemonėje, kurioje funkcijos sujungtos į vietinį zoninį valdiklį, todėl sumažėja valdymo blokų skaičius ir laidų klojimo sąnaudos.



Jungtys automobilių elektros sistemų architektūroje
Tokie struktūriniai pokyčiai taip pat keičia reikalavimus, keliamus „board-to-board“ jungčiai, kuri palaiko ir įgyvendina šias architektūras. Užduotis perduoti dabar žymiai didesnius duomenų srautus ir juos apdoroti į bendrą vaizdą dar galingesniame valdymo bloke žymiai keičia jungties našumo veiksnius.
Už duomenų perdavimą taip pat atsakingos įvairios perdavimo technologijos, kurios turi užtikrinti pralaidumą. Tai apima:
Už duomenų perdavimą taip pat atsakingos įvairios perdavimo technologijos, kurios turi užtikrinti pralaidumą. Tai apima:
- LIN (Local Interconnect Network) – labai ekonomiška technologija, skirta su saugumu nesusijusioms ir laiko atžvilgiu nekritinėms sistemoms, pavyzdžiui, durų spynoms, apšvietimui ar oro kondicionavimo sistemoms
- CAN (Controller Area Network) – dažniausiai naudojama perdavimo technologija variklio, transmisijos, starterio valdymui arba akumuliatorių valdymo sistemoms
- ; FlexRay su susuktomis dvigubomis linijomis duomenų perdavimui laiko ir (arba) saugumo atžvilgiu kritinėms sistemoms, pvz., vairo mechanizmui ar stabdžiams
- ; MOST (Media Oriented System Transport) – stiklo pluošto kabelis, skirtas multimedijos ir informacinių pramogų sistemoms
- Automotive Single Pair Ethernet (SPE) – palyginti nauja technologija, kuri dėl savo pralaidumo vis labiau įgauna
- populiarumą SerDes (Serializer/Deserializer) – skirtas didelės spartos duomenų perdavimui, idealiai tinka kameroms ar ekranams
Automobilių pramonės interesais yra naudoti kuo mažiau skirtingų perdavimo technologijų, siekiant sumažinti laidų montavimo sudėtingumą. Šiuo atžvilgiu didesnį vaidmenį atlieka „Automotive Ethernet“, tačiau taip pat naudojamos CAN (CAN FD ir CAN XL), LIN bei SerDes technologijos. Iš to galima išvesti pagrindinius reikalavimus, keliamus „board-to-board“ jungtims, o standartas LV214 taip pat pateikia informaciją apie jų savybes.
Didelis greitis, elektromagnetinės suderinamybės apsauga, patvarumas ir miniatiūriškumas

Dėl jutiklių tobulinimo ir pristatytos E/E architektūros perduodamų duomenų srautai vis labiau linksta į didelį greitį, kuris daugiausia priklauso nuo jungties impedanso reguliavimo. Jei impedansas svyruoja, atsiranda rezonansai, kurie savo ruožtu sukelia signalų perdavimo nuostolius. Dėl savo geometrijos jungtis visada kelia potencialią impedanso svyravimų riziką, kurią, be kita ko, sukelia medžiagos ar geometrijos pokyčiai.
Impedansą lemia indukcinės ir talpinės savybės, kurios priklauso nuo kontaktų dydžio, išdėstymo ir konstrukcijos. Ypač neigiamą poveikį daro skerspjūvio pokyčiai, todėl juos reikia kuo labiau sumažinti. Be to, neigiamą poveikį gali turėti ir dielektrikai (elektriškai silpnai laidžios arba nelaidžios medžiagos) šalia signalo kelio, todėl taip pat svarbu pasirinkti tinkamą izoliacinės medžiagos tipą. Be to, įtakos turi ir sujungimo nuostoliai, t. y. nuostoliai peilio ir spyruoklės sąlyčio taške. Galiausiai impedanso svyravimus gali sukelti išsikišę laidiniai elementai, veikiantys kaip antena. Visi šie efektai apibendrinami kaip įterpimo nuostoliai (išėjimo signalo ir įėjimo signalo santykis), dar vadinami įterpimo slopinimu. Be to, yra grįžtamojo signalo nuostoliai (Return Loss), apibūdinantys atgal atspindėto signalo dalį, palyginti su perduodamu signalu.Atsižvelgiant į nuolatinį komponentų miniatiūrizavimą, EMC apsaugai tenka ypatingas vaidmuo: čia atsirandantys aukšto dažnio signalai yra ypač jautrūs nepageidaujamų elektromagnetinių reiškinių sukeliamoms trukdžiams. Net mažiausi trukdžiai gali smarkiai iškreipti duomenų perdavimą, sukelti netikslius jutiklių matavimo signalus ir netinkamas valdymo komandas – tai yra visiškai nepriimtinas scenarijus saugumo požiūriu.
Ekranuotas jungtis padeda, nes modulyje jungtis visada veikia kaip trikdžių šaltinis ir kaip trikdžių slopintuvas. Be to, šią detalę gali trikdyti kiti komponentai, o ji pati daro elektromagnetinį poveikį aplinkinėms detalėms. Ekranavimas sumažina abu šiuos efektus maždaug 100–200 kartų.
Impedansą lemia indukcinės ir talpinės savybės, kurios priklauso nuo kontaktų dydžio, išdėstymo ir konstrukcijos. Ypač neigiamą poveikį daro skerspjūvio pokyčiai, todėl juos reikia kuo labiau sumažinti. Be to, neigiamą poveikį gali turėti ir dielektrikai (elektriškai silpnai laidžios arba nelaidžios medžiagos) šalia signalo kelio, todėl taip pat svarbu pasirinkti tinkamą izoliacinės medžiagos tipą. Be to, įtakos turi ir sujungimo nuostoliai, t. y. nuostoliai peilio ir spyruoklės sąlyčio taške. Galiausiai impedanso svyravimus gali sukelti išsikišę laidiniai elementai, veikiantys kaip antena. Visi šie efektai apibendrinami kaip įterpimo nuostoliai (išėjimo signalo ir įėjimo signalo santykis), dar vadinami įterpimo slopinimu. Be to, yra grįžtamojo signalo nuostoliai (Return Loss), apibūdinantys atgal atspindėto signalo dalį, palyginti su perduodamu signalu.Atsižvelgiant į nuolatinį komponentų miniatiūrizavimą, EMC apsaugai tenka ypatingas vaidmuo: čia atsirandantys aukšto dažnio signalai yra ypač jautrūs nepageidaujamų elektromagnetinių reiškinių sukeliamoms trukdžiams. Net mažiausi trukdžiai gali smarkiai iškreipti duomenų perdavimą, sukelti netikslius jutiklių matavimo signalus ir netinkamas valdymo komandas – tai yra visiškai nepriimtinas scenarijus saugumo požiūriu.
Ekranuotas jungtis padeda, nes modulyje jungtis visada veikia kaip trikdžių šaltinis ir kaip trikdžių slopintuvas. Be to, šią detalę gali trikdyti kiti komponentai, o ji pati daro elektromagnetinį poveikį aplinkinėms detalėms. Ekranavimas sumažina abu šiuos efektus maždaug 100–200 kartų.

Kalbant apie patvarumą: smūgiai ir vibracija kelia grėsmę duomenų perdavimo stabilumui, taip pat ir cheminiai bei terminiai aplinkos veiksniai, tokie kaip ekstremalios temperatūros, dideli temperatūros svyravimai, kenksmingos dujos, drėgmė ir nešvarumai. Kontaktų paviršius iš esmės lemia jungties tarnavimo laiką, nes eksploatacijos metu tarp abiejų jungties dalių atsiranda mikrojudesiai, kurie ilgainiui sukelia paviršiaus nusidėvėjimą, o tai padidina perėjimo varžą ir dėl to signalų perdavimas tampa neefektyvesnis. Aukštos kokybės ir patvarus kontaktų padengimas padeda sumažinti šį paviršiaus nusidėvėjimą iki minimumo.
Kontaktų sistemoje puikiai pasitarnauja dvipusė spyruoklinė juosta, nes bet kuriuo metu, nepriklausomai nuo išorinių veiksnių, visada garantuojamas kontaktas. Dar tvirtesnė tampa „lyčių neutralioji“ kontaktų sistema, nes kontaktiniai elementai, kai jungiamas, susipina tarpusavyje ir taip užtikrina maksimalų kontaktų patikimumą.
Kontaktų sistemoje puikiai pasitarnauja dvipusė spyruoklinė juosta, nes bet kuriuo metu, nepriklausomai nuo išorinių veiksnių, visada garantuojamas kontaktas. Dar tvirtesnė tampa „lyčių neutralioji“ kontaktų sistema, nes kontaktiniai elementai, kai jungiamas, susipina tarpusavyje ir taip užtikrina maksimalų kontaktų patikimumą.
Vienos dalies jungtyse atsisakoma pažeidžiamos kontaktinės zonos, todėl užtikrinamas didžiausias atsparumas išorės veiksniams. Prijungimas atliekamas naudojant įspaudimo technologiją, kai įspaudimo kaištis įspaudžiamas į perėjimą turinčią skylę plokštėje, o tarp vario įvorės ir įspaudimo zonos susidaro šaltojo suvirinimo jungtys. Taip susidaro dujų nepraleidžianti, užpildoma jungtis su plokšte, kuri užtikrina dešimt kartų mažesnį gedimų dažnį nei automatizuotai litinami jungikliai.

Dėl ribotos montavimo erdvės automobiliuose jutikliams ir valdymo blokams tenka susispausti, o tai savo ruožtu reiškia, kad jungtys turi būti dar labiau sumažintos, išlaikant tą patį ar net didesnį našumą. Tai idealiai tinka paviršinio montavimo technologijai (SMT), nes, skirtingai nuo įspaudimo technologijos, ji leidžia naudoti žymiai mažesnį žingsnį bei montuoti komponentus ant abiejų plokštės pusių.
Tendencija montuoti vis daugiau ir vis mažesnių jungčių į mazgus lemia tai, kad tolerancijų grandinės tampa ilgesnės, o jungtys tiek montavimo, tiek eksploatacijos metu turi kompensuoti vis didesnes tolerancijas. Tam jau yra sukurti jungčių modeliai, kurie dar geriau sugeria smūgius ir vibracijas.
Tendencija montuoti vis daugiau ir vis mažesnių jungčių į mazgus lemia tai, kad tolerancijų grandinės tampa ilgesnės, o jungtys tiek montavimo, tiek eksploatacijos metu turi kompensuoti vis didesnes tolerancijas. Tam jau yra sukurti jungčių modeliai, kurie dar geriau sugeria smūgius ir vibracijas.
Trys tinkamos „ept“ produktų serijos

„Zero8“ produktai užtikrina aukščiausią mastelio keitimo galimybę su individualiai pritaikomomis konstrukcijomis, sukrovimo aukščiais ir kontaktų skaičiumi, leidžiančiais naudoti spausdintinių plokščių atstumus nuo 6 iki 21 mm ir kintamą kontaktų skaičių nuo 12 iki 80. Jungtys yra tarpusavyje suderinamos ir laisvai derinamos, su vienpusiu arba dvipusiu ekranavimu. Tvirta „ScaleX“ jungčių technologija užtikrina patikimą kontaktą esant smūgiams ir vibracijai, kompensuoja nuokrypius ir užtikrina EMC apsaugą, kai duomenų perdavimo sparta siekia 16 Gbit/s.
Išsami informacija apie „Zero8“
Išsami informacija apie „Zero8“

„Colibri“ produktai – tai ekranuoti, dviejų eilių SMT jungtys su 0,5 mm žingsniu, suderinamos su PICMG COM Express®, SFF-SIG CoreExpress® ir nano-ETXexpress standartais. COM modulių lizdai turi 196 signalinius ir 24 įžeminimo kontaktus, o jungtys, skirtos nešiklio plokštėms, pasirinktinai gali būti tiekiamos su kreipiamaisiais strypais, ekranu ir SMT tvirtinimo elementais. „Colibri“ COM Express sistema užtikrina puikų signalo vientisumą esant greičiui virš 25 Gbit/s, todėl idealiai tinka didelės spartos taikymams, kuriuose yra ribota montavimo erdvė.
Išsami informacija apie „Colibri“
Išsami informacija apie „Colibri“

Trečioji „One27“ produktų šeima siūlo patvarias ir kompaktiškas SMT tipo spausdintinių plokščių jungtis su 1,27 mm žingsniu. Jos pritaikytos spausdintinių plokščių atstumams nuo 8 iki 20 mm ir yra prieinamos su 12–80 kontaktų, taip pat kaip kabelio komplektacijos. Galimos tiek lygiagrečios, tiek stačiakampės jungtys; jos yra ypač tvirtos ir lengvai montuojamos, užtikrinančios patikimą kontaktą ir didelį lankstumą spausdintinių plokščių išdėstyme.
Išsami informacija apie „One27“
Išsami informacija apie „One27“
Žvelgiant į ateitį, autonominis vairavimas bus glaudžiai susijęs su duomenų perdavimo ir ryšių technologijų tobulinimu. Tokie svarbūs aspektai kaip 5G ryšys, kibernetinis saugumas, V2X ryšys, taip pat „Edge Computing“ ir „Blockchain“ technologijos turės didelę įtaką duomenų perdavimui, tačiau tikrai išliks automobilių elektros tinklų ir jungčių sambūvis, kuris kada nors leis sukurti automobilį be vairo.
Ieškote konkrečios jungties?
Produktų sąrašas

Turite klausimų?
Tuomet susisiekite su mumis!
Užpildykite formą
+49 8861 2501 0
sales@ept.de
Tuomet susisiekite su mumis!
Užpildykite formą
+49 8861 2501 0
sales@ept.de

