关于汽车电子的电磁兼容性分析

2016-01-02钟启兴惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司

电子制作 2016年14期

关键词：电子设备电磁波电磁

钟启兴惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司

电子科技 Electronics Technology

关于汽车电子的电磁兼容性分析

钟启兴惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司

【文章摘要】

【关键词】

汽车电子；电磁兼容；电磁干扰；电子技术

引言

随着科学技术的不断发展，如今汽车内的电子设备的数目也在不断增加，汽车电子设备所处的电磁环境变得更加错综复杂，如何提高汽车电子设备的电磁兼容性，对于保证汽车的行驶安全乃至整个汽车行业的快速发展都具有重要的意义。汽车是一个典型的机电高度一体化的系统，特别是在采用电子控制系统之后，强烈的电磁干扰会对车内电子设备的正常运转产生巨大的影响，汽车电子电磁兼容性分析的重要性也变得更加突出。

1.汽车电子电磁兼容性分析的必要性

汽车电子的电磁兼容性主要指的是在汽车的运行过程中，汽车的电子设备不会由于产生相互干扰而无法正常工作。对汽车电子的电磁兼容性进行分析，其作用主要体现在以下方面：（1）能够在设计阶段及时发现潜在的各种电磁干扰性问题，可以有效的避免量产之后所带来的财产损失；（2）可以及时发现电磁干扰性问题所导致的各种安全隐患，从而能够为汽车的安全行驶提供更有力的保障。

2.汽车电子系统电磁干扰因素分析

2.1电磁干扰的主要来源

当前汽车所处的电磁环境相当复杂，其不仅要面临车内电子设备所产生的电磁干扰，同时还会受到外部电磁环境的威胁。总而言之，汽车电子所受的电磁干扰主要来源于以下几个方面：（1）点火系统所产生的电磁干扰，在汽车点火时火发塞在产生火花的同时也会向外放出电磁波，从而容易对周边的电子设备产生干扰；（2）电感性负载工作时所产生的电磁

干扰。汽车上的电机、开关按钮等带有电容或者是电感设备在工作时均会向外辐射电磁波，特别是在启停或者开关的瞬间，所产生的电磁辐射相当严重。（3）外部环境所带来的电磁干扰。汽车在行驶的过程中外部的雷达信号、移动通信信号，甚至是周边的变电站和高压供电线都会对车内的电子设备产生一定程度的电磁干扰。

2.2电磁的主要干扰途径

传导干扰、辐射干扰和感应干扰是电磁干扰的三种主要形式。传导干扰指的电磁通过设备连接电路之间的共用导体进行传播，特别是当相连的两个设备共用同一电源线或者是地线时，该问题十分明显。辐射干扰主要是产生在距离较远的两个电子设备之间，由于电磁波可在空气中自由传播，即使两个电子设备之间没有相互的物理连接，辐射的电磁波也可能会对其正常运转产生影响。感应干扰通常发生在距离较近但又没有实际物理连接的两个电子设备之间，感应干扰又可分为电感应干扰和磁感应干扰，其中电感应干扰更为常见。

3.汽车电子电磁兼容性分析的工作流程

汽车工作时的电磁环境十分复杂，电磁兼容性分析时往往难以面面俱到，从成本的角度考虑，很多时候都是突出重点，有所取舍的对主要设备的电磁兼容性进行评估。在进行汽车电子电磁兼容性分析时，首要任务便是明确汽车所要实现的功能，然后再根据实际的需求去选择相应类型的元器件。在完成了组件的选择工作之后再对组件的布局和分布进行优化，同时检查所用的通信电缆能否达到电磁兼容性的需求。完成初步的布局与装配工作之后，再进行运行测试，通过实际的测试工作发现潜在的电磁干扰，并根据实际出现的问题对结构布局、线路布局以及电子设备的选型进行优化，以使电磁兼容性能够达到规定的要求。

4.改善汽车电子电磁兼容性的方法

4.1避免电磁干扰的产生

改善汽车电子电磁兼容性的首要工作便是设法从源头上抑制电磁干扰的产生，为了尽量减少电磁干扰的产生，需要做好以下方面的工作：（1）在满足使用要求的前提下，最大限度的降低设备的使用功率，从而能够极大的降低干扰源的强度；（2）选择电磁辐射小的硬件设备，例如选择能够有效降低换向时产生电弧的层片式电刷，采用使用低频芯片的控制单元等；（3）对车内的电气布局进行优化，对过添加辅助设备的方式抑制电磁的产生，例如给需要经常启停的大功率电子设备配置电弧抑制器，为电机内部的感性电路配置电容性滤波器等。从成本的角度考虑，只要能将干扰的产生抑制在允许的范围之内即可，不必过于追求过高的抑制效果。

4.2抑制干扰的传播

抑制干扰的传播是电磁干扰抑制的一种常用手段，在实际的运用中最为常见的便是采用屏蔽、吸收、隔离或者是平衡配线的方式来阻碍电磁干扰的传播。抑制干扰的传播需要做好如下工作：（1）通过添加金属壳体等方式对主要的设备进行电磁屏蔽，例如采用易于吸收电磁波的材料做发动机的壳体，从而使得点火时产生的电磁波难以传播出来；（2）采用带有屏蔽作用的通信线缆，这一方面可以抑制内部通信信号对外部电子设备产生干扰，另一方面也可以有效的避免内部通信信号受到外部电磁信号的干扰；（3）对于较长的传输线路，应该添加必要的滤波设备，及时去滤除传输过程中所受到的干扰；（4）对线束的布局进行优化，特别是要保证不同功率电路之间的距离，尽量避免相邻线路之间的感应干扰和辐射干扰。

4.3降低设备接收干扰的强度

降低设备接收干扰的强度，主要是从接收设备自身的因素入手，减少设备所受到的电磁干扰。当前主要是通过减少电子设备的辐射面积、增大与干扰源的距离或者是提高线路的信噪比等方式来降设备所接收的电磁干扰，不过由于汽车的整体空间结构有限，以上方式的调解效果也十分有限。随着汽车电子技术的不断发展，如今更多的是通过提高电子设备自身的抗干扰性以减少电磁干扰对电子设备所带来的影响。