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關(guān)于汽車電子設(shè)備的電磁兼容設(shè)計(jì)要點(diǎn)

汽車電子設(shè)備的電磁兼容性能包括兩方面,一是電磁發(fā)射,衡量系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾的發(fā)射水平;二是電磁敏感度,衡量系統(tǒng)在工作時(shí)為實(shí)現(xiàn)預(yù)期技術(shù)指標(biāo)而需要的抵抗電磁干擾的能力。 

要綜合提高汽車電子設(shè)備的電磁性能,可以從三方面考慮,一是減小設(shè)備發(fā)射電磁干擾的強(qiáng)度;二是抑制電磁干擾的傳輸;三是降低設(shè)備電磁敏感部件接收干擾的強(qiáng)度。

汽車內(nèi)外的電磁干擾對(duì)汽車電子設(shè)備,特別是汽車ECU(電子控制單元)有很大的干擾,會(huì)嚴(yán)重干擾汽車電子設(shè)備的工作性能。半導(dǎo)體元件對(duì)脈動(dòng)電壓非常敏感。當(dāng)瞬變電壓值超過其電壓值時(shí),半導(dǎo)體元件會(huì)被擊穿并損壞。一旦脈沖信號(hào)被ECU(電子控制單元)誤認(rèn)為輸入信號(hào),電子設(shè)備就會(huì)做出錯(cuò)誤的判斷,甚至出現(xiàn)故障。因此,為了防止異?,F(xiàn)象,允許汽車電子設(shè)備在這種環(huán)境下正常工作,現(xiàn)代汽車采用了一些防干擾方法,以確保汽車電子設(shè)備的正常工作。


國產(chǎn)電磁兼容儀器設(shè)備


抗干擾的基本技術(shù)是消除干擾源,防止干擾信號(hào)串聯(lián)。以下是提高汽車電子設(shè)備抗干擾性能和抑制電磁干擾的基本技術(shù)。

1)電路設(shè)計(jì)模塊化:

在電路板設(shè)計(jì)中,執(zhí)行器電路、傳感器電路和系統(tǒng)控制電路根據(jù)電路在汽車中的不同功能和位置分開設(shè)計(jì),形成不同的電路模塊,分離不同模塊的電源和搭鐵(金屬車身)線,減少不應(yīng)有的耦合,提高絕緣阻抗。為避免干擾,應(yīng)先將電源(汽車主要由發(fā)電機(jī)供電)傳輸?shù)礁髂K,然后進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓、供電。模塊中的數(shù)字搭鐵與模擬搭鐵分開,工作搭鐵與安全搭鐵稍微連接。

2)阻尼電阻:

在點(diǎn)火裝置的高壓電路中,插入阻尼電阻,減少火花產(chǎn)生的干擾電磁波。阻尼電阻值越大,抑制效果就越好。但阻尼電阻過大會(huì)降低火花塞電極之間的火花能量。阻尼電阻一般由碳材料制成,電阻值約為10-20kll。在點(diǎn)火線圈端和火花塞接頭端添加阻尼電阻。

3)并聯(lián)電容器:

可能產(chǎn)生火花的并聯(lián)電容器,如調(diào)節(jié)器的電池柱與發(fā)電機(jī)的電樞柱與鐵并聯(lián)0.2~0.8電容器;水溫表與油壓表的傳感器接觸點(diǎn)并聯(lián)0.1~0.2電容器;閃光繼電器與喇叭接觸點(diǎn)并聯(lián)0.5F電容器。

4)金屬屏蔽:

發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、火花塞等電氣設(shè)備產(chǎn)生的火花都能產(chǎn)生電磁波。屏蔽是抑制電磁波干擾的有效方法。屏蔽電場(chǎng)或磁場(chǎng)時(shí),可以選擇銅、鋁、鋼等導(dǎo)電性高的材料作為屏蔽體。屏蔽高頻磁場(chǎng)時(shí),應(yīng)購買導(dǎo)電性高的鋼、鋁等材料;屏蔽低頻磁場(chǎng)時(shí),應(yīng)購買導(dǎo)磁性高的磁鋼、鈹莫合金、鐵等材料。為了有效發(fā)揮屏蔽體的屏蔽作用,還應(yīng)注意屏蔽體的有效搭鐵。汽車電器中的導(dǎo)線也用密織金屬網(wǎng)或金屬導(dǎo)管覆蓋,并搭鐵。這樣,這些電器由于工作火花出的電磁波就能感應(yīng)到金屬屏蔽中的寄生電流,產(chǎn)生焦耳熱并消散,從而起到防干擾的作用。該方法具有良好的防干擾效果,但設(shè)備復(fù)雜,成本高,會(huì)增加高壓電路的分布電容和干擾點(diǎn)火性能。因此,它通常只用于特殊需要的汽車。

5)感抗高壓阻尼線:

目前國內(nèi)外大多采用高壓阻尼線,其線心由牽引0.1rnltl的鎳鉻鉬絲纏繞,相當(dāng)于電感、電容和電阻的復(fù)合體,抑制效果優(yōu)于集中電阻。

6)使用濾波器:

濾波器主要抑制通過電路直接進(jìn)入的干擾。根據(jù)信號(hào)與干擾信號(hào)之間的頻率差,可采用不同性能的濾波器,抑制干擾信號(hào),提高信噪比。

7)采用平衡技術(shù):

平衡技術(shù)是消除串音干擾的有效方法。當(dāng)信號(hào)往復(fù)兩條線的功率(包括阻抗、分布電容器等)相等時(shí),稱為平衡。在汽車電路中,檢測(cè)信號(hào)輸入,控制信號(hào)輸出,特別是在序列信號(hào)傳輸中,雙絞線通常作為平衡線,螺距小,長度盡可能短。

8)提高信號(hào)幅值:

也就是說,提高信噪比是一種重要的抗干擾方法。對(duì)于微弱的傳感器信號(hào)(如溫度信號(hào)、光電信號(hào)等),使用放大電路來增加振幅,減少干擾。同時(shí),為了避免增加振幅的信號(hào)成為干擾源,應(yīng)采用平衡線傳輸。

國產(chǎn)電磁兼容儀器設(shè)備


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