AN12626TPL 網(wǎng)絡(luò)上的 MC33771x/MC33772x 變壓器和導(dǎo)線器

MC33771x/MC33772x 專為使用變壓器物理層 （TPL） 通信調(diào)制解調(diào)器監(jiān)控電池電壓、溫度和電流而開(kāi)發(fā)。目標(biāo)應(yīng)用是汽車(chē)和工業(yè)，例如電池電動(dòng)汽車(chē) （BEV）、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē) （PHEV）、儲(chǔ)能系統(tǒng) （ESS）。MC33771A、MC33771B、MC33772A 和 MC33772B 都有第一代 TPL 調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信。MC33771C擁有第二代 TPL 以延長(zhǎng)通信距離。下一節(jié)將介紹這種差異。MC33771B 和 MC33772B 的數(shù)據(jù)手冊(cè)提供了一般的外設(shè)設(shè)置和配置，但汽車(chē)應(yīng)用場(chǎng)景可能比預(yù)期的要差。因此，本應(yīng)用指南旨在解釋變壓器和雙絞線配置的 TPL 性能，以便逐案評(píng)估 TPL 通信。

什么是 TPL

TPL 是一種高速差分隔離通信，通過(guò)使用脈沖變壓器實(shí)現(xiàn)。

將 SPI_COM_EN 引腳端接到 CGND 引腳選擇變壓器通信。

為什么要評(píng)估通信網(wǎng)絡(luò)中組件的性能

當(dāng) TPL 通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，存在衰減和過(guò)沖行為;參見(jiàn)圖 7。由于連接器、印刷電路板 （PCB）、傳輸線等處的插入損耗，振幅從主機(jī)到從機(jī)衰減。不匹配的輸入阻抗和傳輸線阻抗之間的反射會(huì)導(dǎo)致過(guò)沖現(xiàn)象。超調(diào)是指信號(hào)或函數(shù)超出其目標(biāo)。TPL 系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)之間的反射可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤通信，因?yàn)槌^(guò)了接收閾值。

通信路徑中有許多組件，包括 PCB 線、連接器、變壓器和雙絞線電纜。哪一個(gè)是 TPL 通信的重要部分？

傳輸線模型描述了電磁波在傳輸線中的傳播。該模型假設(shè)注入傳輸線的信號(hào)以橫向電磁 （TEM） 波的形式沿線路傳播。當(dāng)電纜的長(zhǎng)度與電磁波的波長(zhǎng)相比短時(shí)，不需要進(jìn)行傳輸線分析。通常，如果線路的電氣長(zhǎng)度小于 l < λ / 16 或 l < λ / 8，其中 λ 是信號(hào)的波長(zhǎng)，則傳輸線較短。傳輸線的電氣長(zhǎng)度取決于信號(hào)頻率和電磁波的傳播速度。方程式：描述了電磁波在傳輸線中的信號(hào)頻率 f、波長(zhǎng) λ 和傳播速度 v 之間的關(guān)系。

換句話說(shuō)，根據(jù)使用的信號(hào)頻率，可以將同一傳輸線視為電長(zhǎng)或短。

在 MC3377x 的情況下，v 約為 2.2 × 10m/s，f 是 1 位信號(hào)波形頻率，4 MHz。所以，λ 和 λ / 16 分別約為 55 m 和 3.4 m。同時(shí)，應(yīng)用程序要求節(jié)點(diǎn)之間的距離大約為幾米到幾十年。

根據(jù)計(jì)算，應(yīng)將雙絞線電纜分析為傳輸線。短長(zhǎng)度可以忽略來(lái)自 PCB 的影響。此外，考慮了傳輸線方程和理論，這導(dǎo)致反射和插入損耗周期性變化。通常，雖然短傳輸線的插入損耗較大，但通信系統(tǒng)余量可以區(qū)分衰減后的信號(hào)電平。但是，插入損耗的衰減是針對(duì)長(zhǎng)線路通信進(jìn)行評(píng)估的，例如 20 m 的 TPL。

變壓器處還存在插入損耗和反射，這會(huì)將信號(hào)從一側(cè)帶到另一側(cè)。

總結(jié)雙絞線電纜和變壓器是影響信號(hào)質(zhì)量的重要部分。但是，應(yīng)避免使用具有高插入損耗和電壓駐波比 （VSWR） 的劣質(zhì) PCB 和連接器，否則會(huì)導(dǎo)致通信錯(cuò)誤。