ABS防抱死制動(dòng)系統,發(fā)動(dòng)機燃油點(diǎn)火電子控制系統,GPS全球定位系統等電子設備的正??煽抗ぷ鞫急仨氈匾晫﹄姶偶嫒菁夹g(shù)的設計和研究,可以從傳統的汽車(chē)電器(諸如起動(dòng)機、刮水電動(dòng)機、閃光器、空調啟動(dòng)器、燃油泵等)入手進(jìn)行探討,交流發(fā)電機電纜的連接和間歇切斷也是產(chǎn)生較大功率電磁輻射的干擾源,只是其它設備對其工作可靠性的影響較那些小功率高頻段的電子設備為小?,F在,交流發(fā)電機的調節器與電子點(diǎn)火系統一樣,已經(jīng)設計成集成模塊化結構,同樣面臨抗干擾的問(wèn)題。
電磁干擾的來(lái)源、傳播途徑及檢測
(一)電磁干擾的來(lái)源
汽車(chē)電器設備受到的電磁干擾的來(lái)源常分為3種:周?chē)邏鹤冸娝旊娋€(xiàn)、大功率無(wú)線(xiàn)電發(fā)射基站、行駛中相距較近的汽車(chē)、雷電、太陽(yáng)黑子輻射的車(chē)外電磁干擾;由于行駛時(shí)車(chē)體與空氣高速摩擦,在車(chē)體上形成不均勻分布的靜電而產(chǎn)生的車(chē)體靜電干擾;點(diǎn)火系統產(chǎn)生的車(chē)內電磁干擾等高頻輻射干擾。電動(dòng)機電刷換向火花的電磁輻射,起動(dòng)機電磁開(kāi)關(guān)和各種開(kāi)關(guān)工作時(shí)放電干擾等,都是汽車(chē)電器設備電磁干擾的來(lái)源。
(二)電磁干擾的分類(lèi)及傳播
電磁干擾(EMI)按頻段可粗略劃分為:0.02~2kHz,諧波干擾;2~300kHz,傳導干擾或載頻干擾;0.3~300MHz,射頻干擾;0.3~300GHz,微波干擾。
從干擾的途徑來(lái)分,0~300kHz并存著(zhù)傳導干擾和交變電磁場(chǎng)引起的近場(chǎng)感應干擾;射頻和微波干擾都是遠場(chǎng)的輻射干擾。當設備和導線(xiàn)的長(cháng)度比波長(cháng)短時(shí),主要的問(wèn)題是傳導干擾;當它們的尺寸比波長(cháng)長(cháng)時(shí),主要的問(wèn)題是輻射干擾。
(三)3 類(lèi)干擾分述如下
a.傳導干擾是通過(guò)電路連接的導體傳播,共電源線(xiàn),共搭鐵線(xiàn)。圖1為傳導干擾的電路原理圖。
根據電子電工學(xué)知識可得各電器的工作電壓為:
式中:R??電源線(xiàn)電阻;
r??搭鐵線(xiàn)電阻;
U??支路電壓;
I??支路電流。
可見(jiàn)一個(gè)電器電流的變化會(huì )影響其它電器電壓變化,引起干擾。降低電器間相互干擾,必須減小R、r和I。
b.感應干擾由各類(lèi)電器、導線(xiàn)的交變電磁場(chǎng)引起,下面從電場(chǎng)耦合干擾和磁場(chǎng)耦合干擾來(lái)敘述其原理。圖2、圖3分別表示其電路原理圖
分析圖2,則導線(xiàn)2上干擾電壓U2為:
式中:C12??兩導線(xiàn)間電容;
C20??導線(xiàn)2搭鐵電容;
R??回路電阻;
U1、I1??導線(xiàn)1的電壓、電流。
減小U2,應從降低C12和R或增大C20入手,即增大導線(xiàn)間距離或改變電器導線(xiàn)間介電參數。
磁感應干擾與兩回路長(cháng)度L1、L2,導線(xiàn)間距離b相關(guān)。由圖3可知
式中:
μ0??真空導磁率;M12??兩回路間互感。
降低U2,在于增大b和減小回路面積來(lái)減小M12,或減低電壓變化率。
c.輻射干擾是射頻的無(wú)線(xiàn)電發(fā)射通過(guò)導線(xiàn)電纜和金屬構件這些等效的天線(xiàn)進(jìn)行發(fā)射干擾,因而線(xiàn)束的輻射干擾是最嚴重的一種。由描述電磁波的Maxwell方程可知,減小射頻電磁場(chǎng)的強度,要減小高頻電流I、輻射的有效長(cháng)度L或增大距離b。
(四)電磁干擾的檢測
汽車(chē)電路系統由蓄電池和整流的交流發(fā)電機作為核心電源,車(chē)體作為共用搭鐵,各個(gè)電器裝置并聯(lián)其上。相連的線(xiàn)束造成電器間彼此傳導干擾;相鄰的導線(xiàn)間會(huì )有感應干擾;因為天線(xiàn)效應,不相鄰導體間又存在著(zhù)輻射干擾。因而電磁干擾綜合著(zhù)3種途徑,覆蓋較寬的干擾頻率。
應用頻譜分析儀進(jìn)行電磁兼容性分析研究,檢測電磁干擾直觀(guān)且可以定量。它是一種30~1000MHz窄帶掃頻接收機,能在某一時(shí)刻接收某個(gè)頻率范圍內的能量,記錄下不同頻段內干擾的幅值。缺點(diǎn)是對于時(shí)間很短頻譜范圍很寬,如靜電放電這一類(lèi)瞬態(tài)的脈沖干擾,不能寬頻段全貌反映實(shí)際干擾情況。常常只能數臺同時(shí)啟用進(jìn)行觀(guān)測分析。
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