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現(xiàn)代汽車車載電磁干擾源分析
作者:  日期:2017-03-22  瀏覽次數(shù):2241次  來源:
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       對汽車來說,車載電磁干擾源(泰思特汽車EMC測試系統(tǒng))對汽車內(nèi)部電子裝置工作可靠性造成的影響比來自車外的自然和人為電磁干擾源大一些。因此下面將著重分析來自汽車內(nèi)部的電磁干擾。
       在汽車控制系統(tǒng)等電器中,各種電機及功率執(zhí)行器件在工作時會在電路中產(chǎn)生能量等級不同、持續(xù)時間長短不一的瞬變脈沖電壓,可能產(chǎn)生瞬變過電壓,從而形成電磁干擾。這些不同形式的電磁干擾,可能會導(dǎo)致汽車部分電氣系統(tǒng)的功能失常,甚至使得某些敏感的元器件永久失效。來自汽車自身的電磁干擾主要有發(fā)動機點火、發(fā)動機管理控制系統(tǒng)、各類電動機、繼電器及開關(guān)觸點之間的火花放電、電路的瞬變、電磁耦合等,這些噪聲源所產(chǎn)生的電磁噪聲,一部分在汽車電器內(nèi)通過導(dǎo)體及器件傳播,對車內(nèi)的敏感電子器件形成傳導(dǎo)干擾,另一部分電磁噪聲向空間輻射,形成輻射干擾。
       車輛產(chǎn)生的電磁干擾不但對車輛外界的無線電設(shè)備造成影響,而且也會對車輛內(nèi)部的各種電子部件造成不良影響,早期人們普遍關(guān)心的是車輛電磁干擾對電磁環(huán)境的影響,隨著有效的治理,這種影響已經(jīng)得到了控制,近些年,汽車出現(xiàn)了許多由于車輛內(nèi)部電磁干擾對車輛的正常運行及安全性和可靠性等產(chǎn)生重大影響的現(xiàn)象,引起了人們的特別關(guān)注。
       車輛內(nèi)部的電磁干擾特點不同于車輛對外部的干擾。車內(nèi)電磁干擾可以通過各種連接線纜傳播,也會以耦合方式、空間輻射發(fā)射的方式進行傳播。典型的形式有沿電源線的傳導(dǎo)干擾、人體靜電放電對電子部件的干擾、通過空間輻射的干擾等。下面就一些典型車載干擾源的特點進行分析。
       一、感性負(fù)載瞬變干擾源
       現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)內(nèi)存在大量的感性負(fù)載,如各種發(fā)動機、電磁閥、繼電器、電喇叭等,其線圈在開路瞬間都會成為一種寬頻譜、高能量的瞬變干擾源。
       二、觸點放電干擾源
       在汽車使用的電子電氣設(shè)備中,有許多導(dǎo)線、連接器、線圈及其他零件,它們具有不同的電容和電感,這些電容電感一旦構(gòu)成閉合回路,就構(gòu)成了一個振動回路,其中又分布著各種觸點,這些觸電都是用來通斷電流的,但在其開關(guān)瞬間,觸電之間會產(chǎn)生程度不同的火花或電弧放電現(xiàn)象。電火花和電弧本身是一個高頻電磁噪聲的干擾源,會向汽車自身的電子設(shè)備和汽車四周的空間發(fā)射電磁波,影響其他通信電子設(shè)備的正常工作。
       三、靜電放電干擾源(靜電放電發(fā)生器
       靜電產(chǎn)生的機理是兩種不同物質(zhì)相互摩擦?xí)r,會在兩物體間引起電子的移動,其結(jié)果使得兩物體的表面分別帶上正電荷和負(fù)電荷,形成靜電電場,人體會產(chǎn)生靜電。人體靜電遇到一些導(dǎo)體就會釋放出來,有直接放電,人們感覺不到。當(dāng)靜電存儲到一定程度后,會通過空氣放電,甚至?xí)谢鸹óa(chǎn)生,人們就會有強烈的放電感覺。人們在使用汽車時,這種靜電放電現(xiàn)象是不可避免的會產(chǎn)生。
       靜電放電之所以會產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象,是因為放電電流具有很高的幅度和很短上升沿,這樣就會產(chǎn)生強度大、頻譜寬的電磁場,對電子設(shè)備造成電磁干擾。
       四、電磁耦合干擾源
       汽車電氣系統(tǒng)內(nèi)存在著大量的成束包扎的導(dǎo)線及多點搭鐵的地回路,較長的無屏蔽線束及搭鐵地阻抗在汽車電系內(nèi)產(chǎn)生磁感應(yīng)耦合和電容耦合。
       五、印制電路板PCB的電磁輻射
       隨著汽車電子設(shè)備數(shù)量的增加,高性能電路需求也成為必然趨勢,然而汽車空間有限,因此設(shè)計印制電路板電路一般需要高密度、高性能、高穩(wěn)定性。
       六、供電系統(tǒng)電磁干擾源
       汽車供電系統(tǒng)存在著電源電壓異常,電路瞬變過電壓及開關(guān)觸點間隙火花放電等電磁干擾源,其中電路瞬變過電壓主要發(fā)生于發(fā)電機拋負(fù)載和發(fā)電機磁場突然衰減時。工態(tài)下,汽車是靠蓄電池與發(fā)電機并聯(lián)供電的,蓄電池和發(fā)電機在工作過程中可能出現(xiàn)由于電源故障造成的電壓異常現(xiàn)象。
       七、電火花系統(tǒng)電磁干擾源
       汽車內(nèi)部最強的電磁干擾源是點火系統(tǒng)(汽車電火花干擾模擬試驗臺)。汽車發(fā)動機電火時,為了保證足夠的點火能量,點火線圈初、次級的瞬變電壓很高,對車載電子裝置產(chǎn)生很強的傳導(dǎo)干擾。同時,由于火花塞電擊放電強烈,對周圍的空間形成很強的電磁輻射。
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