电磁兼容汽车零部件与整车

1、.：.；汽车电磁干扰防止措施及相关规范汽车防止电磁干扰的措施 无论是汽车内部还是外部的电磁干扰对车用电子设备尤其是车用ECU(电控单元)影响都很大，这些电磁干扰会严重影响汽车电子设备的任务性能。众所周知，半导体元件对脉动电压非常敏感，当瞬变电压值超越其电压值时，半导体元件会被击穿而损坏，而脉冲信号一旦被ECU(电控单元)误以为输入信号便会使电子设备做出错误的判别，以致产生缺点。因此，为了防止异常景象发生且允许汽车电子设备在这种环境下正常任务，要求在现代 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E6%B1%BD%E8%BD%A6 t _blank

2、汽车上采用一些防干扰措施，以保证车用 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E7%94%B5%E5%AD%90 t _blank 电子设备的正常任务。 抗干扰的根本技术一是消除干扰源，二是防止干扰信号的串人。下面引见几种提高 HYPERLINK zaoche168/auto/techmore-004013.shtml t _blank 汽车电子设备抗干扰性能和抑制其产生电磁干扰的根本技术。1)电路设计模块化。在电路板设计中，根据电路在汽车上发扬的功能及位置的不同，将执行器电路、传感器电路、系统控制电路分开设计，构成不同的电路模块，使不同模块的电

3、源、搭铁(金属车体)线分开，减少不应有的耦合，提高绝缘阻抗。为防止干扰，应先将电源(汽车在行驶过程中主要由发电机供电)传输到各个模块，而后分别进展整流、滤波、稳压、供电。模块中的数字搭铁与模拟搭铁分开，任务搭铁与平安搭铁一点衔接。2)阻尼电阻。在点火安装的高压电路中，串入阻尼电阻，减弱火花产生的干扰电磁波。阻尼电阻值越大，抑制效果越好。但阻尼电阻太大，又会减少火花塞电极间的火花能量。阻尼电阻普通用碳质资料制成，电阻值约10-20 kll。阻尼电阻加在点火线圈端和火花塞接头端。3)并联电容器。在能够产生火花处并联电容器，如在调理器的“电池接柱与“搭铁之间和发电机“电枢接柱与“搭铁之间并联0208

4、 的电容器；在水温表和机油压力表的传感器触点间并联0102 的电容器；在闪光继电器和电喇叭的触点处并联05 F电容器等。4)金属屏蔽。发电机、起动机、火花塞等电器设备产生的火花，都能产生电磁波。屏蔽是抑制电磁波干扰的有效方法。屏蔽电场或磁场时，可选用铜、铝、钢等导电率高的资料作屏蔽体。当屏蔽高频磁场时应选择导电率高的钢、铝等 HYPERLINK zaoche168/auto/techmore-004018.shtml t _blank 资料；屏蔽低频磁场时，选择导磁率高的磁钢、铍莫合金、铁等资料。为了有效发扬屏蔽体的屏蔽作用，还应留意屏蔽体的有效搭铁。汽车 HYPERLINK zaoche16

5、8/company/company.jsp?qs=%E7%94%B5%E5%99%A8 t _blank 电器中的导线也用密织的金属网或金属导管套起来，并将其搭铁。这样就使这些电器因任务火花而发射的电磁波，在金属屏蔽内感应寄生电流，产生焦耳热而耗散，从而起到防干扰的作用。这种措施有较好的防干扰效果，但安装复杂，本钱高，并且会增大高压电路的分布电容，影响点火性能。因此，普通只用在特殊需求的汽车上。5)感抗型高压阻尼线。目前国内外多采用高压阻尼线，其线心是用牵01 rnlTl的镍铬钼丝绕成，相当于电感、电容及电阻三者的复合体，抑制效果比集中电阻的效果更好。6)采用滤波器。滤波器主要抑制经过电路通路

6、直接进入的干扰，它是运用最普遍的抗干扰方法。根据信号与干扰信号之间的频率差别，可以采用不同性能的滤波器，抑制干扰信号，提高信噪比。7)采用平衡技术。平衡技术是一种消除串音干扰的有效措施。信号的往复两条线的电性tt(包括阻抗，分布电容等)相等时叫平衡。在汽车电路中，检测信号的输入、控制信号的输出，特别是在时序信号传输中，通常采用双绞线作为平衡线，双绞线的螺距要小，长度要尽量短。8)提高信号幅值。即提高信噪比，是抗干扰的重要方法。对于微弱的传感器信号(如温度信号、光电信号等)，采用放大电路增大幅值，减小干扰的影响。同时，为防止提高幅值的信号成为干扰源，应采用平衡线传输。汽车电磁兼容性规范简介 汽车

7、电磁兼容性规范是汽车电磁兼容设计、仿真和测试的根底，它就整车和零部件的抗干扰程度、干扰限值、测试方法、测试环境等作了规定。汽车电磁兼容规范分为国际规范、国家规范和企业规范。国外对汽车的电磁兼容问题非常注重，很早就开场了电磁兼容性规范的制定任务，目前曾经构成了较为完善的汽车电磁兼容性规范体系。国际上各大汽车公司都有本人的企业电磁兼容规范，如美国福特公司、通用公司，德国群众、宝马、梅塞德斯一飞驰公司，法国的标致一雪铁龙公司等，其企业规范比国际上通用的规范要严厉很多。 我国吸收了兴隆工业国家的阅历，也曾经制定了汽车电磁兼容性规范，明确规定了丈量方法及最大干扰的允许值。但与兴隆国家相比，还有待进一步研

8、讨完善。国家规范GB186552002(用于维护车载接纳机的无线电骚扰特性的限值及丈量方法是汽车及其零部件的电磁兼容性技术规范之一，该规范于2002年2月22日同意发布，2003年3月1日开场实施，属于国家强迫性规范，主要用于调查汽车及其 HYPERLINK zaoche168/auto/techmore-004016.shtml t _blank 零部件产生的各种电磁干扰对车内无线电接纳机的干扰程度，并以干扰限值方式加以限制。该规范规定了0151 000 MHz频率范围的无线电干扰限值和丈量方法，适用于任何车辆和大型安装及其电子或电器零部件，其限值用于维护车载接纳机免受同车内的零部件或电子模

9、块产生的电磁干扰。附表：表1 国内汽车电磁兼容技术相关规范规范号规范称号GB/T 18387-2021电动车辆的电磁场辐射强度的限值和丈量方法宽带9kHz30MHzGB140232006车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的安装的无线电骚扰特性的限值和丈量方法GB186552002用于维护车载接纳机的无线电骚扰特性的限值和丈量方法GBT183872001电动车辆的电磁场辐射强度的限值和丈量方法宽带频率9kHz30MHzGB140232000车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的安装的无线电骚扰特性的限值和丈量方法GBT176191998机动车电子电器组件的电磁辐射术抗扰性限值和丈量方法GBT151

10、5294脉冲噪声干扰引起挪动通讯性能降级的评定方法GBT1402492内燃机电站无线电干扰特性的丈量方法及允许值 传导干扰表2 国外汽车电磁兼容技术相关规范规范协会规范号规范称号国际规范ISO 11451道路车辆窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰整车测试法Road vehiclesElectrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energyVehicle test methodsISO 11452道路车辆窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰零部件测试法Road ISO vehiclesElectrical disturba

11、nces by narrowband radiated electromagnetic energy Component test methodsISO 7637道路车辆由传导和耦合产生的电气干扰road vehicleselectrical disturbances by conduction and couplingISO TR 1O6O道路车辆静电放电产生的电气干扰road vehicleselectrical disturbances from electrostatic dischargeCISPR 12车辆、机动船和内燃 HYPERLINK zaoche168/auto/techm

12、ore-004014.shtml t _blank 发动机驱动安装的无线电骚扰特性的限值和丈量方法Vehicles，boats，and internal combustion engine driven devices radio disturbance characteristics limits and methods of measurementCISPR 25用于维护用在车辆、机动船和安装上车载接受机的无线电骚扰特性的限值和丈量方法Limits and methods of measurement of radio disturbance characteristics for the

13、 protection of receivers used on board vehicles，boats and on devices欧洲规范9554EC对于车内点火发动机产生的无线电干扰的抑制The suppression of radio interference produced by Darkignition engines fitted to motor vehicles9556EC车辆保安系统 Vehicle security systems9724EC23轮式车辆wheeled vehicles20002EC森林和农用迁延机Forestry and agricultural T

14、ractors美国规范SAE J551整车的测试规范SAE J1113汽车零部件的测试规范表3 汽车制造商规范公司称号规范号规范称号BMWGS 95002Electromagnetic Compatibility (EMC) Requirements and Tests PorscheAV EMC ENPorsche EMC Requiremnets Daimler-Chrysler DC 10613Vehicles EMCDC 10614Components EMCDC 10615Components Electric FordES-XW7T-1A278-ACFord Motor Compa

15、ny Electronic Component EMC Requirements & Test Procedures. General Motors GMW3097General Specification for Electrical/Electronic Components and Subsystems; Electromagnetic Compatibility: Requirement Part GMW3100General Specification for Electrical/Electronic Components and Subsystems; Electromagnet

16、ic Compatibility: Verification Part Lotus17.39.01Lotus Engineering Standard: Electromagnetic Compatibility Nissan 28400NDS02-29/汽车点火系统电磁干扰的仿真研讨摘要：点火系统作为车内最主要的电磁f扰源，点火时初级酬路的瞬变电压引起的传导十扰将对蓄电池电压呵斥冲击，并经过导线f扰车内ECU和其它电子设备的正常1二作，同时火花摩击穿时的高频火花噪声将对车内外的电磁环境呵斥极强的辐射r：扰。为分析点火系统的咆磁干扰特性，对点火过程中初级电路的瞬变电流和电压进展了仿真，并建立了

17、次级同路火化塞放电等效电路模璎，提出并计算了将商压导线等效为甲极天线时车内的电场分布情况。研讨阐明，采用阻尼导线和增大火花塞内电阻都町以有效地抑制火花电磁噪声。关键词：汽车点火系统；电磁f扰；点火线圈；火花塞；岛JK导线l 引言 伴随着现代电子技术的提高以及 HYPERLINK zaoche168/auto/techmore-004013.shtml t _blank 汽车电子技术的开展，汽车上运用越来越多的 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E7%94%B5%E5%AD%90 t _blank 电子产品，这些电子产品在添加 HYPERLI

18、NK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E6%B1%BD%E8%BD%A6 t _blank 汽车的经济性、平安性和温馨性的同时，也汽车的电磁兼容问题变得更为复杂，从而使得汽车电磁兼容成为现代汽车设计中必需思索的口J题。点火系统是汽车内最主要的电磁。F扰源。 在1906年，人们就发现道路E行驶的汽车发动机对周围的无线电收音机产生干扰，从而提出埘汽车点火系统产生的电磁十扰加以限制。但此项任务是汽车电磁干扰抑制、实现电磁兼容的难点之一。点火系统涉及到点火电路性能、点火能量控制、点火时辰控制、汽缸工况等诸多技术IUJ题。点火过程中产生大量的电磁骚扰，主要分为点火线圈

19、一次回路瞬变电压引起的传导干扰、高压导线和火花放电的高频辐射干扰等。传导干扰不仅对蓄电池电压呵斥冲击，同时还可经过电源线传到车内其他电子设备。高频电磁辐射对车内电子控制单元(ECU)也能够产生较大影响，从而对汽车的监控等平安性方面产生严重的危害。点火系统电磁兼容性研讨是目前众多汽车乍产商和研讨单位关注的重点。围外曾经对点火噪声进展了系统的测试并开场了电磁兼容性预测研讨。我国起步较晚，目前主要还集中于对电磁噪声的测试，因此对点火系统的干扰特性进展仿真研讨能有效改良汽车整体的电磁兼容性设汁旧J。2点火系统任务原理及电磁干扰的构成 现代汽车点火系统主要由蓄电池、点火开关、点火线圈、高压点火导线、分电

20、器和火花塞等组成，其简化模型图如图l所尔。当汽车启动时，分电器连同凸轮在发动机凸轮轴的驱动下旋转，凸轮旋转时交替地使断 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E7%94%B5%E5%99%A8 t _blank 电器触点翻开与闭合。在点火开关接通的情况下，当触点闭合时，点火线圈一次绕组中有电流流过，从而在铁芯中产生磁场。当断电器触点翻开时，一次电路被关断，一次绕组中的电流迅速下降到零引起磁通突降，并在一次绕组中产生幅值达200300V的自感电动势u。一。二次绕组在互感的作用下产生与匝比成正比的高达1520kV的高压电动势u：一。该电动势使火花塞

21、问隙击穿，产生电火花，点燃 HYPERLINK zaoche168/auto/techmore-004014.shtml t _blank 发动机气缸中的混和气体。21点火系统传导干扰的构成机理 点火系统的传导干扰主要是由于点火开封锁合后一次回路中电流增大到一定值时触点断开引起电流迅速下降而引起的，点火系一致次侧电路如图2所示。 点火过程中，线圈的瞬变电压对汽车蓄电池的冲击是呵斥传导干扰的干扰源，蓄电池电j矗较高的时候电流电压波形上升速度加快，开封锁合以后的震荡加剧。线圈电压波形遭到C反复充放电影响是一个振荡衰减曲线，最大幅值可到达4V，这个动摇的电压将经过导线直接耦合到ECU、车载文娱系统、

22、ABS等电子设备，对其构成干扰。为防止这种影响，现代汽车多采用IGBT(绝缘栅双极晶体管)控制点火时序，并采用TVS(瞬变电压制制二极管)维护控制电路，以保证点火时辰更加准确，同时要求蓄电池搭铁与电容器可靠衔接，以减少触点放电产生电磁干扰。22 点火系统辐射电磁干扰的构成 由于点火系统的辐射电磁f扰是由具有高频的脉冲点火电流引起的，所以我们先研讨火花塞fnJ隙击穿时的点火电流。将火花塞作为一植入电阻的同轴电容器，其物理模型构造及尺寸如图4J。当火花塞的电极问隙被击穿时，根据模型建立的次级同路等效电路如图5所示j。 其中，e、c。为火花塞电极的同轴分布电容；C，为火花塞阻尼阻抗对地分布电容；R，

23、为火花塞内置电阻；0为火花电阻；R。、c。分别为高压点火线的电阻和分布电容；R。、k和cL分别为次级点火线幽的电阻、电感和寄生电容。由RompeWeizel实际可知【61，火花电阻rg是一个随时问变化的量，当火花间隙被击穿后，它的值随时间变化。 从以上分析可以看出，点火电流i与火花电流i。可以经过火花塞尺寸和火花塞的间隙击穿电压近似计算得到。同时从式(15)可以看出，点火电流i随着阻抗乞和乞的增大而减小与火花电流成正比关系。火花塞击穿时的火花电流和高压导线的电磁辐射是点火系统中辐射干扰的来源，火花塞位于屏蔽的汽缸内，对外辐射较弱，对车内产生的干扰t要高压导线。，因此，将高压导线产生的电磁辐射情

24、况等效为佗于汽车引擎盖下方的一单极天线，经过数值仿真的方法得到点火系统产生的辐射干扰在车内的电磁场分布。3 辐射计算模型及仿真分析 由于实践车体的构造非常紧凑，对电磁仿真而言，车灯、后视镜、排气管以及衔接处的缝隙和孑L洞的建模非常复杂。对此进展了必要的简化。此外车体为曲面构造，在仿真过程中采用丫分块的多个平面方法来构造曲面构造。得到的汽车模型如图6，车体的尺寸为44m18m11m(长宽高)。 从图8中可以看l沿车身轴向的电场幅值与高压导线间隔 有直接的关系，当终端开路时先是逐渐加大，到06m左右到达最大值，然后开场下降。终端接上负载电阻以后，电场幅值明显减小，且随间隔 变化电场变化较小，可见增

25、人电阻对抑制点火噪声在整个车内都有明、显的作用。当频率增大后，接负载的时候电场变化规律趋于一致，电场幅值ff微弱的添加而终端开路的情况下电场总体变化趋势一样，幅值在不间间隔 处变化较大。当频率依次添加以后，可以看副电磁干扰随之加大，400MHz和600MHz时电场变化趋势根本一致，幅值略微加大。由于车内电子设备主要集中于车体前端，因此高压导线的安装位置特别关键，要尽能够选在离ECU较远的地方。而其他敏感设备也应尽能够防止安装在辐射强的区域，以防止强辐射的干扰，提高平安性。4结论 本文在深化分析 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E6%B1%

26、BD%E8%BD%A6 t _blank 汽车点火系统任务机理的根底上对点火电路一次侧点火线圈瞬变电压引起的传导干扰和二次侧火花放电产生的辐射干扰进展了分析与仿真，得到了点火过程中对汽车蓄电池电压呵斥冲击的瞬变电压和火花放电电流建立了火花塞放电等效电路模型，并将点火系统高压导线等效为单极灭线进展了车内辐射场的仿真分析，得到加大火花塞电阻和导线电阻都可以有效抑制点火系统的辐射噪声的结论，为抑制火花噪声提供了理沦根据。比较系统地分析了汽车点火系统的电磁干扰产生根源及对车内电磁环境的影响。并对车内敏感 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E7%94

27、%B5%E5%AD%90 t _blank 电子设备的安装提出了建议。从而对汽车电磁兼容性设计具有一定的指点意义。车载零部件与整车辐射发射的电磁兼容性分析国内厂商往往不注重电磁兼容问题，随意拿一辆整车就来测试，结果整车测试不满足要求。随着我国汽车产业的开展壮大，国内许多汽车厂商开辟国外市场。伴随着大量整车的出口，同时面临经过电磁兼容性产品强迫认证的问题。导致回去整改的结果，即破费了资金又耽搁了珍贵的时间。 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E6%B1%BD%E8%BD%A6 t _blank 汽车零部件测试与整车测试有着严密的关系，假设能正

28、确认识它们之间的关系并采取一定的技巧及措施，顺利经过认证并非难事。1 零部件辐射发射测试对整车辐射发射测试产生的影响1.1 汽车的 HYPERLINK zaoche168/auto/techmore-004016.shtml t _blank 零部件测试与整车测试的关系大部分车辆出口都是以整车出口的行方式，电磁兼容性目击认证主要是调查整车电磁兼容测试结果。整车测试主要包括两方面内容，即辐射发射和辐射抗扰度。零部件测试位置及形状的要求在这两方面上与整车测试的要求略有不同。思索到整车测试时，车体外表间隔 天线10米间隔 ，安装在车中的零部件间隔 天线超越10米，并且还有车体屏蔽的影响。可以说整车要

29、求较零部件辐射发射限值要求略松；辐射抗扰度方面零部件要求严厉于整车要求，同样为30伏米场强，但整车测试间隔 更远。零部件测试内容往往比整车测试工程丰富的多，包括瞬态传导抗扰度、静电放电、辐射抗扰度、传导抗扰度、辐射发射、传导发射以及特殊波形的干扰等。一些工程实验多是模拟车上在特定形状下容易出现的干扰景象。例如：电源与感性负载断开衔接时所产生的瞬态景象、电流忽然中断引起的瞬态景象、直流电机充任发电机，点火开关断开时的瞬态景象等。而整车测试只重点调查辐射发射和辐射抗扰度，并且整车测试时的车辆形状较稳定，普通不会出现上述特定的情况。所以从测试角度来说，零部件只需控制好辐射发射、做好辐射抗绕度的抑制就

30、可以经过整车测试。1.2 零部件测试形状的选择对整车测试产生的影响在零部件电磁兼容性测试时，特别要留意要尽量模拟实车运用的测试形状。假设测试时的形状完全不同于实车测试形状，那么测得的数据是没有压服力的。例如：在一次整车测试中出现窄带测试结果超标景象，经查证发现是车载收放机超标。由于收放机FM调频振荡器能量较大，混频后构成干扰经过空间、线缆耦合的方式进入车载天线馈线，从天线端口辐射发射出来。处理方法非常简单，只需将振荡器的输出信号线屏蔽并接地就可以滤除干扰。在进展收放机零部件实验时，通常经过同轴电缆衔接至天线端口输入音频信号。同轴电缆屏蔽效果远好于普通车载天线。所以振荡器辐射的能量被屏蔽未被测到

31、。试想假设在零部件实验时，加做一个衔接实车天线的测试形状就会发现了这个问题。经过整改后，整车实验就可以顺利经过。1.3 零部件测试的模拟负载对整车测试的影响车上一切零部件电磁兼容测试都经过，进展整车实验仍出现辐射超标景象。经查证发现是一些负载呵斥的，负载任务时会产生一定波形的信号，在传输线缆较长的情况下，就会呵斥辐射发射。在进展零部件电磁兼容测试时，需求运用实车线缆和传感器，保证产生的信号与车上实践的形状一致，否那么不能真正反映出问题。例如：组合仪表测试中需求传感器提供方波信号驱动仪表任务。假设经过信号源提供的方波信号上升沿太陡就会产生严重的辐射干扰。在进展组合 HYPERLINK zaoch

32、e168/company/company.jsp?qs=%E4%BB%AA%E8%A1%A8 t _blank 仪表的测试中，往往经过衔接阻性负载来模拟信号，测试结果满足要求。显然实验中负载模拟的信号与实车信号不符。在实车形状下，传感器提供的方波信号有能够导致整车辐射发射测试超标。假设在部件实验中发现此类问题，对信号波形进展处置，就会防止整车超标的发生。2 影响整车测试结果的干扰源汽车中的电器设备产生的电磁干扰是由于，汽车上运用的电子产品中有许多导线、线圈和带有触点的电器。它们都具有不同的电容和电感，而任何一个具有电感和电容的闭合回路都会构成振荡回路。当 HYPERLINK zaoche168

33、/company/company.jsp?qs=%E7%94%B5%E5%99%A8 t _blank 电器设备任务产生火花时，就会产生高频振荡并以电磁波方式发射到空中，对辐射发射测试结果产生影响。测试分为宽、窄带测试形状。在窄带测试中的干扰源主要是车载ECU、总线控制器、排放控制器等电控系统中微处置器的主频及其高次谐波带来的窄带辐射干扰图1。在宽带测试中干扰源主要是 HYPERLINK zaoche168/auto/techmore-004014.shtml t _blank 发动机的点火系统，其干扰点火系统次级电压的高频振荡。其次，在发电机负载电流突变和整流时也会产生电磁波。传统电器起动机

34、、发电机、转向闪光器、雨刮器电机、仪表系统、风扇中的直流有刷电机、继电器也都会产生宽带辐射干扰这些干扰电磁波具有脉冲特性且频带较宽，其频率普通在0.151000MHz之间。汽车电器产生的干扰电磁波会经过汽车导线直接输入无线电设备和 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E7%94%B5%E5%AD%90 t _blank 电子设备内部的，或者经过天线如点火系高压线、设备中较长的线缆、芯片管脚输入无线电设备内部。同时，这些干扰会耦合在天线芯线上，从天线如接纳广播的天线辐射出去，呵斥辐射干扰。3、控制整车辐射发射的根本措施减小整车辐射发射最好的方法

35、是消除干扰源，还可以采取措施将干扰信号屏蔽、滤波，堵住干扰传播途径。下面引见几种抑制电磁干扰的根本技术。3.1、并联电容在能够产生火花的开关或触点处并联电容，如在水温表和机油压力表的传感器触点间并联0.2F的电容；在闪光继电器的触点处并联0.5F电容等。3.2、 金属屏蔽发电机、起动机、火花塞等电器设备产生的火花，都能产生电磁波。屏蔽是抑制电磁波干扰的有效方法。为了有效发扬屏蔽体的屏蔽作用，还应留意屏蔽体的有效搭铁。汽车电器中的有较大辐射的导线可以用密织的金属网或金属导管套起来，并将其搭铁。3.3、 滤波器滤波器主要抑制经过电路通路直接进出的干扰，提高信噪比。它是运用最普遍的抑制辐射发射方法。

36、3.4、 在不影响数据正确性的根底上减小信号幅值即降低信噪比，对于过强的传感器信号如温度信号、通讯信号等，采用调理衰减，减小信号幅度的方式减小辐射的干扰。3.5、 尽量采用双绞线信号的往复两条线的电性能包括阻抗，分布电容等相等时建议将两条线双绞。在汽车电路中，检测信号的输入、控制信号的输出，特别是在时序信号传输中，采用双绞线有利于减小辐射发射。4、终了语本文围绕着 HYPERLINK zaoche168/auto/techmore-004013.shtml t _blank 汽车电子设备辐射发射的电磁兼容性问题，从零部件和整车测试两个方面，分析了零部件与整车之间的关系以及零部件测试中影响整车测

37、试结果的要素。论述了整车中主要影响辐射发射测试结果的干扰源，并提出了一些控制辐射发射的措施。本文的分析，对实验委托方正确认识整车实验有一定的参考价值。能协助 测试人员提高对辐射发射实验的了解。汽车电器电磁兼容性及电磁干扰的抑制一、概述ABS防抱死制动系统，发动机燃油点火电子控制系统，GPS全球定位系统等电子设备的正常可靠任务都必需注重对电磁兼容技术的设计和研讨，可以从传统的汽车电器诸如起动机、刮水电动机、闪光器、空调启动器、燃油泵等入手进展讨论，交流发电机电缆的衔接和间歇切断也是产生较大功率电磁辐射的干扰源，只是其它设备对其任务可靠性的影响较那些小功率高频段的 HYPERLINK zaoche

38、168/company/company.jsp?qs=%E7%94%B5%E5%AD%90 t _blank 电子设备为小。如今，交流发电机的调理器与电子点火系一致样，曾经设计成集成模块化构造，同样面临抗干扰的问题。电磁兼容性EMC，Electro-Magnetic Compatibility是指电器电子产品能在电磁环境中正常任务，并不对该环境中其它产品产生过量的电磁干扰EMI，Electro-Magnetic Interference。这就包含着2方面要求，其一是要求产品对外界的电磁干扰有一定的接受才干；其二是要求产品在正常运转过程中，该产品对周围环境产生的电磁干扰不能超越一定的限制。汽车

39、HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E7%94%B5%E5%99%A8 t _blank 电器的电磁兼容性就是指在 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E6%B1%BD%E8%BD%A6 t _blank 汽车及其周围空间中，在运转时间内，在可用的频谱资源条件下，汽车本身以及周围的用电设备可以共存，不致引起降级。二、电磁干扰的来源、传播途径及检测一电磁干扰的来源汽车电器设备遭到的电磁干扰的来源常分为3种：周围高压变电所输电线、大功率无线电发射基站、行驶中相距较近的汽车、雷电、太阳黑子辐射的车

40、外电磁干扰；由于行驶时车体与空气高速摩擦，在车体上构成不均匀分布的静电而产生的车体静电干扰；点火系统产生的车内电磁干扰等高频辐射干扰。电动机电刷换向火花的电磁辐射，起动机电磁开关和各种开关任务时放电干扰等，都是汽车电器设备电磁干扰的来源。二电磁干扰的分类及传播电磁干扰EMI按频段可粗略划分为：0.022kHz，谐波干扰；2300kHz，传导干扰或载频干扰；0.3300MHz，射频干扰；0.3300GHz，微波干扰。从干扰的途径来分，0300kHz并存着传导干扰和交变电磁场引起的近场感应干扰；射频和微波干扰都是远场的辐射干扰。当设备和导线的长度比波长短时，主要的问题是传导干扰；当它们的尺寸比波长

41、长时，主要的问题是辐射干扰。三3 类干扰分述如下a.传导干扰是经过电路衔接的导体传播，共电源线，共搭铁线。图1为传导干扰的电路原理图。根据电子电工学知识可得各电器的任务电压为：式中：R电源线电阻；r搭铁线电阻；U支路电压；I支路电流。可见一个电器电流的变化会影响其它电器电压变化，引起干扰。降低电器间相互关扰，必需减小R、r和I。b.感应干扰由各类电器、导线的交变电磁场引起，下面从电场耦合干扰和磁场耦合干扰来表达其原理。图2、图3分别表示其电路原理图。分析图2，那么导线2上干扰电压U2为：式中：C12两导线间电容；C20导线2搭铁电容；R回路电阻；U1、I1导线1的电压、电流。减小U2，应从降低

42、C12和R或增大C20入手，即增大导线间间隔 或改动电器导线间介电参数。磁感应干扰与两回路长度L1、L2，导线间间隔 b相关。由图3可知式中：0真空导磁率；M12两回路间互感。降低U2，在于增大b和减小回路面积来减小M12，或减低电压变化率。c.辐射干扰是射频的无线电发射经过导线电缆和金属构件这些等效的天线进展发射干扰，因此线束的辐射干扰是最严重的一种。由描画电磁波的Maxwell方程可知，减小射频电磁场的强度，要减小高频电流I、辐射的有效长度L或增大间隔 b。四电磁干扰的检测汽车电路系统由蓄电池和整流的交流发电机作为中心电源，车体作为共用搭铁，各个电器安装并联其上。相连的线束呵斥电器间彼此传

43、导干扰；相邻的导线间会有感应干扰；由于天线效应，不相邻导体间又存在着辐射干扰。因此电磁干扰综合着3种途径，覆盖较宽的干扰频率。运用频谱分析仪进展电磁兼容性分析研讨，检测电磁干扰直观且可以定量。它是一种301000MHz窄带扫频接纳机，能在某一时辰接纳某个频率范围内的能量，记录下不同频段内干扰的幅值。缺陷是对于时间很短频谱范围很宽，如静电放电这一类瞬态的脉冲干扰，不能宽频段全貌反映实践干扰情况。经常只能数台同时启用进展观测分析。三、汽车电器电磁兼容性面对的3项技术问题和提高电磁兼容性的措施电子电器产品系统降噪技术在20世纪70年代已遭到各国关注，至20世纪90年代美国联邦通讯委员会FCC和欧盟C

44、E先后提出对该类产品的有关规章。这些规章要求各公司确保其产品符合严厉的电磁环境影响和发射准那么。符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性EMC。一电磁兼容性要面对的问题汽车电器电磁兼容性需求面对的3个技术问题是：讨论电器产生的电磁辐射EME并控制为最小；电源电压的瞬变，车灯、起动机等重负载和感性负载引起的瞬态干扰是如何恶化汽车的电磁环境的；如何把电磁敏感性EMS降低到最小。电磁敏感性Electro-Magnetic Susceptibility是指存在电磁骚扰的情况下，安装设备或系统对本身性能降低的无作为才干。当敏感性低时，抗扰性那么强，足以防护电器电子产品免受其它系统有害辐射的影响。曾有EMC=

45、EMI+EMS这样一个模拟的公式，表示电磁兼容性是研讨降低电磁干扰和降低电磁敏感性，即加强抗干扰才干的。二提高电磁兼容性能的措施降低电器的电磁干扰强度：要降低发电机纹波电流。交流发电机是大的功率源，减小高次谐波分量可以大幅度降低传导和辐射干扰，对电器而言输入电流谐波属于EMI；应在闪光器触点前加电弧抑制器；感性负载如刮水电动机、燃油泵、起动机有电刷换向器，需求滤波电容器旁路换向火花所产生的高频辐射。电容要到达良好的滤波效果，它与噪声源的公共搭铁之间的连线要尽量短。自在空间中的导线电感每毫米约为0.04nH。假设电刷产生的噪声频率为50100MHz，当电容衔接的导线长度为100150mm时，导线

46、不计线间电容，那么感抗XL=2fL=3.77；而0.1F电容的容抗XC=1/2fC=0.159。假设导线长度缩短为25mm，感抗仅为0.628，滤波电容效果提高80。滤波器件应直接由噪声源搭铁，使回路阻抗最小，有最正确滤波效果。必需留意，有交流分量的输入端安装电容一定要慎重，处理EMC问题的同时，不能引起过大的漏电流，超出平安规范的规定。在电刷上衔接一个1025H的电感，吸收电刷经过换向器间隙时流经电刷电流突变的能量，串联在电路中的扼流圈和对搭铁的旁路电容组合成低通滤波器，也能抑制传导干扰。LC滤波器比单个电容有更宽的滤波带宽，而干扰波形尖峰产生的辐射干扰的抑制经过屏蔽来实现。同一设计的汽车电

47、机电器产生的干扰，由于工艺等的差别在幅度和频率上有很大的随机性。有一个良好的搭铁线，甚至将产生干扰的电器安装限制在一块公共搭铁板上，就近接到车体或线束的屏蔽层搭铁，才干保证滤波、屏蔽最有效。低频电路的搭铁，应尽量采用单点并联搭铁；高频电路宜多点串联搭铁，搭铁线短而粗，更有效抑制长搭铁走线产生的共模干扰。输入输出元件尽量隔远些，高频元件间要防止分布参数呵斥相互关扰。合理布线，合理规划线束，使大功率干扰电路应尽能够紧靠负载，小功率敏感电路紧靠信号源，尽量分开大功率电路和小功率电路，减小线束间感应干扰和辐射干扰。经过滤波的电源线要尽量远离各种信号线，以防高频信号耦合到电源线，呵斥传导发射超标。对较长

48、的线束应在线束上添加滤波器，常用的方法是套上铁氧体磁环，降低传导和辐射干扰。用于抑制电磁干扰的磁环不同于普通用做电感的铁氧体，它的质量要素Q值甚低，损耗较大。滤波、屏蔽、优化布线和搭铁是4项EMC最常规采用的有效措施。但汽车钢制车体总是作为直流电源回到负极的电路，既作为搭铁线，又是射频阻抗较小的信号回流线。所以汽车电器还采用阻尼的方法来抑制辐射。发动机火花塞的中心电极对壳体经过绝缘介质构成电容，中心电极本身又具有电感，这样就构成一个LC振荡回路，火花塞的导线起着天线作用，以电磁波方式向空间发射，电刷与换向器、滑环间的火花，喇叭、灯开关， HYPERLINK zaoche168/company/

49、company.jsp?qs=%E6%9C%BA%E6%A2%B0 t _blank 机械式调理器、传感器的触点开关，由于各自回路LC的差别，射频干扰频率范围在0.151000MHz之间。点火安装就是采用在高压电路串入阻尼电阻有效减弱电火花产生的高频振荡，但过大的阻值会影响火花塞电极的能量，故普通不超越20k。常采用直径1mm的NiCrAl丝绕成，LCR并存，有良好的阻尼振荡辐射作用。干扰电波具有下述特性：当从发生源临近的地方移开时先以间隔 3次方的速率衰减，稍远些时，以间隔 二次方的速率衰减，最后随间隔 线性衰减。FCC第15部分规定3088MHz的极限值为100V/m。在80MHz处，相距

50、干扰源50cm的位置，测得辐射强度80V/m，应为合格，当间隔 减小为30cm时，其辐射强度变为800V/m，是极限值100V/m的8倍，高出18.1dB。“维护间隔 的概念，是指在某种条件下运用电器设备，仍能够会产生干扰。当今汽车设计中都有一个高度集成的微控制器MCU，它用来完成大量的计算并实现有关车辆运转的控制，包括 HYPERLINK zaoche168/auto/techmore-004014.shtml t _blank 发动机管理和制动控制。除MCU模块本身满足EMC规范外，必需使这类关键元器件在维护间隔 以内，到达优良的电磁兼容性能，免受其它电器电子设备干扰。四、改善电磁兼容性的

51、实验研讨电磁兼容性的仿真计算仅能对电器的电磁性能进展初步粗略的估算，最终改善汽车电器的电磁兼容性须待实验进展验证。下面对2种汽车电器产品采用综合改良措施前后的干扰波形图进展对比。刮水电动机是直流永磁蜗轮减速电动机，额定功率为60100W，既是感性负载，又有电刷换向火花的存在，是一个大的干扰源。改善刮水电动机的EMI性能需求改良传统的换向构造，并在刷握近处加滤波处置。图4是改良前后的干扰波形图。用无刷直流电动机做刮水电动机，采用霍尔元件做位置传感器，脉宽调制PWM变频调速，在扫频仪上可以看到318次的高次谐波干扰。作为信号安装的闪光器是典型触点继电器式的器件，触点处于频繁火花通断任务。相连的线束

52、上产生的传导干扰，又引起较大的辐射干扰。改善EMC的措施是在线束上加套的铁氧体磁环，和闪光器出线处衔接的0.1F电容构成低通滤波器，抑制了传导干扰，射频干扰也得到大幅度衰减尤其是50100MHz段。图5为12V/20A的闪光器改良前后干扰波形。同一设计的汽车电机电器产生的EMI，由于元器件、布线工艺等的差别，干扰幅度和频率上会有较大的随机性。在定性的实际指点下，采取12项或综合的改良措施，一致工艺规范，反复实验总结，都能到达称心的结果。五、结语我国对汽车电器电子设备电磁兼容性系统研讨起步较晚，目前已日益遭到注重，这对提高汽车产品出口竞争力至关重要。电磁兼容性出口的CE或FCC认证费用非常昂贵，

53、提高认识，及时调整好各项参数，可以缩短认证周期，降低本钱，使我国出口产品具有优秀的EMC质量，质量稳步提高。电动汽车用逆变器的电磁兼容性设计国内外电动汽车的研制获得了长足的开展，与燃油汽车相比，电动 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E6%B1%BD%E8%BD%A6 t _blank 汽车具有低噪声，零排放，综合利用能源等突出的优点，成为当今汽车工业处理能源，环保等问题的重要途径。电机及其控制系统是电动汽车的关键技术之一，而车用逆变器那么是其中心。由于电动汽车运转环境的复杂性，逆变器处在大量的干扰之中。因此，为使逆变器稳定任务，其电磁兼容

54、性设计就显得非常重要。本文先对车用逆变器所处的电磁环境进展分析，然后从控制电路和主电路两个方面引见了如何对车用逆变器进展电磁兼容性设计。重点对吸收电路的设计进展了引见。对车用逆变器进展电磁兼容性设计之前，必需分析预期的电磁环境，并从电磁骚扰源，耦合途径和敏感设备入手，找出其所处系统中存在的电磁骚扰。然后有针对性地采取措施，就可以消除或抑制电磁干扰。逆变器所处电磁环境中存在的电磁骚扰源主要有：1高频开关器件快速通断构成大脉冲电流而引起的电磁干扰；2供电电源的负载突变；3系统内部及其周围的强电元件呵斥的强电干扰；4电机电枢传输线与其它传输线间的电容性耦合和电感性耦合引起的干扰；5由延续波干扰源等呵

55、斥的空间辐射干扰。逆变器中各个电子部件、元器件都能够成为被干扰的敏感受扰设备。当干扰信号电平低于系统门坎电平常，不会对系统呵斥危害。但假设高于低限门坎电平常，就能够导致 HYPERLINK zaoche168/company/company.jsp?qs=%E7%94%B5%E5%AD%90 t _blank 电子器件的误触发，对系统产生干扰。干扰信号可以经过多种途径从骚扰源耦合到敏感受扰设备上，主要有4种方式：1传导耦合；2公共阻抗耦合； 3感应耦合；4辐射耦合。在电机控制系统中，功率模块在开关过程中出现高压切换难以防止，同时电机定子电压呈脉冲形状，du/dt的值很高，电机定子电流du/dt

56、在开关切换时也很大，因此，经过感应耦合和辐射耦合传输的干扰最为严重。2.车用逆变器控制电路的电磁兼容性设计车用逆变器的控制电路由控制板和驱动板组成。控制板的主要作用是接受上位机的给定指令，经高速数字运算产生功率模块的驱动控制信号，并对驱动板的反响信号进展处置。驱动板的主要作用是接受控制板的功率模块驱动控制信号，经功率驱动电路控制功率模块导通或关断，同时将输入电压，输入电流，输出三相电流和温度等反响信号经放大及滤波等环节后送给控制板进展处置。2.1 控制电源的抗干扰设计控制电源的稳定性对控制电路的稳定任务至关重要。逆变器的控制电路共有3种电源：12V给模拟信号供电；5V给数字信号供电；15V给运

57、算放大器供电。控制电源的电磁兼容性设计主要采取了以下几种措施：1尽能够地缩短输入输出连线，并相互绞合，以减小“天线效应；2尽能够地缩短电源输出端与负载间的间隔 ，并增大衔接导线的截面积，以减小衔接电阻对负载调整率的影响；3在控制电源进线接电源滤波器，此滤波器采用了双L型滤波，可有效减小由电源进线引入的传导干扰；4在模块电源输入端安装维持电容，其作用是防止在模块出现输入短路缺点或其它导致输入母线电压瞬间跌落的不测时，维持电容可在一定时间内给模块提供维持电压，另外，还可吸收模块输入端的电压尖峰；5由于电源及其输出配电线都会有一定的输出电阻和输出电感存在，因此，在高速的模拟电路和数字电路的负载上并联

58、去耦电容；同时在负载上还并联旁路电容，以获得对中频和高频干扰信号的旁路作用，从而防止多个负载之间的相互关扰。2.2 控制电路PCB线路设计控制电路的印刷电路板PCB上有各种不同功能的电路，如模拟电路，数字电路，放大电路等，不同的电路相互之间存在电磁干扰。同时，印制线的电感成分产生的噪声电压也不容忽视。因此，PCB线路的合理设计可以有效地抑制电磁干扰，提高系统的可靠性。控制电路PCB的线路设计应遵照以下原那么：1根据电路功能要求，按功率大小，信号强弱与性质等要素，进展分区布置，以减弱它们之间的相互关扰；2本着减小导线的引线电感和导线间分布电容的原那么，尽量减小导线的平行布线；3在思索平安的条件下

59、，电源线应尽能够接近地线，并远离信号线，以减小差模辐射的环面积，也有助于减小电路的交扰；4信号线尽量接近地线，信号线之间布线垂直，并远离大电流信号线及电源线；5模拟地、数字地、电源地等各自分开走，自成系统，然后辐射状地聚集到一个公共接地点。2.3 控制电路的接地设计接地设计有两个根本目的：消除各支路电流流经公共地线时所产生的噪声电压；防止受磁场和地电位差的影响，构成地环路。为到达以上目的，逆变器控制电路的接地设计中采取了以下几项措施：1地线分流，主要是经过构造措施减少公共地阻抗呵斥的信号串扰，根据地线分流原那么，将强电地线和弱电地线分线，数字电路地线和模拟电路地线分线，平安地、信号地和噪声地分

60、线。2阻隔地环流，主要是经过规划来减小交变磁场的感应，辐射所呵斥的干扰，这里采用光电隔离来阻隔地环流；3金属构件如机箱，散热器等与大地直接相连，以防止触电事故，外界电磁场的干扰以及静电等；4直流电源的反响线和回线该当绞和起来，以防止其接受并且重新辐射外来的射频能量；5灵敏采用单点和多点接地2.4 控制电路的屏蔽设计根据屏蔽体对电磁波的衰减机理，屏蔽效果主要由穿过屏蔽资料的衰耗决议。而穿过屏蔽资料的衰耗那么由屏蔽 HYPERLINK zaoche168/auto/techmore-004018.shtml t _blank 资料的厚度以及资料的电导率和磁导率共同决议。经综合思索，采用2mm厚的钢