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汽車(chē)電系電磁干擾的抑制
作者:  日期:2017-03-08  瀏覽次數:1749次  來(lái)源:
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       汽車(chē)電系內存在著(zhù)多種形式的電磁干擾源(電磁干擾測試儀),對車(chē)載電子裝置及其周?chē)鷶蛋倜追秶鷥鹊氖找魴C、電視機和其他無(wú)線(xiàn)電通信裝置的正常工作,都可能產(chǎn)生不同程度的干擾。抑制各種電磁干擾源噪聲的發(fā)射和傳播,提高車(chē)載電子裝置抗干擾能力,是汽車(chē)電系電磁兼容設計的主要任務(wù)。
       一、電磁干擾的抑制方法
       一般來(lái)說(shuō),形成電磁干擾必須同時(shí)具備三個(gè)因素:即存在著(zhù)電磁干擾源,存在著(zhù)電磁干擾的傳遞途徑,存在著(zhù)接受電磁干擾的敏感設備。因而通常用以抑制電磁干擾的方法是:對干擾源采取屏蔽、隔離和接地的方法抑制干擾量的發(fā)射,采用濾波、阻尼和去耦等方法阻止干擾量的傳播,對電子設備或器件采取提高線(xiàn)路信噪比、增大開(kāi)關(guān)時(shí)間、提高器件抗干擾門(mén)限等方法以降低其電磁敏感度。這些措施在電路設計時(shí)都必須予以認真考慮,其中屏蔽、接地和濾波是抑制電磁干擾的三項基本措施。
       1、屏蔽。屏蔽是利用屏蔽體來(lái)阻止電磁干擾源的電磁能發(fā)射的重要手段。根據屏蔽的工作機理,屏蔽分為電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽三大類(lèi)。
       (1)電場(chǎng)屏蔽。電場(chǎng)屏蔽簡(jiǎn)稱(chēng)電屏蔽,它包括靜電屏蔽和交變電場(chǎng)的屏蔽。
       (2)磁場(chǎng)屏蔽。磁場(chǎng)屏蔽簡(jiǎn)稱(chēng)磁屏蔽,它包括低頻磁屏蔽和高頻磁屏蔽。低頻磁屏蔽是指對變化頻率在100kHz以下的干擾磁場(chǎng)的屏蔽,采用高導磁材料制成屏蔽罩,對干擾磁場(chǎng)進(jìn)行分路。根據分磁原理,把本來(lái)要穿過(guò)受擾設備形成低頻磁場(chǎng)干擾的磁力線(xiàn),吸收到磁屏蔽招低磁阻通道內來(lái),從而大大減小穿過(guò)受擾設備的磁力線(xiàn),即降低干擾。根據屏蔽原理,屏蔽材料導磁性能越高,低頻磁屏蔽效果越好。
       (3)電磁屏蔽。電磁屏蔽是對電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)加以屏蔽,一般是指對高頻電路磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽。因為在交變場(chǎng)中,電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是同時(shí)存在的,只是在頻率較低時(shí),電磁波不能向遠方輻射,電場(chǎng)和磁場(chǎng)僅在近區相互感應、來(lái)回轉換,故常稱(chēng)為近場(chǎng)或感應場(chǎng)。這種近場(chǎng)的能量隨干擾源的特性不同,電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量有很大的差別。高壓低電流源以電場(chǎng)為主、磁場(chǎng)分量可以忽略,這時(shí)只需考慮電場(chǎng)屏蔽,而低壓大電流干擾源則以磁場(chǎng)為主,電場(chǎng)可以忽略,這時(shí)可以只考慮磁場(chǎng)屏蔽。
       2、接地
       接地通常有兩種含義:一是接大地,即把電子設備的金屬外殼通過(guò)埋入地下的金屬棒、管道或其他金屬結構件實(shí)現對大地的電氣接觸,并以大地作基準零電位。其主要目的是為雷擊放電或靜電放電提低阻泄放通道,以保護設備及工作人員的安全。另一個(gè)是接信號地或系統地。
       3、濾波
       在抑制電磁干擾的設計中,屏蔽主要是抑制電磁輻射,而濾波則主要是抑制電磁傳導。實(shí)踐表明,即使有很完善的屏蔽和接地措施,也仍然存在著(zhù)電磁傳導干擾導致電子設備工作性能降低,因而在抑制電磁干擾方面濾波器取著(zhù)無(wú)可替代的作用。電磁干擾濾波器不同于常規的信號選擇濾波器,前者主要考慮對電磁干擾的有效抑制,后者主要考慮的是對有用信號的有效選擇。
       二、汽車(chē)電系電磁干擾的抑制   
       汽車(chē)電系存在著(zhù)多種形式的電磁干擾源,其干擾電平及干擾方式各不相同,因而應綜合考慮各種抗干擾措施,使汽車(chē)電系的電磁干擾獲得有效的抑制。這是一項十分復雜的電磁干擾抑制技術(shù),需要分析各種電磁干擾源的特性和技術(shù)參數,確定各自的干擾途徑及耦合方式,相應地采取各種不同的抑制方法,包括屏蔽、接地、濾波、阻尼、去耦、隔離等措施,以及采用特殊的抗干擾器件。在使用了計算機控制的汽車(chē)電系,還應在軟件設計上考慮抗電磁干擾的能力。全面的考慮汽車(chē)電系電磁干擾的抑制,實(shí)現汽車(chē)電系電磁兼容EMC性設計有待于進(jìn)一步探討。
       1、點(diǎn)火系電磁干擾的抑制
       發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系統是汽車(chē)電系最重要的電磁干擾源,其電磁干擾主要表現在兩個(gè)方面。一方面電火系高壓側的火花放電向空間輻射電磁波,對車(chē)內電子裝置及車(chē)外數百米范圍內的收音機、電視機和其它無(wú)線(xiàn)電通信裝置的正常工作產(chǎn)生影響。另一方面,點(diǎn)火系低壓側由點(diǎn)火初級線(xiàn)圈產(chǎn)生的瞬變脈沖電壓沿導線(xiàn)、車(chē)內金屬構件傳導,對車(chē)內I其他電子裝置產(chǎn)生傳導干擾。
       2、供電系電磁干擾的抑制
       供電系發(fā)電機存在著(zhù)的瞬變脈沖電壓及整流子火花放電等電磁干擾的抑制,一般可以通過(guò)在發(fā)電機輸出端接入0.5μF的電容器來(lái)抑制高頻噪聲。由于蓄電池作為低阻抗大容量的瞬變抑制器能吸收瞬變能量,抑制瞬變脈沖電壓,因而要保證蓄電池與發(fā)電機的可靠并聯(lián)。與發(fā)電機配套使用的電壓調節器產(chǎn)生的電磁噪聲,亦可在放電觸點(diǎn)間并聯(lián)0.5μF的電容器來(lái)吸收。
       3、感性負載瞬變噪聲干擾的抑制
       汽車(chē)電系內有很多感性負載,這些感性負載在開(kāi)路時(shí)所產(chǎn)生的瞬變噪聲具有能量大、頻譜款的特點(diǎn),有效的抑制方法是在感性負載的兩端并聯(lián)浪涌吸收器。
       4、靜電干擾的抑制
       (汽車(chē)靜電放電模擬器汽車(chē)內靜電干擾的抑制主要是防止靜電累積形成高壓放電,因而汽車(chē)在行駛中有可能產(chǎn)生摩擦生電的部位,以及因抑制輻射而采用的屏蔽體外殼,都必須設置各自的低阻放電通道,使靜電能即時(shí)對地泄放掉。為此,汽車(chē)內采用寬而短的低阻編織線(xiàn),將發(fā)動(dòng)機與車(chē)身之間、車(chē)身與大梁之間、發(fā)動(dòng)機與大梁之間等都可靠的連接起來(lái),建立起低阻抗導電通道的搭鐵系統,有效阻止靜電的積累。
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