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現代汽車(chē)車(chē)載電磁干擾源分析
作者:  日期:2017-03-22  瀏覽次數:1841次  來(lái)源:
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       對汽車(chē)來(lái)說(shuō),車(chē)載電磁干擾源(泰思特汽車(chē)EMC測試系統)對汽車(chē)內部電子裝置工作可靠性造成的影響比來(lái)自車(chē)外的自然和人為電磁干擾源大一些。因此下面將著(zhù)重分析來(lái)自汽車(chē)內部的電磁干擾。
       在汽車(chē)控制系統等電器中,各種電機及功率執行器件在工作時(shí)會(huì )在電路中產(chǎn)生能量等級不同、持續時(shí)間長(cháng)短不一的瞬變脈沖電壓,可能產(chǎn)生瞬變過(guò)電壓,從而形成電磁干擾。這些不同形式的電磁干擾,可能會(huì )導致汽車(chē)部分電氣系統的功能失常,甚至使得某些敏感的元器件永久失效。來(lái)自汽車(chē)自身的電磁干擾主要有發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火、發(fā)動(dòng)機管理控制系統、各類(lèi)電動(dòng)機、繼電器及開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)之間的火花放電、電路的瞬變、電磁耦合等,這些噪聲源所產(chǎn)生的電磁噪聲,一部分在汽車(chē)電器內通過(guò)導體及器件傳播,對車(chē)內的敏感電子器件形成傳導干擾,另一部分電磁噪聲向空間輻射,形成輻射干擾。
       車(chē)輛產(chǎn)生的電磁干擾不但對車(chē)輛外界的無(wú)線(xiàn)電設備造成影響,而且也會(huì )對車(chē)輛內部的各種電子部件造成不良影響,早期人們普遍關(guān)心的是車(chē)輛電磁干擾對電磁環(huán)境的影響,隨著(zhù)有效的治理,這種影響已經(jīng)得到了控制,近些年,汽車(chē)出現了許多由于車(chē)輛內部電磁干擾對車(chē)輛的正常運行及安全性和可靠性等產(chǎn)生重大影響的現象,引起了人們的特別關(guān)注。
       車(chē)輛內部的電磁干擾特點(diǎn)不同于車(chē)輛對外部的干擾。車(chē)內電磁干擾可以通過(guò)各種連接線(xiàn)纜傳播,也會(huì )以耦合方式、空間輻射發(fā)射的方式進(jìn)行傳播。典型的形式有沿電源線(xiàn)的傳導干擾、人體靜電放電對電子部件的干擾、通過(guò)空間輻射的干擾等。下面就一些典型車(chē)載干擾源的特點(diǎn)進(jìn)行分析。
       一、感性負載瞬變干擾源
       現代汽車(chē)電氣系統內存在大量的感性負載,如各種發(fā)動(dòng)機、電磁閥、繼電器、電喇叭等,其線(xiàn)圈在開(kāi)路瞬間都會(huì )成為一種寬頻譜、高能量的瞬變干擾源。
       二、觸點(diǎn)放電干擾源
       在汽車(chē)使用的電子電氣設備中,有許多導線(xiàn)、連接器、線(xiàn)圈及其他零件,它們具有不同的電容和電感,這些電容電感一旦構成閉合回路,就構成了一個(gè)振動(dòng)回路,其中又分布著(zhù)各種觸點(diǎn),這些觸電都是用來(lái)通斷電流的,但在其開(kāi)關(guān)瞬間,觸電之間會(huì )產(chǎn)生程度不同的火花或電弧放電現象。電火花和電弧本身是一個(gè)高頻電磁噪聲的干擾源,會(huì )向汽車(chē)自身的電子設備和汽車(chē)四周的空間發(fā)射電磁波,影響其他通信電子設備的正常工作。
       三、靜電放電干擾源(靜電放電發(fā)生器
       靜電產(chǎn)生的機理是兩種不同物質(zhì)相互摩擦時(shí),會(huì )在兩物體間引起電子的移動(dòng),其結果使得兩物體的表面分別帶上正電荷和負電荷,形成靜電電場(chǎng),人體會(huì )產(chǎn)生靜電。人體靜電遇到一些導體就會(huì )釋放出來(lái),有直接放電,人們感覺(jué)不到。當靜電存儲到一定程度后,會(huì )通過(guò)空氣放電,甚至會(huì )有火花產(chǎn)生,人們就會(huì )有強烈的放電感覺(jué)。人們在使用汽車(chē)時(shí),這種靜電放電現象是不可避免的會(huì )產(chǎn)生。
       靜電放電之所以會(huì )產(chǎn)生電磁干擾現象,是因為放電電流具有很高的幅度和很短上升沿,這樣就會(huì )產(chǎn)生強度大、頻譜寬的電磁場(chǎng),對電子設備造成電磁干擾。
       四、電磁耦合干擾源
       汽車(chē)電氣系統內存在著(zhù)大量的成束包扎的導線(xiàn)及多點(diǎn)搭鐵的地回路,較長(cháng)的無(wú)屏蔽線(xiàn)束及搭鐵地阻抗在汽車(chē)電系內產(chǎn)生磁感應耦合和電容耦合。
       五、印制電路板PCB的電磁輻射
       隨著(zhù)汽車(chē)電子設備數量的增加,高性能電路需求也成為必然趨勢,然而汽車(chē)空間有限,因此設計印制電路板電路一般需要高密度、高性能、高穩定性。
       六、供電系統電磁干擾源
       汽車(chē)供電系統存在著(zhù)電源電壓異常,電路瞬變過(guò)電壓及開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)間隙火花放電等電磁干擾源,其中電路瞬變過(guò)電壓主要發(fā)生于發(fā)電機拋負載和發(fā)電機磁場(chǎng)突然衰減時(shí)。工態(tài)下,汽車(chē)是靠蓄電池與發(fā)電機并聯(lián)供電的,蓄電池和發(fā)電機在工作過(guò)程中可能出現由于電源故障造成的電壓異?,F象。
       七、電火花系統電磁干擾源
       汽車(chē)內部最強的電磁干擾源是點(diǎn)火系統(汽車(chē)電火花干擾模擬試驗臺)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機電火時(shí),為了保證足夠的點(diǎn)火能量,點(diǎn)火線(xiàn)圈初、次級的瞬變電壓很高,對車(chē)載電子裝置產(chǎn)生很強的傳導干擾。同時(shí),由于火花塞電擊放電強烈,對周?chē)目臻g形成很強的電磁輻射。
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