汽車電子電磁兼容測試標準體系及抗干擾措施

徐 靜,趙 毅,潘 勇,魏 磊

（山東省產品質量檢驗研究院，250102）

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汽車電子電磁兼容測試標準體系及抗干擾措施

徐 靜,趙 毅,潘 勇,魏 磊

（山東省產品質量檢驗研究院，250102）

摘要：介紹了汽車電子電磁兼容相關標準，從減小設備發射電磁干擾強度、抑制電磁干擾傳輸、降低設備電磁敏感部件接收干擾強度三個方面介紹了提高汽車電子設備電磁兼容性能的措施。

關鍵詞：汽車電子；電磁兼容；電磁干擾

1　汽車電子電磁兼容測試標準

1.1汽車電磁兼容測試標準組織

汽車電子電磁兼容測試標準是汽車電磁兼容設計、仿真和測試的重要依據和基礎，貫穿于整個汽車電磁兼容設計和測試過程中。汽車電磁兼容標準分為國際標準、地區標準、國家標準和企業標準。

國際上制定電磁兼容方面的標準化組織有國際標準組織（ISO）、國際電工委員會（IEC）、國際電工委員會無線電干擾特別委員會（CISPR），他們從事電磁兼容的協調、管理和技術標準的制定。IEC下屬的TC77組織主要負責制訂和維護電磁環境標準、電磁兼容基礎標準、較低頻率范圍和電磁脈沖的電磁兼容標準，而CISPR主要負責制訂和維護有關電磁兼容的產品標準及較高頻率范圍的電磁兼容標準。

地區標準主要是歐洲ECE法規和EEC 指令。歐盟標準即EN標準，歐洲電工標準化委員會（CENELEC）與IEC/CISPR關系密切，其過去頒布的標準經常是引用IEC/CISPR標準。

但現在也出現這種情況，即其新制訂或修訂的EN標準影響IEC/CISPR標準。當然兩者一般基本上能達到同步。由此可見，歐洲電磁兼容標準在國際上具有較高的地位及影響力。

國家性標準協會有美國國家標準協會（ANSI），美國聯邦通訊委員會（FCC），美國汽車工程協會（SAE），德國郵電部（FTZ），德國電氣工程師協會（VDE），英國標準協會（BSI），日本民間干擾控制委員會（VCCI），上述標準協會的作用是與國際標準協調，并且制定各國家自己的標準。

我國的標準化工作正在積極與國際接軌，包括標準接軌、規范程序協調、承擔國際義務和國際互認。近些年我國制訂或修訂的電磁兼容標準一般都等同或等效于IEC/CISPR標準。現已發布實施的電磁兼容國家標準有三類：字頭為GB的強制性標準，GB/T推薦性標準，GB/Z指導性專業標準。

汽車電子電磁兼容企業標準方面，國際上的各大汽車公司也正在不斷建立并且更新現有的電磁兼容測試標準，如美國福特公司、通用公司，德國大眾、寶馬、梅塞德斯-奔馳公司，法國的標致-雪鐵龍公司等，以應對更加嚴酷的電磁環境，其標準要求也大多比國際現行標準嚴酷的多。

1.2汽車電子電磁兼容國際標準

（1）ISO標準：ISO 11451《道路車輛—窄帶輻射電磁能量所產生的電氣干擾—整車測試法》。該標準為抗窄帶電磁輻射源產生的電磁干擾的整車測試方法。ISO 11451包括4部分。見表1。

表1　ISO 11451 系列標準

ISO11452《道路車輛—窄帶輻射電磁能量所產生的電氣干擾—零部件測試法》，該標準為抗窄帶電磁輻射源產生的電磁干擾零部件測試方法。ISO 11452包括11部分，

ISO 7637系列標準，ISO 7637《道路車輛—由傳導和耦合產生的電騷擾》，本標準描述的是汽車上電氣設備所經常產生的一些常見瞬態干擾信號，通過導和耦合方式對被測設備造成干擾的測試及評價方法。

ISO 10650《道路車輛—靜電放電產生的電氣干擾》，該標準涉及的是人體與車輛接觸時所產生的靜電放電對車輛電子器件所造成的影響。

（2）CISPR標準：CISPR 12《車輛、機動船和內燃發動機驅動裝置的無線電騷擾特性的限值和測方法》本標準是保護建筑物內廣播電視設備免受來自車輛、船和內燃發動機驅動裝置所產生的電磁騷擾。

CISPR 25《用于保護用在車輛、機動船和裝置上車載接收機的無線電騷擾特性的限值和測量方法》本標準是保護用在車上、船上和裝置上的接收機免受無線電騷擾，規定了限值和測試方法。

1.3國家標準

我國吸收了發達工業國家的經驗，制訂了汽車電磁兼容性標準，并使之逐步升級、不斷完善,明確規定了測量方法及最大干擾的允許值。目前，國內汽車電磁兼容性標準還很不健全，有待進一步研究完善。

2　干擾來源及相關措施

2.1電磁干擾的來源

汽車電子設備工作在行駛環境不斷變化的汽車上，由于環境中電磁能量構成的復雜性和多變性，意味著系統所受到的電磁干擾來源比較廣泛。按照電磁干擾的來源分類，可分為車外電磁干擾、車體靜電干擾和車內電磁干擾。

車外電磁干擾是汽車行駛中經歷各種外部電磁環境時所受的干擾。這類干擾存在于特定的空間或是特定的時間。如高壓輸電線、高壓變電站和大功率無線電發射站的電磁干擾，以及雷電、太陽黑子輻射電磁干擾等等。環境中其它臨近的電子設備工作時也會產生干擾，例如行駛中相距較近的汽車。

車體靜電干擾與汽車和外部環境都有關。由于汽車行駛時車體與空氣高速摩擦，在車體上形成不均勻分布的靜電。靜電放電會在車體上形成干擾電流，同時產生高頻輻射，對汽車電子設備形成電磁干擾。

車內電磁干擾是汽車電子設備工作時內部的相互干擾，包括電子元器件產生的電子噪聲，電機運行中換向電刷產生的電磁干擾以及各種開關工作時的放電干擾，最嚴重的是汽車點火系統產生的高頻輻射，其干擾能量最大。

車外電磁干擾隨作用距離增大而減小，只有當其本身能量非常大，才能對相距較遠的汽車電子設備產生影響。多年研究結果表明，大能量的電磁效應對人體健康存在危害，目前已經制定各種相應的電磁標準來限制這類干擾，使得汽車電子設備受其的影響減小。車體靜電干擾和車內電磁干擾，因為干擾作用距離近，干擾時間長，干擾強度相對較大。由于汽車電子設備形成以蓄電池和交流發電機為核心電源以及車體為公共地的電氣網絡，各部分線束都會通過電源和地線彼此傳導干擾，相鄰導線間又有感應干擾，而不相鄰導線間也因天線效應而輻射干擾，這就使得車內干擾綜合了三種途徑，干擾組成較多，覆蓋的干擾頻率較廣，是汽車電子設備受到的主要電磁干擾。解決這兩種電磁干擾問題，能同時提高汽車電子設備對車外電磁干擾的抗干擾能力，從而降低設備工作失常或是損壞的可能性。

2.2提高電子設備電磁兼容性能的措施

汽車電子設備的電磁兼容性能包括兩方面，一是電磁發射，衡量系統產生的電磁干擾的發射水平；二是電磁敏感度，衡量系統在工作時為實現預期技術指標而需要的抵抗電磁干擾的能力。為綜合提高汽車電子設備的電磁兼容性能，從三方面分析，一是減小設備發射電磁干擾的強度；二是抑制電磁干擾的傳輸；三是降低設備電磁敏感部件接收干擾的強度。

（1）減小設備的電磁干擾強度。優化設備的電氣結構：汽車電子設備中閃光器是繼電器觸點結構，可以在觸點前加電弧抑制器；電機為感性負載，可通過內部濾波電路降低電流噪聲；各種電控單元的印刷電路板，要優化布線，降低電磁發射水平。

選用合適的電子元器件：汽車上的各種控制單元，采用較低頻的芯片有利于減少輻射干擾。

降低設備的功率：在滿足功能需求的情況下，降低設備的功率，可以減小干擾電壓和電流，從而減小干擾強度。

（2）抑制干擾的傳輸。屏蔽干擾源設備和相關線束：汽車中主要的電控系統使用的電控單元，應該采用屏蔽殼體封裝。

增加線束濾波：對較長的線束，為減小傳導和輻射干擾，應在線束上增加濾波，比較方便的是套接合適的鐵氧體磁環。

合理規劃線束：線束布置上使小功率敏感電路緊靠信號源，大功率干擾電路緊靠負載，盡可能分開小功率電路和大功率電路，減小線束間的感應干擾和輻射干擾。

改進設備的接地：良好的接地布置和改進的地線搭接可以降低高頻阻抗。汽車電子設備接地主要是就近接到車體以及線束屏蔽層接地。

（3）降低設備接收干擾的強度。減小設備接收干擾的面積：線束應設計成最小長度、最小阻抗和最小環路面積，最好采用雙絞線等回路面積小的供電方式。增大設備到干擾源的距離：在干擾設備布置不變的情況下，改造敏感部件的安裝位置，增大到干擾源的距離。

3　結束語

本文主要對汽車電磁兼容相關標準進行了闡述，以及現行的國際標準和國家標準，分析了汽車電子設備電磁干擾的來源，從減小設備發射電磁干擾的強度、抑制電磁干擾的傳輸、降低設備電磁敏感部件接收干擾的強度三個方面介紹了提高汽車電子設備電磁兼容性能的措施。隨著汽車電子技術的飛速發展，汽車電子電磁兼容性越來越被關注，本文對汽車電子設備電磁兼容性的提高有一定的參考意義。

參考文獻

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[3] 關斌,王忠,王思.汽車電子系統EMC設計存在問題及其改進技術[J] .研究與開發，2010,(10)::89-91.

Automotive EMC test standard system and anti interference measures

Xu Jing,Zhao Yi,Pan Yong,Wei Lei
（Shandong Institute for Product Quality Inspection,250102）

Abstract：The automotive electromagnetic compatible standard,from reducing device to transmit electromagnetic interference intensity,inhibit electromagnetic interference transmission,reducing equipment electromagnetic sensitive component to receive the interference intensity are introduced to improve automotive electronic equipment electromagnetic compatibility performance measures.

Keywords：automotive electronics;electromagnetic compatibility;electromagnetic interference