汽車(chē)電磁兼容技術(shù)
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無(wú)論是汽車(chē)內(nèi)部還是外部的電磁干擾對(duì)車(chē)用電子設(shè)備尤其是車(chē)用ECU（電控單元）干擾都很大，這些電磁干擾會(huì)嚴(yán)重干擾汽車(chē)電子設(shè)備的工作性能。眾所周知，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(guò)其電壓值時(shí)，半導(dǎo)體元件會(huì)被擊穿而損壞，而脈沖信號(hào)一旦被ECU（電控單元）誤認(rèn)為輸入信號(hào)便會(huì)使電子設(shè)備做出錯(cuò)誤的判斷，以至產(chǎn)生故障。因此，為了防止異?，F(xiàn)象發(fā)生且允許汽車(chē)電子設(shè)備在這種環(huán)境下正常工作，規(guī)則在現(xiàn)代汽車(chē)上采用一些防干擾方法，以保證車(chē)用電子設(shè)備的正常工作。
抗干擾的基本技術(shù)一是消除干擾源，二是防止干擾信號(hào)的串入。下面說(shuō)明多種提高汽車(chē)電子設(shè)備抗干擾性能和抑制其產(chǎn)生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，根據(jù)電路在汽車(chē)上發(fā)揮的功能及位置的不同，將執(zhí)行器電路、傳感器電路、系統(tǒng)控制電路分開(kāi)設(shè)計(jì)，形成不同的電路模塊，使不同模塊的電源、搭鐵（金屬車(chē)體）線分開(kāi)，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(chē)在行駛過(guò)程中主要由發(fā)電機(jī)供電）傳輸?shù)礁鱾€(gè)模塊，而后分別進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓、供電。模塊中的數(shù)字搭鐵和模擬搭鐵分開(kāi)，工作搭鐵和安全搭鐵一點(diǎn)連接。
2）阻尼電阻。在點(diǎn)火裝置的高壓電路中，串入阻尼電阻，削弱火花產(chǎn)生的干擾電磁波。阻尼電阻值越大，抑制效果越好。但阻尼電阻太大，又會(huì)減少火花塞電極間的火花能量。阻尼電阻一般用碳質(zhì)材料制成，電阻值約10-20 kll。阻尼電阻加在點(diǎn)火線圈端和火花塞接頭端。
3）{1并聯(lián)電容器。在可能產(chǎn)生火花處并聯(lián)電容器，如在調(diào)節(jié)器的“電池”接柱和“搭鐵”之間和發(fā)電機(jī)“電樞”接柱和“搭鐵”之間并聯(lián)0．2～0．8 的電容器；在水溫表和機(jī)油壓力表的傳感器觸點(diǎn)間并聯(lián)0．1～0．2 的電容器；在閃光繼電器和電喇叭的觸點(diǎn)處并聯(lián)0．5 F電容器等。
4）金屬屏蔽。發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、火花塞等電器設(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)，可選用銅、鋁、鋼等導(dǎo)電率高的材料作屏蔽體。當(dāng)屏蔽高頻磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)選購(gòu)導(dǎo)電率高的鋼、鋁等材料；屏蔽低頻磁場(chǎng)時(shí)，選購(gòu)導(dǎo)磁率高的磁鋼、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(chē)電器中的導(dǎo)線也用密織的金屬網(wǎng)或金屬導(dǎo)管套起來(lái)，并將其搭鐵。這樣就使這些電器因工作火花而發(fā)射的電磁波，在金屬屏蔽內(nèi)感應(yīng)寄生電流，產(chǎn)生焦耳熱而耗散，從而起到防干擾的作用。這種方法有較好的防干擾效果，但裝置復(fù)雜，成本高，并且會(huì)增大高壓電路的分布電容，干擾點(diǎn)火性能。因此，一般只用在特殊需要的汽車(chē)上。
5）感抗型高壓阻尼線。目前國(guó)內(nèi)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(dāng)于電感、電容及電阻三者的復(fù)合體，抑制效果比集中電阻的效果更好。
6）采用濾波器。濾波器主要抑制通過(guò)電路通路直接進(jìn)入的干擾，它是應(yīng)用最普遍的抗干擾方法。根據(jù)信號(hào)和干擾信號(hào)之間的頻率差別，可以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)是說(shuō)說(shuō)消除串音干擾的有效方法。信號(hào)的往復(fù)兩條線的電性tt（包括阻抗，分布電容等）相等時(shí)叫平衡。在汽車(chē)電路中，檢測(cè)信號(hào)的輸入、控制信號(hào)的輸出，特別是在時(shí)序信號(hào)傳輸中，通常采用雙絞線作為平衡線，雙絞線的螺距要小，長(zhǎng)度要盡量短。
8）提高信號(hào)幅值。即提高信噪比，是抗干擾的重要方法。對(duì)于微弱的傳感器信號(hào)（如溫度信號(hào)、光電信號(hào)等），采用放大電路增大幅值，減小干擾的干擾。同時(shí)，為避免提高幅值的信號(hào)成為干擾源，應(yīng)采用平衡線傳輸。
本文圍繞著汽車(chē)電子設(shè)備的EMC技術(shù)，從車(chē)載干擾源和外部環(huán)境對(duì)汽車(chē)的電磁干擾兩個(gè)方面，分析了汽車(chē)的電磁環(huán)境和電磁干擾的危害，說(shuō)明了汽車(chē)EMC性標(biāo)準(zhǔn)，主要說(shuō)明了電路設(shè)計(jì)模塊化、加阻尼電阻、加并聯(lián)電容器、金屬屏蔽、感抗型高壓阻尼線、采用濾波器、采用平衡技術(shù)和提高信號(hào)幅值等防止電磁干擾的方法。本文的分析，對(duì)進(jìn)一步分析汽車(chē)電子設(shè)備的EMC技術(shù)有一定的參考價(jià)值，同時(shí)對(duì)今后進(jìn)行汽車(chē)電子設(shè)備的電磁干擾檢測(cè)分析奠定了一定的基礎(chǔ)。
評(píng)論