隨著生活空間電磁環(huán)境的日益復(fù)雜和電子技術(shù)在汽車中的廣泛應(yīng)用,所有汽車都將處于大量的外部電磁干擾和自身干擾環(huán)境中,汽車電磁兼容性(EMC)問題會越來越突出,相應(yīng)的測試方法也必須完善。
1.汽車EMC實驗室建設(shè)的必要性
汽車工業(yè)的快速發(fā)展和汽車市場的激烈競爭極大地促進了各種電氣工業(yè).電子.信息設(shè)備和電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于汽車中。目前,電子設(shè)備已被廣泛應(yīng)用。.廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機控制系統(tǒng).自動變速系統(tǒng).制動系統(tǒng).在調(diào)節(jié)系統(tǒng)和駕駛系統(tǒng)中,汽車的安全性.可靠性.舒適性起著至關(guān)重要的作用。然而,隨著汽車電子設(shè)備數(shù)量和類型的增加,其工作頻率的增加,汽車的電磁環(huán)境變得越來越復(fù)雜。同時,汽車上的電子設(shè)備和設(shè)備,特別是半導(dǎo)體邏輯設(shè)備,對電磁干擾非常敏感,汽車內(nèi)部電子設(shè)備經(jīng)常相互干擾。即便如此,汽車電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用仍在增加,其內(nèi)部電磁環(huán)境將更加惡劣,相互電磁兼容干擾將更加嚴重。
任何外國電子產(chǎn)品在應(yīng)用于汽車之前,都必須經(jīng)過性能測試和性能測試EMC試驗;在商業(yè)化之前,必須經(jīng)過嚴格的匹配試驗和最關(guān)鍵的匹配試驗EMC認證。對于未經(jīng)嚴格測試的電子產(chǎn)品,任何車輛都不會使用,這也是國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品難以進入國外汽車零部件供應(yīng)鏈的關(guān)鍵。EMC涉及到整車的安全性和可靠性,國外汽車企業(yè)不會輕易使用未經(jīng)可靠性試驗的零部件產(chǎn)品。
2.EMC實驗室建設(shè)規(guī)劃
汽車EMC實驗室分為零部件級別和車輛級別。車輛級別實驗室除了增加車輛輪轂系統(tǒng)外,只有規(guī)模差異。這兩個實驗室包括測試環(huán)境和測試系統(tǒng),即汽車EMC測試所需的半電波暗室,簡稱暗室。測試系統(tǒng)分為半電波暗室。EMI測試系統(tǒng)和EMS測試系統(tǒng),即電磁騷擾測試和電磁抗擾測試。
2.1EMC測試環(huán)境規(guī)劃
測試環(huán)境一半電波暗室一般由暗室組成,控制室.功率放大器由功率放大器組成。暗室是內(nèi)部鋪設(shè)吸波材料的屏蔽室。屏蔽室的功能是防止室外電磁波進入實驗室,阻止實驗室內(nèi)電磁波傳遞到室外;吸波材料的功能是吸收實驗室內(nèi)被測部件發(fā)出的電磁波,避免反射引起的測試結(jié)果錯誤;控制室用于放置全兼容接收器.信號發(fā)生器、監(jiān)控計算機等設(shè)備用于監(jiān)控測試過程和結(jié)果;功率放大器放置在功率放大器室內(nèi)。功率放大器本身輻射強,對人有害,所以單獨放置。
圖1為某3米法實驗室簡圖:
圖. 3米法實驗室簡圖
電波暗室本身就是模擬空曠無電磁干擾的空曠場所,所以電波暗室本身就是模擬空曠無電磁干擾的空曠場所,EMC實驗室建議建在相對安靜、無振動、電磁性強的環(huán)境中。同時,專門為汽車零部件或車輛設(shè)計的EMC實驗室必須考慮排煙。針對汽車零部件。EMC實驗室建議在暗室墻上留下更多的波導(dǎo)管,以提供光電傳輸通道或方便引入壓縮空氣管道,這將在未來的實驗中發(fā)揮重要作用。
建議在控制室安裝電話濾波器和信號濾波器,因為控制室也是屏蔽室,可以解決與外界溝通的問題。
2.2EMC測試系統(tǒng)規(guī)劃
EMC測試系統(tǒng)的選擇將直接影響測試標(biāo)準(zhǔn)和實驗室測試能力,因此有目的的研究和選擇尤為重要。EMC標(biāo)準(zhǔn)包括國際標(biāo)準(zhǔn).地區(qū).汽車工業(yè)協(xié)會等標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。EMC自20世紀60年代以來,該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了大約50年的發(fā)展,各標(biāo)準(zhǔn)組織的標(biāo)準(zhǔn)基本上包括車輛和零部件測試標(biāo)準(zhǔn),各標(biāo)準(zhǔn)相互對應(yīng),相互參考,即除了標(biāo)準(zhǔn)的嚴格程度,測試內(nèi)容和測試方法趨同。
CISPR組織和ISO制定標(biāo)準(zhǔn)涵蓋所有汽車類別EMC測試內(nèi)容也為其他地區(qū)組織和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供了模式和基礎(chǔ)。
ISO和CISPR制定的汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)包括下表1:
由于除了標(biāo)準(zhǔn)的嚴格度的差異外,測試內(nèi)容和測試方法也趨同,這也為資金相對匱乏的公司或機構(gòu)提供了逐步建設(shè)的機會。此時,我們需要詳細考慮哪些設(shè)備必須一次到位,哪些設(shè)備可以逐步改進。對于我們討論的測試系統(tǒng),如果計劃逐步實施,我們可以考慮從測試項目或測試強度進行總體規(guī)劃。例如,我們可以列出獨立于暗室的瞬態(tài)干擾和抗干擾設(shè)備,靜電放電設(shè)備,昂貴的功率放大器。
3.EMC實驗室建設(shè)過程中應(yīng)注意的問題
由于項目的實施一般是將環(huán)境與系統(tǒng)分開的,因此在各自的施工或選擇過程中應(yīng)注意的問題也分開討論。
3.1EMC施工中應(yīng)注意測試環(huán)境(半電波暗室)
半電波暗室施工前必須滿足以下要求:
(1)3米法暗室L*W*H大約為9m*6m*6m,十米法暗室L*W*H大約為21m*13m*9m,實驗室要求沒有建筑物或構(gòu)筑物分割的梁.柱;
(2)任意3米的地面平整度不超過3米mm,不允許有累積誤差。在暗室安裝范圍內(nèi),地面平整度不得有累積誤差,導(dǎo)致地面傾斜,因為拼接屏蔽板是工廠成品的標(biāo)準(zhǔn)尺寸,如果地面不平整,難以組裝,影響屏蔽效果;
(3)接入濾波器前,供電系統(tǒng)無漏電保護裝置或隔離變壓器;電力系統(tǒng)容量供應(yīng)滿足測試和暗室配電要求,考慮被測物體的用電方式和容量;
(4)無論是車或零部件測試的實驗室,必須考慮整車或零部件進入實驗室的方法,即規(guī)劃屏蔽門的形式;
(5)提供暗室獨立接地系統(tǒng),地線阻力小于0.5歐姆;
(6)地基和實驗室地面的承重要考慮滿足測試設(shè)備、車輛或零部件的承重要求。
暗室施工過程中必須考慮以下問題:
(1)實驗室周圍和頂部防水,因為填充在屏蔽材料直接接縫處的屏蔽墊可能會生銹,導(dǎo)致屏蔽效果差;
(2)必須確認吸波尖劈的安裝方法,不當(dāng)?shù)陌惭b方法會造成安裝不可靠或污染測試環(huán)境;
(3)鐵氧體背板需要選擇環(huán)保木工板,因為實驗室環(huán)境封閉,非環(huán)保材料會直接造成試驗環(huán)境污染;
(4)暗室和功放室的門應(yīng)與測試系統(tǒng)相關(guān),以確保測試人員的安全。
(5)每個屏蔽室的接口板應(yīng)盡量選擇保守的接口形式,因為接口板的屏蔽效率容易出現(xiàn)問題;
3.22測試系統(tǒng)應(yīng)注意問題
如果選擇合適的供應(yīng)商,EMC一般來說,測試系統(tǒng)沒有問題。唯一需要注意的是,測試系統(tǒng)的關(guān)鍵儀器和設(shè)備是從國外進口的。國內(nèi)規(guī)定進口設(shè)備只有在國內(nèi)計量機構(gòu)重新計量后才能使用,因此采購前應(yīng)明確這部分費用。
4.結(jié)論
EMC實驗室建設(shè)是一項比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要考慮的方面不限于本文所述內(nèi)容。本文所述內(nèi)容僅供作者使用EMC實驗室建設(shè)過程中的經(jīng)驗,僅從汽車規(guī)劃建設(shè)的角度來看EMC實驗室談?wù)撘庖姾徒ㄗh。