關(guān)于汽車電子的電磁兼容性分析

鐘啟興 惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司

?

電子科技 Electronics Technology

關(guān)于汽車電子的電磁兼容性分析

鐘啟興 惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司

【文章摘要】

【關(guān)鍵詞】

汽車電子；電磁兼容；電磁干擾；電子技術(shù)

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今汽車內(nèi)的電子設(shè)備的數(shù)目也在不斷增加，汽車電子設(shè)備所處的電磁環(huán)境變得更加錯(cuò)綜復(fù)雜，如何提高汽車電子設(shè)備的電磁兼容性，對(duì)于保證汽車的行駛安全乃至整個(gè)汽車行業(yè)的快速發(fā)展都具有重要的意義。汽車是一個(gè)典型的機(jī)電高度一體化的系統(tǒng)，特別是在采用電子控制系統(tǒng)之后，強(qiáng)烈的電磁干擾會(huì)對(duì)車內(nèi)電子設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大的影響，汽車電子電磁兼容性分析的重要性也變得更加突出。

1.汽車電子電磁兼容性分析的必要性

汽車電子的電磁兼容性主要指的是在汽車的運(yùn)行過(guò)程中，汽車的電子設(shè)備不會(huì)由于產(chǎn)生相互干擾而無(wú)法正常工作。對(duì)汽車電子的電磁兼容性進(jìn)行分析，其作用主要體現(xiàn)在以下方面：（1）能夠在設(shè)計(jì)階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的各種電磁干擾性問(wèn)題，可以有效的避免量產(chǎn)之后所帶來(lái)的財(cái)產(chǎn)損失；（2）可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電磁干擾性問(wèn)題所導(dǎo)致的各種安全隱患，從而能夠?yàn)槠嚨陌踩旭偺峁└辛Φ谋Ｕ稀?/p>

2.汽車電子系統(tǒng)電磁干擾因素分析

2.1電磁干擾的主要來(lái)源

當(dāng)前汽車所處的電磁環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，其不僅要面臨車內(nèi)電子設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干擾，同時(shí)還會(huì)受到外部電磁環(huán)境的威脅。總而言之，汽車電子所受的電磁干擾主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面：（1）點(diǎn)火系統(tǒng)所產(chǎn)生的電磁干擾，在汽車點(diǎn)火時(shí)火發(fā)塞在產(chǎn)生火花的同時(shí)也會(huì)向外放出電磁波，從而容易對(duì)周邊的電子設(shè)備產(chǎn)生干擾；（2）電感性負(fù)載工作時(shí)所產(chǎn)生的電磁

干擾。汽車上的電機(jī)、開(kāi)關(guān)按鈕等帶有電容或者是電感設(shè)備在工作時(shí)均會(huì)向外輻射電磁波，特別是在啟?；蛘唛_(kāi)關(guān)的瞬間，所產(chǎn)生的電磁輻射相當(dāng)嚴(yán)重。（3）外部環(huán)境所帶來(lái)的電磁干擾。汽車在行駛的過(guò)程中外部的雷達(dá)信號(hào)、移動(dòng)通信信號(hào)，甚至是周邊的變電站和高壓供電線都會(huì)對(duì)車內(nèi)的電子設(shè)備產(chǎn)生一定程度的電磁干擾。

2.2電磁的主要干擾途徑

傳導(dǎo)干擾、輻射干擾和感應(yīng)干擾是電磁干擾的三種主要形式。傳導(dǎo)干擾指的電磁通過(guò)設(shè)備連接電路之間的共用導(dǎo)體進(jìn)行傳播，特別是當(dāng)相連的兩個(gè)設(shè)備共用同一電源線或者是地線時(shí)，該問(wèn)題十分明顯。輻射干擾主要是產(chǎn)生在距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)電子設(shè)備之間，由于電磁波可在空氣中自由傳播，即使兩個(gè)電子設(shè)備之間沒(méi)有相互的物理連接，輻射的電磁波也可能會(huì)對(duì)其正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響。感應(yīng)干擾通常發(fā)生在距離較近但又沒(méi)有實(shí)際物理連接的兩個(gè)電子設(shè)備之間，感應(yīng)干擾又可分為電感應(yīng)干擾和磁感應(yīng)干擾，其中電感應(yīng)干擾更為常見(jiàn)。

3.汽車電子電磁兼容性分析的工作流程

汽車工作時(shí)的電磁環(huán)境十分復(fù)雜，電磁兼容性分析時(shí)往往難以面面俱到，從成本的角度考慮，很多時(shí)候都是突出重點(diǎn)，有所取舍的對(duì)主要設(shè)備的電磁兼容性進(jìn)行評(píng)估。在進(jìn)行汽車電子電磁兼容性分析時(shí)，首要任務(wù)便是明確汽車所要實(shí)現(xiàn)的功能，然后再根據(jù)實(shí)際的需求去選擇相應(yīng)類型的元器件。在完成了組件的選擇工作之后再對(duì)組件的布局和分布進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)檢查所用的通信電纜能否達(dá)到電磁兼容性的需求。完成初步的布局與裝配工作之后，再進(jìn)行運(yùn)行測(cè)試，通過(guò)實(shí)際的測(cè)試工作發(fā)現(xiàn)潛在的電磁干擾，并根據(jù)實(shí)際出現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)結(jié)構(gòu)布局、線路布局以及電子設(shè)備的選型進(jìn)行優(yōu)化，以使電磁兼容性能夠達(dá)到規(guī)定的要求。

4.改善汽車電子電磁兼容性的方法

4.1避免電磁干擾的產(chǎn)生

改善汽車電子電磁兼容性的首要工作便是設(shè)法從源頭上抑制電磁干擾的產(chǎn)生，為了盡量減少電磁干擾的產(chǎn)生，需要做好以下方面的工作：（1）在滿足使用要求的前提下，最大限度的降低設(shè)備的使用功率，從而能夠極大的降低干擾源的強(qiáng)度；（2）選擇電磁輻射小的硬件設(shè)備，例如選擇能夠有效降低換向時(shí)產(chǎn)生電弧的層片式電刷，采用使用低頻芯片的控制單元等；（3）對(duì)車內(nèi)的電氣布局進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)過(guò)添加輔助設(shè)備的方式抑制電磁的產(chǎn)生，例如給需要經(jīng)常啟停的大功率電子設(shè)備配置電弧抑制器，為電機(jī)內(nèi)部的感性電路配置電容性濾波器等。從成本的角度考慮，只要能將干擾的產(chǎn)生抑制在允許的范圍之內(nèi)即可，不必過(guò)于追求過(guò)高的抑制效果。

4.2抑制干擾的傳播

抑制干擾的傳播是電磁干擾抑制的一種常用手段，在實(shí)際的運(yùn)用中最為常見(jiàn)的便是采用屏蔽、吸收、隔離或者是平衡配線的方式來(lái)阻礙電磁干擾的傳播。抑制干擾的傳播需要做好如下工作：（1）通過(guò)添加金屬殼體等方式對(duì)主要的設(shè)備進(jìn)行電磁屏蔽，例如采用易于吸收電磁波的材料做發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體，從而使得點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生的電磁波難以傳播出來(lái)；（2）采用帶有屏蔽作用的通信線纜，這一方面可以抑制內(nèi)部通信信號(hào)對(duì)外部電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，另一方面也可以有效的避免內(nèi)部通信信號(hào)受到外部電磁信號(hào)的干擾；（3）對(duì)于較長(zhǎng)的傳輸線路，應(yīng)該添加必要的濾波設(shè)備，及時(shí)去濾除傳輸過(guò)程中所受到的干擾；（4）對(duì)線束的布局進(jìn)行優(yōu)化，特別是要保證不同功率電路之間的距離，盡量避免相鄰線路之間的感應(yīng)干擾和輻射干擾。

4.3降低設(shè)備接收干擾的強(qiáng)度

降低設(shè)備接收干擾的強(qiáng)度，主要是從接收設(shè)備自身的因素入手，減少設(shè)備所受到的電磁干擾。當(dāng)前主要是通過(guò)減少電子設(shè)備的輻射面積、增大與干擾源的距離或者是提高線路的信噪比等方式來(lái)降設(shè)備所接收的電磁干擾，不過(guò)由于汽車的整體空間結(jié)構(gòu)有限，以上方式的調(diào)解效果也十分有限。隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，如今更多的是通過(guò)提高電子設(shè)備自身的抗干擾性以減少電磁干擾對(duì)電子設(shè)備所帶來(lái)的影響。

5.結(jié)語(yǔ)

汽車電子的電磁兼容性分析涉及的內(nèi)容較多，但是其作用不容忽視。提高汽車電子設(shè)備的電磁兼容性，不僅有利于為電子設(shè)備的正常運(yùn)行提供更有力的保障，還能為有效的提高汽車的整體性能，增加其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

【參考文獻(xiàn)】

［1］干俊.汽車電子PCB電磁兼容設(shè)計(jì)分析［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（1）.

［2］翟文濤.汽車電子控制系統(tǒng)的電磁兼容性研究［J］.科技與企業(yè)，2015（2）.

［3］白同云.汽車電子系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計(jì)實(shí)踐［J］，電子質(zhì)量2008（11）.

汽車電子的電磁兼容性是衡量汽車性能的一個(gè)主要指標(biāo)，其會(huì)對(duì)汽車的安全性和可靠性產(chǎn)生較大的影響。本文簡(jiǎn)要論述了對(duì)汽車電子進(jìn)行電磁兼容性分析的必要性，重點(diǎn)介紹了汽車電子系統(tǒng)電磁干擾產(chǎn)生的因素和電磁兼容性分析的工作流程，并以此為基礎(chǔ)為提高汽車電子電磁的兼容性提出了些許建議。