Board-to-Board-konektor v arhitekturah avtomobilskega električni sistem vozila
Podatki o letalskem osebju
Sodobni električni sistemi vozil se spreminjajo, zlasti zaradi zahtev, ki jih postavljajo e-mobilnost, avtonomno vožnjo in 4K-HD-infotainment. »konektor board-to-board« s svojimi posebnimi lastnostmi prevzemajo ključno vlogo pri obvladovanju te spremembe, da se zagotovijo visoke hitrosti prenosa podatkov ob kratkih zakasnitvah.
Kot je znano, je vozniško električno omrežje (električni sistem vozila) vozila kompleksna mreža električnih povezav, ki med seboj povezuje vse električne in elektronske komponente. Mednje spadajo krmilne enote, senzorji, izvedbeni elementi, sistemi osvetlitve, infotainment in tudi konektor.
Trije današnji glavni trendi v avtomobilski industriji – avtomatizirano, električno in povezano vožnjo – zahtevajo temeljito spremembo sedanje električno-elektronske (E/E) arhitekture. E/E arhitekture vozilnih električnih omrežij se namreč spreminjajo iz klasične, decentralizirane strukture, sestavljene iz do 100 krmilnih enot, v domensko arhitekturo, v kateri so krmilne enote združene v funkcionalna področja. Vsaka domena ima koordinativni visokozmogljivi računalnik (HPC), kar zmanjšuje obseg ožičenja in namestitve ter s tem tudi stroške in težo. Novost je »conska arhitektura« v vozilu, v kateri so funkcije združene v lokalnem krmilniku cone, zaradi česar se zmanjša število krmilnih enot in obseg ožičenja.
Trije današnji glavni trendi v avtomobilski industriji – avtomatizirano, električno in povezano vožnjo – zahtevajo temeljito spremembo sedanje električno-elektronske (E/E) arhitekture. E/E arhitekture vozilnih električnih omrežij se namreč spreminjajo iz klasične, decentralizirane strukture, sestavljene iz do 100 krmilnih enot, v domensko arhitekturo, v kateri so krmilne enote združene v funkcionalna področja. Vsaka domena ima koordinativni visokozmogljivi računalnik (HPC), kar zmanjšuje obseg ožičenja in namestitve ter s tem tudi stroške in težo. Novost je »conska arhitektura« v vozilu, v kateri so funkcije združene v lokalnem krmilniku cone, zaradi česar se zmanjša število krmilnih enot in obseg ožičenja.



konektor v sistemski arhitekturi električnega sistema vozila
Takšne strukturne spremembe spreminjajo tudi zahteve do »konektor board-to-board« (konektorja za povezavo med ploščami), ki podpira in uresničuje te arhitekture. Naloga, da se zdaj prenašajo znatno večji tokovi podatkov in se ti v še zmogljivejšem »krmilna enota« (krmilniku) obdelajo v celotno sliko, znatno spreminja zmogljivostne faktorje konektorja.
Za prenos podatkov so odgovorne tudi različne tehnologije prenosa, ki morajo zagotoviti pasovno širino. Mednje spadajo:
Za prenos podatkov so odgovorne tudi različne tehnologije prenosa, ki morajo zagotoviti pasovno širino. Mednje spadajo:
- LIN (Local Interconnect Network) kot zelo cenovno ugodna tehnologija za aplikacije, ki niso pomembne za varnost in niso časovno kritične, kot so ključavnice, luči ali klimatska naprava
- CAN (Controller Area Network) kot najpogosteje uporabljena tehnologija prenosa za krmiljenje motorja, menjalnika, zaganjalnika ali za sisteme upravljanja z akumulatorji
- FlexRay s prepletenim dvojnim kablom za prenos podatkov za časovno in/ali varnostno kritične aplikacije, kot so krmiljenje ali zavore
- MOST (Media Oriented System Transport) kot optični kabel za multimedijske in infotainment sisteme
- Automotive Single Pair Ethernet (SPE) kot relativno nova tehnologija, ki zaradi zmogljivosti pasovne širine postaja vse bolj
- sprejeta SerDes (Serializer/Deserializer) za visoke prenose podatkov, idealno za kamere ali zaslone
V interesu avtomobilske industrije je, da se uporablja čim manj različnih tehnologij prenosa, da se ohrani nizka kompleksnost ožičenja. V tem smislu ima avtomobilski Ethernet večjo vlogo, pri čemer se uporabljajo tudi CAN (CAN FD in CAN XL) ter LIN in SerDes. Iz tega je mogoče izpeljati osrednje zahteve za »board-to-board« konektor, pri čemer standard LV214 razkriva tudi informacije o lastnostih.
Visoka hitrost, zaščita pred elektromagnetnimi motnjami (EMC) ter robustnost in miniaturizacija

Zaradi razvoja senzorjev in predstavljene E/E-arhitekture količine podatkov, ki jih je treba prenesti, vedno bolj težijo k visokim hitrostim, kar je odvisno predvsem od krmiljenja impedance konektorja. Če ta niha, pride do resonanc, ki posledično povzročajo izgube pri prenosu signala. konektor zaradi svoje geometrije vedno predstavlja potencialno tveganje za nihanja impedanca, ki jih med drugim povzročajo spremembe materiala ali geometrije. Impedanco
namreč določajo induktivne in kapacitivne lastnosti, ki so odvisne od velikosti, razporeditve in oblike pinov. Pri tem imajo predvsem spremembe preseka negativen vpliv, zato jih je treba čim bolj zmanjšati. Poleg tega lahko tudi dielektriki (električno slabo prevodne ali neprevodne snovi) v bližini signalne poti imajo negativne učinke, zato je izbira pravega materiala za izolacijsko telo enako pomembna. Poleg tega obstajajo tudi vplivi zaradi izgub pri sklopitvi, tj. izgub na stični točki noža in vzmeti. Nazadnje lahko nihanja impedanse povzročajo štrleči vodniški elementi, ki delujejo kot antene. Vsi ti učinki so združeni pod pojmom »Insertion Loss« (razmerje med izhodnim in vhodnim signalom), imenovanim tudi »vstavitveno slabljenje«. Poleg tega obstaja še »Return Loss« (odbojno slabljenje), ki opisuje delež odbitega signala glede na signal, ki ga je treba prenesti.Glede na vse večjo miniaturizacijo sklopov ima zaščita pred elektromagnetnimi motnjami (EMC) posebno vlogo: visokofrekvenčni signali, ki pri tem nastajajo, so namreč še posebej občutljivi na motnje zaradi neželenih elektromagnetnih učinkov. Že najmanjše motnje zadostujejo za obsežno izkrivljanje prenosa podatkov, napačne merilne signale senzorjev in neustrezne krmilne ukaze – scenarij, ki je za varnost absolutno nedopusten.
Oklopljeni konektor pomaga, saj v sklopu konektor vedno deluje kot odvod motenj in hkrati kot vir motenj. Komponenta se lahko moti tudi zaradi drugih komponent, prav tako pa sama elektromagnetno vpliva na okoliške komponente. oklapljanje tu zmanjša oba učinka za približno faktor 100 do 200.
namreč določajo induktivne in kapacitivne lastnosti, ki so odvisne od velikosti, razporeditve in oblike pinov. Pri tem imajo predvsem spremembe preseka negativen vpliv, zato jih je treba čim bolj zmanjšati. Poleg tega lahko tudi dielektriki (električno slabo prevodne ali neprevodne snovi) v bližini signalne poti imajo negativne učinke, zato je izbira pravega materiala za izolacijsko telo enako pomembna. Poleg tega obstajajo tudi vplivi zaradi izgub pri sklopitvi, tj. izgub na stični točki noža in vzmeti. Nazadnje lahko nihanja impedanse povzročajo štrleči vodniški elementi, ki delujejo kot antene. Vsi ti učinki so združeni pod pojmom »Insertion Loss« (razmerje med izhodnim in vhodnim signalom), imenovanim tudi »vstavitveno slabljenje«. Poleg tega obstaja še »Return Loss« (odbojno slabljenje), ki opisuje delež odbitega signala glede na signal, ki ga je treba prenesti.Glede na vse večjo miniaturizacijo sklopov ima zaščita pred elektromagnetnimi motnjami (EMC) posebno vlogo: visokofrekvenčni signali, ki pri tem nastajajo, so namreč še posebej občutljivi na motnje zaradi neželenih elektromagnetnih učinkov. Že najmanjše motnje zadostujejo za obsežno izkrivljanje prenosa podatkov, napačne merilne signale senzorjev in neustrezne krmilne ukaze – scenarij, ki je za varnost absolutno nedopusten.
Oklopljeni konektor pomaga, saj v sklopu konektor vedno deluje kot odvod motenj in hkrati kot vir motenj. Komponenta se lahko moti tudi zaradi drugih komponent, prav tako pa sama elektromagnetno vpliva na okoliške komponente. oklapljanje tu zmanjša oba učinka za približno faktor 100 do 200.

Ključna beseda je robustnost: udarci in vibracije ogrožajo stabilnost prenosa podatkov, prav tako pa tudi kemični in toplotni vplivi okolja zaradi ekstremnih temperatur, močnih temperaturnih nihanj, škodljivih plinov, vlage in umazanije. kontaktna površina (stična površina) odločilno vpliva na življenjsko dobo konektorja, saj med delovanjem prihaja do mikrogibanj med obema deloma konektorja, ki sčasoma povzročajo obrabo površine in s tem povečan kontaktna upornost (prehodni upor) ter posledično manj učinkovit prenos signala. Visokokakovostna in trajna prevleka kontaktov (kontaktni premaz) pomaga zmanjšati to obrabo površine na minimum.
Pri kontaktnem sistemu se dobro obnese dvostranska vzmetna letev (ženski konektor), saj je ne glede na zunanje vplive vedno zagotovljena vsaj ena kontaktna točka. Še bolj robusten je »hermafroditni« kontaktni sistem, saj se kontakti ob vstavljanju prepletajo med seboj in tako zagotavljajo maksimalno zanesljivost stika.
Pri kontaktnem sistemu se dobro obnese dvostranska vzmetna letev (ženski konektor), saj je ne glede na zunanje vplive vedno zagotovljena vsaj ena kontaktna točka. Še bolj robusten je »hermafroditni« kontaktni sistem, saj se kontakti ob vstavljanju prepletajo med seboj in tako zagotavljajo maksimalno zanesljivost stika.
Pri enodelnih konektorjih se izogibajo ranljivemu stičnemu območju, kar zagotavlja najvišjo odpornost proti zunanjim vplivom. Priključitev poteka po metodi »tehnologija press-fit«, pri kateri se vtisni vtiskalni zatič (vtisni zatič) v metalizirana izvrtina v tiskanem vezju, pri čemer pride do hladnega varjenja med bakreno tuljavo in vtiskovalno cono (cona vtiskanja). Tako nastane plinotesen, zalivni spoj s tiskanim vezjem, ki ponuja desetkrat boljšo stopnjo odpovedi (intenzivnost odpovedi) kot avtomatsko spajkani konektorji (konektor).

Zaradi omejenega prostora v avtomobilu je prostora za senzorje in krmilne enote malo, kar za konektorje (konektor) pomeni, da morajo pri enaki ali celo višji zmogljivosti še dodatno zmanjšati svoje mere. To je idealno za tehnologijo površinske montaže (SMT), saj v nasprotju z tehnologija press-fit omogoča znatno manjši raster ter obojestransko opremljanje tiskanega vezja.
Tendenca, da se v sklopih vgrajuje vedno več in vedno manjših konektor, ima za posledico, da se verige toleranc podaljšujejo in da morajo konektor tako pri montaži kot tudi med delovanjem izravnavati vedno večje tolerance. Za to so na voljo že konektor, ki še bolje absorbirajo udarce in vibracije.
Tendenca, da se v sklopih vgrajuje vedno več in vedno manjših konektor, ima za posledico, da se verige toleranc podaljšujejo in da morajo konektor tako pri montaži kot tudi med delovanjem izravnavati vedno večje tolerance. Za to so na voljo že konektor, ki še bolje absorbirajo udarce in vibracije.
Tri ustrezne družine izdelkov podjetja ept

Izdelki Zero8 ponujajo najvišjo skalabilnost s po meri prilagodljivimi tipi, višinami zlaganja in številom polov, pri čemer omogočajo razdaljo med ploščami od 6 do 21 mm ter spremenljivo število polov od 12 do 80. Konektorji so med seboj združljivi in jih je mogoče prosto kombinirati, z enostranskim ali obojestranskim ooklapljanje. Robustna priključna tehnologija ScaleX zagotavlja zanesljiv stik ob udarcih in vibracijah, kompenzira tolerance ter nudi zaščito pred elektromagnetnimi motnjami (EMC) za hitrost prenosa podatkov 16 Gbit/s.
Podrobnosti o seriji Zero8
Podrobnosti o seriji Zero8

Izdelki Colibri so oklopljeni, dvovrstni SMT-konektor z 0,5 mm raster, ki so združljivi s PICMG COM Express®, SFF-SIG CoreExpress® in nano-ETXexpress. Receptacles za COM-module ponujajo 196 signalnih in 24 ozemljitvenih pinov, medtem ko so Plugi za nosilne plošče na voljo z vodilnimi stebrički, oklopom in SMT-pritrditvijo. Sistem COM Express Colibri zagotavlja odlično celovitost signala za več kot 25 Gbit/s, kar je idealno za visokohitrostne aplikacije z omejenim vgradnim prostorom.
Podrobnosti o Colibri
Podrobnosti o Colibri

Kot tretja družina izdelkov One27 ponuja robustne in kompaktne povezave tiskanih vezij v tehnologiji SMT z raster 1,27 mm. Podpirajo razdalje med ploščami od 8 do 20 mm in so na voljo z 12 do 80 kontakti ter kot konfekcija kablov. Možne so tako vzporedne kot pravokotne povezave; so posebej robustne in enostavne za obdelavo, pri čemer sta zagotovljena zanesljiv stik in visoka fleksibilnost pri razporeditvi tiskanih vezij.
Podrobnosti o One27
Podrobnosti o One27
Če pogledamo v prihodnost, bo avtonomno vožnjo tesno povezana z nadaljnjim razvojem tehnologij za prenos podatkov in komunikacijo. Ključni vidiki, kot so povezljivost 5G, kibernetska varnost, komunikacija V2X ter tehnologiji Edge Computing in Blockchain, bodo pomembno zaznamovali prenos podatkov, vendar bo zagotovo ostala soobstoj avtomobilskih omrežij in konektorjev, ki bodo nekega dne omogočili uresničitev avtomobila brez volana.
Iščete določen priključek?
Seznam izdelkov

Imate še kakšno vprašanje?
V tem primeru nas prosimo kontaktirajte!
Pošljite povpraševanje prek obrazca
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
V tem primeru nas prosimo kontaktirajte!
Pošljite povpraševanje prek obrazca
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de

