ADAS可靠性设计，不可或缺的几颗料！

在汽车行业发展的一百多年间，对安全性和舒适性的追求一直是一条发展主线，而高级驾驶辅助系统（ADAS）的主旨就是“用更舒适的方式实现更安全的驾驶”，因此其也就成了今天汽车领域各路玩家竞逐的一条重要赛道。

简单地讲，ADAS就是利用各种车载传感器（摄像头、毫米波雷达和激光雷达等），感知汽车周围的环境信息，通过收集和分析数据，实现物体辨识、侦测追踪、测距测速等功能，判断车辆的安全状态，及时向驾驶者发出危险警示，甚至是触发车辆的主动安全措施，自动做出正确处置。

快速发展的ADAS市场

根据Fortune Business Insights的研究报告，全球ADAS市场规模在2022年为436.2亿美元，至2029年将攀升至1,243.1亿美元，复合年增长率高达16.1%。之所以市场对ADAS如此青睐，主要归功于以下几大驱动力：

首先，面向“零事故”的终极愿景，世界各地政府成为了ADAS等安全技术的积极推动者，政府主导或参与的一系列汽车安全标准（如NCAP、IIHS、ICAT等），规定了越来越清晰、也越来越高的汽车安全红线，促使越来越多的ADAS功能逐渐成了新车的标配。

其次，技术驱动下的需求升级也是一个关键推手。一方面汽车用户在追求更智能、更安全的驾驶体验；另一方面技术的进步使得以往“高冷”、昂贵的ADAS功能，得以下探到大众化的市场，惠及更多的人群，成就了一场“双向奔赴”。

再有，ADAS是迈向真正自动驾驶的必由之路，通过ADAS积累的专业技术、市场经验，以及尤为重要的海量数据，都将成为构建未来智慧出行世界的基石，因此产业链上的所有玩家都不想从起点处就掉队，都在持续地投入。

ADAS中关键的可靠性设计

在自动驾驶的分级中，大多数ADAS功能处于L1和L2级别，目前正全力向L2+挺进。这个演进的过程似乎并不像我们期望的那么快，这是因为人们面临着诸多前所未有的挑战，需要经历大量探索和试错过程，以打磨出更高级别ADAS和自动驾驶所需的技术。

盘点ADAS关键的赋能技术，大家对以下三个想必都不陌生：

传感器技术：包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达等先进的环境传感器及其组合，这些技术各自在不断迭代优化，彼此之间又相互补强，让ADAS实现360°无死角的环境感知能力，并为安全分析和决策提供关键的数据。

AI技术：从边缘的传感器，到车辆域/区域控制器、中央控制单元，以及遥远的云端，AI和机器学习功能正在被引入到每个计算和处理环节，以支持ADAS基于环境数据做出更为精准和正确的决策。

车辆架构：新一代的汽车电子电气架构的演进，让分布在车辆各处的传感器、ECU等ADAS关键部件以更优的方式整合在一起，实现高效可靠的数据交互，做出及时准确的响应。

不过，除了以上这些大家耳熟能详的焦点技术，还有一个对于ADAS来讲至关重要却往往容易被忽视的技术——这就是可靠性设计。

可靠性设计，可以理解为利用一系列方法，消除产品潜在的缺陷和薄弱的环节，防止故障和失效的发生，令产品在特定环境和设计生命周期中能够稳定地工作。不难理解，对于ADAS这类与生命财产安全息息相关的应用，可靠性设计尤为重要，也是上述各类ADAS赋能技术更大限度发挥效力的基石。

电子产品（当然也包括ADAS）的可靠性设计需要多方面的考量，比如机械应力和环境的耐受性、热设计、冗余设计等等，而从电路设计的角度来看，有两个核心课题必须认真应对。

第一个课题是EMC（电子兼容）设计。电子系统中的各种电路，工作时会产生大量相互干扰的高频电磁波，即EMI。EMI还会通过PCB布线或外接线缆向外辐射，造成电磁辐射污染，影响其他电子设备的正常工作。在汽车这种空间有限的电磁环境中，EMI危害会更大，进而对信号质量和系统可靠性造成负面影响——这种影响对于ADAS来讲，可能是致命的缺陷。

第二个课题是电路保护。电路保护的作用就是确保电子系统中的敏感元器件和电路在受到过压、过流、浪涌、过温、ESD/EMI等影响下不受损坏，这对于ADAS中关键的SoC芯片、数据传输接口、电源系统等，都是必不可少的一环。

在电磁兼容和电路保护领域，Bourns一直是一个极具竞争力的实力玩家，这样的优势自然也延伸到了ADAS领域。Bourns提供的一系列车规级元器件，都是ADAS可靠性设计中不可或缺的存在。

本文就为大家推荐几款Bourns的元器件产品，来看看它们是如何为ADAS的可靠性设计提供助力的。

紧凑可靠的共模片式电感

在电子电路中，共模干扰是EMC设计中一个主要的挑战。所谓共模干扰是指同一电路中，多条信号线或电源线在共用接地或电源时，会产生相对于地（或电源）的共模电压，这种电压会被误认为是信号电压而进入接收端，从而影响信号传输速度和完整性。而且，如果共模信号不经过衰减过滤，很容易通过接口数据线产生共模辐射，进而对周围的电子系统造成EMI干扰。

共模电感（也被称为共模扼流圈）就是消除信号线上共模干扰的关键磁性元件。它由两个尺寸相同、匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，当共模电流流过共模电感时，两个线圈中的电流方向相同，产生的磁通量同向相加，导致电感量增大，从而对共模电流起到抑制作用。

电路设计中对于共模电感的要求有两点：一方面要能够滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面元件自身也要做到不会向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下的其他电子设备。

Bourns的SRF3225AB和SRF3225TAC汽车级共模片式电感，就是为满足这样的设计要求而精心打造的。它们采用铁氧体磁芯结构，设有双线绕组，具有高阻抗特性，支持很宽的EMI抑制频率范围。这些共模片式电感在紧凑的封装中，还采用了屏蔽式结构，可以更大限度地抑制元件自身的辐射。

SRF3225AB和SRF3225TAC均符合AEC-Q200标准，适用于高可靠性和高耐久性的车载应用。SRF3225AB可用于在2线UTP电缆汽车音频总线系统中提供噪声抑制，SRF3225TAC设计则可用于经典CAN和更高数据速率的CAN-FD II类应用中的共模噪声抑制，以及100Base-T1以太网的滤波应用。

图1：SRF3225AB和SRF3225TAC共模电感（图源：Bourns）

屏蔽型大电流车用功率电感

功率电感是DC-DC电源中的重要元件，用于实现存储能量、平顺直流电源、滤除电路噪声等功能。随着汽车电子和电气化的发展，对车用功率电感的需求也日趋旺盛。

车用功率电感的选型，有几个刚需：一是要支持大电流，满足更高功率的应用要求；二是小型化设计，以应对有限的汽车空间限制；三是要尽可能控制好电感的漏磁，减少EMI对其他车载设备的影响，以满足更为严格的汽车EMC设计要求。

Bourns的车用SRR屏蔽型大电流功率电感，就是专为应对上述苛刻的汽车应用要求而设计的，该系列产品符合AEC-Q200标准，提供1μH至1000μH的电感值，占板面积仅为6.7mm x 6.7mm至12mm x 12mm，高度为4mm至10mm，外形紧凑。由于采用了屏蔽式的设计，很好地解决了功率电感漏磁和EMI问题，有助于简化系统EMC设计的复杂性，是ADAS、车载信息/娱乐系统和照明等应用的理想之选。