问题背景公司设计了一款 215kW PCS 样机采用以太网通信。在测试过程中发现当母线接入直流电源且输出开路时一旦发出 PWM 信号通信便会中断而母线不接入直流电源时通信则保持正常。W5300 芯片位于控制板上其通信引脚 TX 和 RX 的差分信号通过一个普通 RJ45 网口不带隔离变压器引出。PCS 面板上设有一个转接板该转接板提供两个 RJ45 网口一个为普通网口不带隔离变压器另一个则带有隔离变压器。带隔离变压器的网口用于对外连接而普通网口则通过网线与控制板上的网口相连。问题分析第一步确认原理图无问题。找到官方原理图,对原理图进行对比与分析结果是原理图和官方原理图一致。原理图没问题的话问题应该出现在了PCB布局布线和EMS上了。第二步确认通信走线是否进行了差分走线和阻抗匹配。RX和TX确实是走了差分线但是在生产时并未对厂家要求进行阻抗匹配。虽然没有进行专门的阻抗匹配但是在母线不带电时是能正常通信的。所以暂时先把这个疑问放一放怀疑是EMS问题。第三步处理EMS问题。通过观察控制板上网口距离IGBT很近只有十公分左右再加上RX的差分线走线距离板边又很近怀疑是IGBT在高压开关的过程中产生的干扰干扰到了通信信号。我们就使用铜箔对这部分电路进行覆盖控制板网口外壳通过Y电容接大地转接板网口外壳直接接地带隔离变压器的网口变压器中间抽头也通过Y电容接大地增强屏蔽。但是结果依然失败。第四步深入分析。想到的问题和对应的解决措施都试了没有效果就继续查阅W5300相关资料。我发现PHY芯片UTP口的驱动方式分为电压驱动和电流驱动这两类PHY对网络变压器靠近芯片一侧PHY侧的中心抽头配置有本质区别。以下先说明原理再给出典型接法。1. 电压驱动型PHY特点差分输出为推挽结构的低阻抗电压源内部一般已集成终端匹配电阻。中心抽头作用为PHY的差分输出级提供直流共模偏置电压使输出信号工作在芯片规定的共模范围内。典型配置将TX、RX变压器的PHY侧中心抽头直接连接到PHY的I/O或模拟电源VDDIO/AVDD通常是3.3V或2.5V。每个中心抽头紧靠引脚放置一颗0.1µF去耦电容到地。差分线上不需外接终端电阻直接连接变压器即可。2. 电流驱动型PHY特点输出级为开漏或集电极开路电流源呈高阻抗需要外部提供上拉回路和阻抗匹配。中心抽头作用作为电流源的直流供电路径同时与外部电阻网络共同形成100Ω差分阻抗匹配。典型配置中心抽头直接接VDD3.3V并放置0.1µF去耦电容。必须在差分线上按手册加终端匹配网络常用两种形式形式A最常用TX±引脚各串联一个49.9Ω或50Ω精密电阻再接变压器中心抽头接VDD。两电阻串联构成100Ω差分终端中心抽头提供直流偏置。形式B中心抽头接VDD变压器PHY侧差分线各通过50Ω电阻上拉到VDD或差分线间跨接100Ω电阻具体以芯片手册为准。接收端RX中心抽头多数也接VDD部分PHY要求RX中心抽头仅通过电容交流接地需查阅手册W5300内部的PHY就是电流驱动型而我们带变压器的网口和芯片之间隔了连个普通网口和一条四十公分长的网线很容易造成阻抗不匹配、信号衰减、电磁干扰成倍增加、直流偏置电压降低等问题。为了解决这个问题只能把控制板上的网口换成带隔离变压器的。于两种网口引脚不兼容我又重新做一个小板直接把隔离变压器焊接在控制板上又在板子上加了一个中间抽头的滤波电容。然后在嘉立创上白嫖了PCB板子在立创商城买了网口回来焊接上之后果然问题解决了。无论PCS如何工作通信都一直正常。