汪浩然
摘 要:隨著電子技術、信息技術等領域的快速發(fā)展,電子技術廣泛應用于汽車,在增加其安全性及舒適性的同時,也帶來了一系列電磁干擾問題。電磁干擾對汽車的影響較大,不僅影響汽車外界的無線電設備,而且對于汽車內部的各種電子部件,也會產生一定程度的干擾。本文對汽車電路電磁干擾現(xiàn)象進行了分析,并探討了防范措施。
關鍵詞:汽車電路;電磁干擾;分析;防范
隨著電子技術、信息技術等領域的快速發(fā)展,電子技術廣泛應用于汽車,在增加其安全性及舒適性的同時,也帶來了一系列電磁干擾問題,直接影響人體健康及環(huán)境安全。電磁干擾對汽車的影響較大,不僅影響汽車外界的無線電設備,而且對于汽車內部的各種電子部件,也會產生一定程度的干擾。
一、汽車電路電磁干擾現(xiàn)象分析
在電子產品中,普遍存在電磁干擾的問題。電子產品的設備之間存在電磁干擾,元件和元件之間也存在電磁干擾,系統(tǒng)與系統(tǒng)之間也存在電磁干擾。引起電磁干擾的原因多種多樣,原因復雜,但核心原因都是一致的,都是屬于靜電放電干擾。
電子電路產生靜電干擾的因素,一般有兩種情況:一是電子電路的分布參數(shù)設計不合理;二是環(huán)境、濕度等因素,降低了電子電路的穩(wěn)定性,使其發(fā)生干擾現(xiàn)象。
汽車電磁干擾主要來源于汽車電氣設備,它的傳播形式有傳導和輻射兩種,主要干擾源,有電路網絡干擾,靜電放電干擾,電磁輻射干擾等。電路網絡干擾,主要來源于汽車本身的電氣設備。這些設備產生干擾脈沖信號,在網絡周圍以電磁波的形式傳播,干擾附近無線電接收設備的正常接收。電磁輻射干擾,是由電路斷開或接通產生電壓或電流的突變(脈沖)而造成的干擾,尤其是,電感性和電容性負載,在開關開閉的瞬間,產生的電壓較高,輻射頻率也很快。此類干擾,不但對車載無線電接收設備產生不好的影響,而且對車上的電氣設備,也會產生不同程度的危害。
汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)的電路框圖如圖1。傳感器獲取點火信號Va,由驅動電路在點火線圈初級產生一通斷的脈沖電流Ib,線圈次級產生高壓脈沖使火花塞放電,點燃發(fā)動機燃油混合氣作功。當線圈初級回路通斷變化過程時,初級繞組會產生瞬變電壓,次級繞組產生高電壓使火花塞放電,殘余能量形成高頻電磁波輻射到空間中。初級回路中的瞬變電壓則沿電源線傳到電源系統(tǒng)中,干擾電源系統(tǒng),產生一波動電壓△V。如圖2。一般情況不一,實驗測量得到△V為2~4V。
汽車中應用的各種電子控制單元,要求有一個穩(wěn)定的電源電壓供電,才能正常工作。當供電系統(tǒng)中出現(xiàn)電壓波動(如△V),會對電子模塊的正常工作產生影響。
二、汽車電路電磁干擾的防范
為了防止汽車因電磁干擾而產生異常,需要采取一些措施,來防止或降低電磁干擾,保證汽車和車上的電子設備正常工作。首先要降低電磁傳導干擾,對于每個電路回路,要最大限度的減小它的有效面積;對于變壓器漏感產生的電磁干擾,不但要對變壓器進行磁屏蔽,而且,對于每個電流回路的有效面積,也要盡量減少。對于干擾比較嚴重的電路,可以采用雙線傳輸信號的辦法,來降低電磁干擾的影響。
抑制汽車電路網絡干擾。汽車電氣設備的連接導線應盡量縮短,并避免互相平行、靠近。合理布置導線是抑制電路網絡干擾的有效途徑。增大電源濾波電容,加設RC去藕電路,以減少電路禍合。
抑制汽車電磁輻射干擾。加裝R-C-D網絡保護。在干擾源處采取有效的瞬態(tài)抑制措施,不僅可減小感性負載的電磁輻射,同時也保護和控制感性負載的觸點;采用金屬屏蔽。凡是場的干擾都可以采用屏蔽的方法來抑制。在移動通信接收頻段內,一般選擇鋁材料進行電磁屏蔽,由于高頻集膚效應,電磁屏蔽體無需做得很厚。采用無觸點點火裝置或無分電器點火系統(tǒng)也可消除干擾源,降低電磁輻射。
屏蔽,能夠有效的抑制電磁干擾,一般可選導電率高的材料,來作為屏蔽體。經過多年的理論與實踐,已經證明,當屏蔽高頻磁場時,選擇導電率高的鋼或鋁等材料,屏蔽效果較好;屏蔽低頻磁場時,選擇導磁率高的磁鋼、鐵、鈹莫合金等材料,也具有明顯的正效應。對所有容易產生火花(或電弧)的電器,都應采用金屬罩進行屏蔽,以達到消除電磁兼容負作用的效果。
濾波,也是有效的控制電磁兼容的辦法。濾波器是一種應用最為普遍的抗電磁干擾的方法,對于通過電路通路直接進入的干擾,濾波有很到的抑制作用。理論與實踐證明,提高信號幅值,是抗電磁干擾的重要方法。對于微弱的傳感器信號,可采用放大電路增大幅值的辦法,可極大的降低電磁干擾的影響。
總之,汽車電路電磁干擾的存在,會對汽車電子部件產生諸多不良的影響,不但影響汽車的使用年限,而且影響駕駛安全,直接影響汽車的安全性。因此,我們要采取各種抗干擾措施,最大限度的降低電磁干擾對汽車電子電器部件的影響,保障汽車運行的安全和可靠。
參考文獻:
[1] 徐立.汽車電磁干擾及其影響.電子產品世界,2006,02,15.
[2] 汽車電子電磁干擾(EMI)及其影響.豆丁網《互聯(lián)網文檔資源(http://www.docin.com)》,2012.
[3] 張坤,薛京花.車載系統(tǒng)底盤電氣電磁干擾研究(上).電子質量,2010,06,20.
[4] 孫鳳英.汽車電磁干擾及防干擾.汽車電器,1998,10,26.
[5] 梁喆.基于故障樹分析車載系統(tǒng)電磁兼容診斷方法研究.西安電子科技大學碩士論文,2012,01,01.
[6] 邵恩坡.汽車電磁輻射的形成與控制.汽車維修,2003,03,01.
[7] 方成,黃緒鵬.汽車電磁兼容技術及其發(fā)展趨勢.汽車零部件,2011,05,28.