深度解析汽車電子設備的電磁兼容設計
發布時間:2018-03-06 來源:電磁兼容EMC 責任編輯:lina
【導讀】無論是汽車內部還是外部的電磁幹擾對車用電子設備尤其是車用ECU(電控單元)幹擾都很大,這些電磁幹擾會嚴重幹擾汽車電子設備的工作性能。

半導體元件對脈動電壓非常敏感,當瞬變電壓值超過其電壓值時,半導體元件會被擊穿而損壞,而脈衝信號一旦被ECU(電控單元)誤wu認ren為wei輸shu入ru信xin號hao便bian會hui使shi電dian子zi設she備bei做zuo出chu錯cuo誤wu的de判pan斷duan,以yi至zhi產chan生sheng故gu障zhang。因yin此ci,為wei了le防fang止zhi異yi常chang現xian象xiang發fa生sheng且qie允yun許xu汽qi車che電dian子zi設she備bei在zai這zhe種zhong環huan境jing下xia正zheng常chang工gong作zuo,在zai現xian代dai汽qi車che上shang采cai用yong一yi些xie防fang幹gan擾rao方fang法fa,以yi保bao證zheng車che用yong電dian子zi設she備bei的de正zheng常chang工gong作zuo。
抗kang幹gan擾rao的de基ji本ben技ji術shu一yi是shi消xiao除chu幹gan擾rao源yuan,二er是shi防fang止zhi幹gan擾rao信xin號hao的de串chuan入ru。以yi下xia是shi多duo種zhong提ti高gao汽qi車che電dian子zi設she備bei抗kang幹gan擾rao性xing能neng和he抑yi製zhi其qi產chan生sheng電dian磁ci幹gan擾rao的de基ji本ben技ji術shu。
1)電路設計模塊化
在電路板設計中,根據電路在汽車上發揮的功能及位置的不同,將執行器電路、傳感器電路、係統控製電路分開設計,形成不同的電路模塊,使不同模塊的電源、搭鐵(金屬車體)線分開,減少不應有的耦合,提高絕緣阻抗。為避免幹擾,應先將電源(汽車在行駛過程中主要由發電機供電)傳輸到各個模塊,而後分別進行整流、濾波、穩壓、供電。模塊中的數字搭鐵和模擬搭鐵分開,工作搭鐵和安全搭鐵一點連接。
2)阻尼電阻
在(zai)點(dian)火(huo)裝(zhuang)置(zhi)的(de)高(gao)壓(ya)電(dian)路(lu)中(zhong),串(chuan)入(ru)阻(zu)尼(ni)電(dian)阻(zu),削(xue)弱(ruo)火(huo)花(hua)產(chan)生(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)電(dian)磁(ci)波(bo)。阻(zu)尼(ni)電(dian)阻(zu)值(zhi)越(yue)大(da),抑(yi)製(zhi)效(xiao)果(guo)越(yue)好(hao)。但(dan)阻(zu)尼(ni)電(dian)阻(zu)太(tai)大(da),又(you)會(hui)減(jian)少(shao)火(huo)花(hua)塞(sai)電(dian)極(ji)間(jian)的(de)火(huo)花(hua)能(neng)量(liang)。阻(zu)尼(ni)電(dian)阻(zu)一(yi)般(ban)用(yong)碳(tan)質(zhi)材(cai)料(liao)製(zhi)成(cheng),電(dian)阻(zu)值(zhi)約(yue)10-20 kll。阻尼電阻加在點火線圈端和火花塞接頭端。
3)並聯電容器
在可能產生火花處並聯電容器,如在調節器的“電池”接柱和“搭鐵”之間和發電機“電樞”接柱和“搭鐵”之間並聯0.2~0.8 的電容器;在水溫表和機油壓力表的傳感器觸點間並聯0.1~0.2 的電容器;在閃光繼電器和電喇叭的觸點處並聯0.5 F電容器等。
4)金屬屏蔽
發電機、起動機、火花塞等電器設備產生的火花,都能產生電磁波。屏蔽是抑製電磁波幹擾的有效方法。屏蔽電場或磁場時,可選用銅、鋁、鋼等導電率高的材料作屏蔽體。當屏蔽高頻磁場時應選購導電率高的鋼、鋁等材料;屏蔽低頻磁場時,選購導磁率高的磁鋼、鈹莫合金、鐵(tie)等(deng)材(cai)料(liao)。為(wei)了(le)有(you)效(xiao)發(fa)揮(hui)屏(ping)蔽(bi)體(ti)的(de)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong),還(hai)應(ying)注(zhu)意(yi)屏(ping)蔽(bi)體(ti)的(de)有(you)效(xiao)搭(da)鐵(tie)。汽(qi)車(che)電(dian)器(qi)中(zhong)的(de)導(dao)線(xian)也(ye)用(yong)密(mi)織(zhi)的(de)金(jin)屬(shu)網(wang)或(huo)金(jin)屬(shu)導(dao)管(guan)套(tao)起(qi)來(lai),並(bing)將(jiang)其(qi)搭(da)鐵(tie)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)使(shi)這(zhe)些(xie)電(dian)器(qi)因(yin)工(gong)作(zuo)火(huo)花(hua)而(er)發(fa)射(she)的(de)電(dian)磁(ci)波(bo),在(zai)金(jin)屬(shu)屏(ping)蔽(bi)內(nei)感(gan)應(ying)寄(ji)生(sheng)電(dian)流(liu),產(chan)生(sheng)焦(jiao)耳(er)熱(re)而(er)耗(hao)散(san),從(cong)而(er)起(qi)到(dao)防(fang)幹(gan)擾(rao)的(de)作(zuo)用(yong)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)防(fang)幹(gan)擾(rao)效(xiao)果(guo),但(dan)裝(zhuang)置(zhi)複(fu)雜(za),成(cheng)本(ben)高(gao),並(bing)且(qie)會(hui)增(zeng)大(da)高(gao)壓(ya)電(dian)路(lu)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong),幹(gan)擾(rao)點(dian)火(huo)性(xing)能(neng)。因(yin)此(ci),一(yi)般(ban)隻(zhi)用(yong)在(zai)特(te)殊(shu)需(xu)要(yao)的(de)汽(qi)車(che)上(shang)。
5)感抗型高壓阻尼線
目前國內外多采用高壓阻尼線,其線心是用牽0.1 rnlTl的鎳鉻鉬絲繞成,相當於電感、電容及電阻三者的複合體,抑製效果比集中電阻的效果更好。
6)采用濾波器
濾(lv)波(bo)器(qi)主(zhu)要(yao)抑(yi)製(zhi)通(tong)過(guo)電(dian)路(lu)通(tong)路(lu)直(zhi)接(jie)進(jin)入(ru)的(de)幹(gan)擾(rao),根(gen)據(ju)信(xin)號(hao)和(he)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)之(zhi)間(jian)的(de)頻(pin)率(lv)差(cha)別(bie),可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)不(bu)同(tong)性(xing)能(neng)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi),抑(yi)製(zhi)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao),提(ti)高(gao)信(xin)噪(zao)比(bi)。
7)采用平衡技術
平衡技術是消除串音幹擾的有效方法。信號的往複兩條線的電性(包括阻抗,分布電容等)相等時叫平衡。在汽車電路中,檢測信號的輸入、控製信號的輸出,特別是在時序信號傳輸中,通常采用雙絞線作為平衡線,雙絞線的螺距要小,長度要盡量短。
8)提高信號幅值
即提高信噪比,是抗幹擾的重要方法。對於微弱的傳感器信號(如溫度信號、光電信號等),采用放大電路增大幅值,減小幹擾。同時,為避免提高幅值的信號成為幹擾源,應采用平衡線傳輸。
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