關于汽車電子的電磁兼容性分析

鐘啟興 惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司

?

電子科技 Electronics Technology

關于汽車電子的電磁兼容性分析

鐘啟興 惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司

【文章摘要】

【關鍵詞】

汽車電子；電磁兼容；電磁干擾；電子技術

引言

隨著科學技術的不斷發展，如今汽車內的電子設備的數目也在不斷增加，汽車電子設備所處的電磁環境變得更加錯綜復雜，如何提高汽車電子設備的電磁兼容性，對于保證汽車的行駛安全乃至整個汽車行業的快速發展都具有重要的意義。汽車是一個典型的機電高度一體化的系統，特別是在采用電子控制系統之后，強烈的電磁干擾會對車內電子設備的正常運轉產生巨大的影響，汽車電子電磁兼容性分析的重要性也變得更加突出。

1.汽車電子電磁兼容性分析的必要性

汽車電子的電磁兼容性主要指的是在汽車的運行過程中，汽車的電子設備不會由于產生相互干擾而無法正常工作。對汽車電子的電磁兼容性進行分析，其作用主要體現在以下方面：（1）能夠在設計階段及時發現潛在的各種電磁干擾性問題，可以有效的避免量產之后所帶來的財產損失；（2）可以及時發現電磁干擾性問題所導致的各種安全隱患，從而能夠為汽車的安全行駛提供更有力的保障。

2.汽車電子系統電磁干擾因素分析

2.1電磁干擾的主要來源

當前汽車所處的電磁環境相當復雜，其不僅要面臨車內電子設備所產生的電磁干擾，同時還會受到外部電磁環境的威脅。總而言之，汽車電子所受的電磁干擾主要來源于以下幾個方面：（1）點火系統所產生的電磁干擾，在汽車點火時火發塞在產生火花的同時也會向外放出電磁波，從而容易對周邊的電子設備產生干擾；（2）電感性負載工作時所產生的電磁

干擾。汽車上的電機、開關按鈕等帶有電容或者是電感設備在工作時均會向外輻射電磁波，特別是在啟停或者開關的瞬間，所產生的電磁輻射相當嚴重。（3）外部環境所帶來的電磁干擾。汽車在行駛的過程中外部的雷達信號、移動通信信號，甚至是周邊的變電站和高壓供電線都會對車內的電子設備產生一定程度的電磁干擾。

2.2電磁的主要干擾途徑

傳導干擾、輻射干擾和感應干擾是電磁干擾的三種主要形式。傳導干擾指的電磁通過設備連接電路之間的共用導體進行傳播，特別是當相連的兩個設備共用同一電源線或者是地線時，該問題十分明顯。輻射干擾主要是產生在距離較遠的兩個電子設備之間，由于電磁波可在空氣中自由傳播，即使兩個電子設備之間沒有相互的物理連接，輻射的電磁波也可能會對其正常運轉產生影響。感應干擾通常發生在距離較近但又沒有實際物理連接的兩個電子設備之間，感應干擾又可分為電感應干擾和磁感應干擾，其中電感應干擾更為常見。

3.汽車電子電磁兼容性分析的工作流程

汽車工作時的電磁環境十分復雜，電磁兼容性分析時往往難以面面俱到，從成本的角度考慮，很多時候都是突出重點，有所取舍的對主要設備的電磁兼容性進行評估。在進行汽車電子電磁兼容性分析時，首要任務便是明確汽車所要實現的功能，然后再根據實際的需求去選擇相應類型的元器件。在完成了組件的選擇工作之后再對組件的布局和分布進行優化，同時檢查所用的通信電纜能否達到電磁兼容性的需求。完成初步的布局與裝配工作之后，再進行運行測試，通過實際的測試工作發現潛在的電磁干擾，并根據實際出現的問題對結構布局、線路布局以及電子設備的選型進行優化，以使電磁兼容性能夠達到規定的要求。

4.改善汽車電子電磁兼容性的方法

4.1避免電磁干擾的產生

改善汽車電子電磁兼容性的首要工作便是設法從源頭上抑制電磁干擾的產生，為了盡量減少電磁干擾的產生，需要做好以下方面的工作：（1）在滿足使用要求的前提下，最大限度的降低設備的使用功率，從而能夠極大的降低干擾源的強度；（2）選擇電磁輻射小的硬件設備，例如選擇能夠有效降低換向時產生電弧的層片式電刷，采用使用低頻芯片的控制單元等；（3）對車內的電氣布局進行優化，對過添加輔助設備的方式抑制電磁的產生，例如給需要經常啟停的大功率電子設備配置電弧抑制器，為電機內部的感性電路配置電容性濾波器等。從成本的角度考慮，只要能將干擾的產生抑制在允許的范圍之內即可，不必過于追求過高的抑制效果。

4.2抑制干擾的傳播

抑制干擾的傳播是電磁干擾抑制的一種常用手段，在實際的運用中最為常見的便是采用屏蔽、吸收、隔離或者是平衡配線的方式來阻礙電磁干擾的傳播。抑制干擾的傳播需要做好如下工作：（1）通過添加金屬殼體等方式對主要的設備進行電磁屏蔽，例如采用易于吸收電磁波的材料做發動機的殼體，從而使得點火時產生的電磁波難以傳播出來；（2）采用帶有屏蔽作用的通信線纜，這一方面可以抑制內部通信信號對外部電子設備產生干擾，另一方面也可以有效的避免內部通信信號受到外部電磁信號的干擾；（3）對于較長的傳輸線路，應該添加必要的濾波設備，及時去濾除傳輸過程中所受到的干擾；（4）對線束的布局進行優化，特別是要保證不同功率電路之間的距離，盡量避免相鄰線路之間的感應干擾和輻射干擾。

4.3降低設備接收干擾的強度

降低設備接收干擾的強度，主要是從接收設備自身的因素入手，減少設備所受到的電磁干擾。當前主要是通過減少電子設備的輻射面積、增大與干擾源的距離或者是提高線路的信噪比等方式來降設備所接收的電磁干擾，不過由于汽車的整體空間結構有限，以上方式的調解效果也十分有限。隨著汽車電子技術的不斷發展，如今更多的是通過提高電子設備自身的抗干擾性以減少電磁干擾對電子設備所帶來的影響。

5.結語

汽車電子的電磁兼容性分析涉及的內容較多，但是其作用不容忽視。提高汽車電子設備的電磁兼容性，不僅有利于為電子設備的正常運行提供更有力的保障，還能為有效的提高汽車的整體性能，增加其市場競爭力。

【參考文獻】

［1］干俊.汽車電子PCB電磁兼容設計分析［J］.數字技術與應用，2016（1）.

［2］翟文濤.汽車電子控制系統的電磁兼容性研究［J］.科技與企業，2015（2）.

［3］白同云.汽車電子系統電磁兼容設計實踐［J］，電子質量2008（11）.

汽車電子的電磁兼容性是衡量汽車性能的一個主要指標，其會對汽車的安全性和可靠性產生較大的影響。本文簡要論述了對汽車電子進行電磁兼容性分析的必要性，重點介紹了汽車電子系統電磁干擾產生的因素和電磁兼容性分析的工作流程，并以此為基礎為提高汽車電子電磁的兼容性提出了些許建議。